大体积多级配混凝土配合比设计与应用.pdf

第1 1 期 2 0 0 S 年l 1 月 广 东土 木与建 筑 GUA NGD0NG ARC 1 4 I TE c T URE C I VI L E NGI NE ERI NG No 1 l N 0 V 2 0 0 5 大体积 多 级配混凝土配合比设计与应用 杨瑞清 ( 广 东省水利 水 电第三 工程局 广 东东莞 5 2 3 7 1 0 ) 摘要 ： 介绍某供水枢纽工程 大体积 多级配混凝土的配合 比设计与应 用过程 ， 以及具体施工方 法和 质量检测情 况等， 供 同行 参考 。 关键 词 ： 大体 积 ； 多级 配 ：配 合 比设 计 1工程 概况 潮州供水枢纽工程位于广东省潮州市境 内的韩 江干流 坝址 紧靠潮州市城 区。该工程是 合理调配 水资源 、 为城镇及工农业用水创造条件 ， 结合发电 、 兼 顾航 运 、 水 环境 保护 等综 合利 用的 枢纽工 程 ， 工程 等级为 1 等 主要建筑物级别为 2级 。 该枢纽 由拦河闸 、 发电厂房 、 船闸 、 土坝等建筑 物组成 ， 其中东 、 西溪各布置 l 6孔拦河水闸， 东溪右 岸及 西溪左岸各布置一座厂房 ，装机容量分别 为 l 8 MW 和 2 8 MW 船闸布置在西溪右岸 发电厂房与 江东 洲 、 船 闸 与南堤 、 东溪 拦河 闸 与东厢 堤之 间用均 质土 坝连 接 。地 震设 防烈度 为 8度 。 由笔 者公 司承接 施 工的西溪 船 闸及 闸坝 土建工 程 ( 简称 “ 西 标” ) 包括船闸 、 西 溪右 侧 4孔水 闸、 西溪右岸土坝等项 目， 混 凝 土 总量 约 8 4万 m ；东 溪 闸坝 及 东 厢堤加固土建工程( 简称“ 东 I标” ) 主 要 包 括 东 溪 左 侧 1 2孔 拦 河 水 闸及 土 坝 ( 桩 号 0 0 5 0 2 6 7 0 + 1 7 4 4 ) 、 东 厢堤 加 固 ( 桩 号 O + 0 o 0 3 + l o 4 ) 、 东 溪 左 岸 上 、 下 游护 岸等 项 目 浇筑 混凝 土 总 量 约 5 8万 m 3 表 3碎 石 物 理 性 能 检 验结 果 2试 验 用原材 料 水泥采用塔牌 P O 3 2 5 R水泥 ；细骨料为韩江 产河砂 ， 属 中砂 ， 洁净 、 无杂物 ； 粗骨料为潮州产碎 石 ， 质地坚硬 ， 颗粒级配 良好 ； 水为韩江河水 ； 粉煤灰 为汕头产 级粉煤灰 ： 外加剂采用 G C L 1 3 F高效减 水剂。上述各材料的物理力学性能及其试验结果见 表 1 7 。 3 混 凝土 配合 比设计 与试 配 考 虑 到大体 积混凝 土 的温度 控 制和减 少水 泥水 化热 本工程混凝土配合比采用多级配、 双掺优质粉 煤灰 、 缓凝高效减水剂等技术进行配制 。根据 现场 表 1 水 泥 物 理 性 能 检 验 结 果 表 2砂的物理性能检验结果 注)碎石级配 5 - 2 0 mm： 2 0 4 0 ram= 3 0： 7 0 2 ( 二级) ； 5 2 0 tu r n： 2 0 4 0 ram ： 4 0 8 0 tur n = 2 0： 3 0： 5 0 ( 三级 ) 。 5 6 表 4混凝 土拌合用水检验结果 表 5 粉煤灰 物理性能检验结果 维普资讯 http:/ 2 0 o 5 年1 1 月 第1 1 期 杨瑞清： 大 体积多 级配混 凝土配合比 设 计与应用 N 0 V 2 0 o 5 N 0 1 1 表 6 GC L 1 3 F高效减水剂检验结果 ( 掺量 1 2 ) 表 7混凝土施工配合 比设计及试验结果 入仓方式进行混凝土配合比的试配 ， 其中具有代表 性 的 C 2 0 、 C 2 5三 级配 和二级 配试 验结 果见 表 7 。 5 质量 要求 及 其检测 4混凝 土生产 及 入仓 4 1 混凝 土生 产系统 由我单位承建的潮州供水枢纽工程混凝土总量 约为 1 4 2万 m， ，施T高峰月份浇筑量为 2 2万 m ， 。 为满足上述混凝土最大浇筑量 的要求 ， 混凝土生产 系统由 2台 1 5 m ， 搅拌机组成拌和楼 ，生产能力约 1 5 0m3 h 。生料 由装 载机 装入 配料 机集料 斗 ， 经 电子 秤 自动称 量 后 由集 料斗 提 升 系统 卸入 搅 拌 机搅 拌 ， 由搅拌车或汽车装吊罐运输至施T现场。 4 2 混凝 土 运输入 仓方 式 ( 1 )水平 运 输及入 仓 当 采 用 5 0 t 履 带 吊机 吊 送 3 m 的 卧罐 入 仓 时 ， 采用专用的 自卸汽车将混凝土运至现场并卸于卧罐 中 ， 由吊机 吊送 入仓 ； 当利 