仙游抽水蓄能电站上水库主坝面板混凝土配合比及抗裂性能研究与应用.pdf
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1、水利水电技术第4 4卷2 0 1 3年第 2期 仙游抽水蓄能电站上水库主坝面板混凝土配合比 及抗 裂性 能研 究与应用 胡应新 ,赵 正 ,刘天云 ,施慧聪 ,姚欣 ,戴立琼 ( 1 葛洲坝集 团 三峡实业公司,湖北 宜昌4 4 3 0 0 0 ;2 上海罗洋新材料科技有限公司,上海2 0 0 0 9 2 ) 摘要 :仙游抽水蓄能电站上水库主坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高7 2 6 m。为提 高其面板混凝土抗 裂性能,对四种抗裂方案进行对比试验研究。结果表 明:掺纤维素纤维混凝土的坍落度及含气量损失率 较小,抗拉强度和极 限拉伸值最高,弹性模量较低 ;纤维素纤维混凝土抗裂性能最好 ,与基准相比
2、,减 裂率达到 8 5 6 ,而增密剂和抗裂剂分别为 1 7 3 和 3 0 5 。经综合分析混凝土各项性能研 究结果, 最终采取纤维素纤维混凝土设计方案。混凝土面板在下闸蓄水前仅在 中间分块 出现少数小于 O 2 m m的 裂缝,并按照设计要求进行 了处理,面板混凝土质量符合设计及规范要求,满足下闸蓄水要求。 关键词 :纤维素纤维混凝土 ;混凝土面板堆石坝;面板混凝土;抗裂性能;仙游抽水蓄能电站 中图分类号:T V 4 3 文献标识码 :B 文章编号:1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 3 ) 0 2 0 0 5 1 0 4 St udy o n m i x i n g r a
3、t i o a nd an t i - c r ac ki n g pe r f or m a n c e o f f a c e s l a b c o n c r e t e f or d a m o f up pe r r e s e r v o i r o f Xi a n y o u Pu mp e d S t o r a g e Hy d r o p o we r S t a t i o n a n d i t s a p p l i c a t i o n HU Yi ng x i n ,ZHAO Zh e n g 2 , LI U Ti a n y un ,S HI Hu i
4、c o n g ,YAO Xi n ,DAI Li q i o n g 2 ( 1 G e z h o u b a G r o u p S a n x i a I n d u s t r i a l C o , Y i c h a n g 4 4 3 0 0 0 ,H u b e i ,C h i n a ; 2 S h a n g h a i R o y a n g I n n o v a t i v e Ma t e r i a l T e c h n o l o g i e s C o ,L t d , S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 , C h i n a )
5、Ab s t r a c t :T h e ma i n d a m o f t h e u p p e r r e s e r v o i r o f Xi a n y o u P u mp e d S t o r a g e Hy d r o p o w e r S t a t i o n i s a c o n c r e t e f a c e r o c k f i l 1 d a m w i t h t h e ma x i mu m h e i g h t o f 7 2 6 mI n o r d e r t o i mp r o v e t h e a n t i c r a
6、c k i n g p e r f o r ma n c e o f t h e c o n c r e t e f o r i t s f a c e s l a b。a c o m p a r a t i v e e x p e r i me n t i s ma d e o n f o u r a n t i c r a c k i n g s c h e me s T h e r e s u l t s h o ws t h a t t h e l o s s r a t i o s o f b o t h t h e s l u mp a n d a i r c o n t e n
7、t o f t h e c o n c r e t e mi x e d w i t h c e l l u l o s e fi b e r a r e l e s s ,mo r e o v e r ,t h e t e n s i l e s t r e n g t h ,u l t i ma t e t e n s i l e v alu e a r e h i g h e s t w i t h a l o w e r e l a s t i c mo d u l u s Co mp a r e d wi t h t h e r e f e r e n c e c o n c e r
8、 n e d ,t h e a n t i c r a c k i n g p e r f o rm a n c e i s b e s t w i th t h e c r a c k - r e d u c i n g r a t i o u p t o 8 5 6 w h i l e t h e c o n t e n t s o f c o n c r e t e d e n s i f y i n g a g e n t a n d a n t i c r a c k i n g a g e n t a x e 1 7 3 a n d 3 0 5 r e s p e c t i v
9、e l y T h r o u g h a c o mp r e h e n s i v e a n aly s i s o n t h e s t u d y r e s u l t s o f all t h e r e l e v a n t p e rf o rm a n c e s o f t h e c o n c r e t e ,t h e d e s i g n s c h e me o f t h e c o n c r e t e mi x e d wi t h c e l l u l o s e fi b e r i S fin all y a d o p t e d
10、Ge n e r all yo n l y a f e w c r a c k s w i t h t h e wi d t h l e s s t h a n 0 2 mm a r e f o u n d wi t h i n t h e mi d b l o c k s o f t h e f a c e s l a b b e f o r e the i mp o u n d me n t o f t h e r e s e r v o i r wh i c h a r e i mme d i a t e l y d i s p o s e d i n a c c o r d a n c
11、 e w i t h t h e d e s i g n r e q u i r e me n t ,t h u s t h e q u ali t y o f t h e c o n c r e t e f o r t h e f a c e s l a b c a n me e t t h e d e s i g n r e q u i r e me n t a n d t h e r e l e v a n t s p e c i fi c a t i o n s ,a n d t h e n s a t i s f y t h e r e q u i r e me n t o f t
12、h e i mp o u n d me n t t h e r e s e rvo i r a s w e l 1 Ke y wo r d s : c e l l u l o s e fi b e r c o n c r e t e ; c o n c r e t e f a c e r o c k - 6 l l d a m ;f a c e s l a b c o n c r e t e ; a n t i c r a c k i n g p e r f o rm an c e;Xi a n y o u P u mp e d S t o r ag e Hy d r o p o we r S
13、 t a t i o n 1 概述 仙游抽水蓄能水电站为周调节抽水蓄能电站,电 站装机容量为 1 2 0 0 MW( 4 x3 0 0 MW) ,属大( 1 ) 型 Wa te rRe s o u r c e s a n d Hy d r o p o wer En g i n e e r i n g t 4 4No 2 收稿 日期:2 0 1 2 0 7 1 1 作者简 介 :胡应新 ( 1 9 7 O 一 ) ,男 ,湖北沙市人 ,工程师 ,仙游抽水蓄 能电站项 目 部常务副经理。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 胡应新, 等仙游抽水蓄能电站上水库主坝面板混凝
14、土配合比及抗裂性能研究与应用 表 1 各种方案的混凝土配合比 水 水泥 粉煤灰 减水剂 引气剂 抗裂剂 增密剂 纤 维 砂 小石 中石 编号 k gn l 一 k gr l l 一 3 k gm 一 3 1 0 4 k g m 一 k g 11 1 一 k g 11 1 一 k gm 一 k g i n一 3 C1 1 4 4 2 7 0 6 7 1 O 1 6 。 _ _ 7 2 3 6 l 2 6l 2 C 2 1 3 7 2 7 9 7 O 1 0 1 5 5 _ 2 O _ 7 2 6 6 1 4 6 1 4 C 3 1 41 2 5 5 6 8 1 O 1 3 l 9 _ 7 1 4
15、 6 0 4 6 o 4 C 4 1 4 6 2 7 2 6 8 1 0 1 5 5 _ 1 0 7 2 0 6 0 9 6 o 9 注 :c 1为基准方 案,c 2为增密剂方案 ,c 3为抗裂剂方案 ,c 4为纤维方案 ,下文 同。 水电站。电站上水库主坝为钢筋混凝土面板堆石坝 , 坝顶高程 7 4 7 6 n l ,顶宽 8 0 I n ,坝轴线长 3 4 0 0 I n , 最大坝高 7 2 6 I l l 。面板顶部高程 7 4 3 6 m,顶部厚度 为 0 3 I T I ,渐变至面板底部厚度为 0 5 E l ,面板设垂 直缝 ,间距为 1 2 11 3 ,面板设计用 C 2 5
16、Wl O F 1 0 0混 凝 土 ,坍落度宜 4 7 c m,适合溜槽施工 。 面板 昆凝土作为堆石坝 的主要 防渗结构 ,其 质 量对保证大坝的安全运行具有重要 的作用。国内外 面板堆石坝工程实践表 明,面板混 凝土存在普遍 的 混凝土裂 缝 问题 ,本 文 旨在研究 面 板混 凝 土配 合 比,采取合适的方案提高混凝土抗 裂性能以及 耐久 性能。 2 面板混凝土裂缝成因及防裂措施 混凝土裂缝主要是 由于拉应力超 过其抗 拉强度 引起 ,根据拉应力成 因不 同,一般将裂缝分成结构 裂缝和收缩裂缝 。面板混凝土的结构裂缝主要是 由 坝体不均匀变形引起 ;混凝土收缩裂缝成 因包括塑 性收缩 、
17、干燥收缩 、自收缩 、温降收缩 、碳 化收缩 等 。 为提高面板混凝土的抗裂性能,从配合比设计 角度应尽可能使? 昆 凝土具有高抗拉强度、低收缩、 低 弹模 、高极限拉伸特性 , 目前工程上主要有 以下 两种方法 :( 1 ) 掺用功 能性外加剂 ,如减 缩剂 、膨 胀剂 、抗裂剂 、增密剂 等 ;( 2) 掺用纤 维。纤 维素 纤维是新一代工程纤维 ,与 昆凝土相容性好 ,不影 响混凝土和易性 ,同时可 以提高混凝土保水性 、抗 裂性能以及耐久性能,整体性能超越了传统合成纤 维 一 。 3 面板混凝土配合比及试验方法 3 1 面板混凝土性能指标要求 仙游抽水蓄能电站上水库面板混凝土性能指标
18、要求为 C 2 5 W1 0 F 1 0 0 ,粗骨料为二级配,坍落度为 4 7 c m,含气量宜为 3 5 4 5 。 3 2原材料 水泥采用 P 0 4 2 5级水泥;粉煤灰采用 F类 I 级粉煤灰 ;骨料采用 自产砂石骨料 ,砂石骨料级配优 良, 砂 的细度模数为 3 2;增密剂选用武汉天衣化工 有限公司生产 的 WH D F混凝土增强 密实 ( 抗 裂) 剂, 简称增密剂 ;抗裂剂选用江苏博特新材料有限公司生 产的 J MI I I ( A) 抗裂防渗增强剂( 类似膨胀剂 ) ,简 称抗裂剂 ;纤维选用上海罗洋新材料科技有限公司生 产的罗赛 R S 2 0 0 0纤维素纤维,R S 2
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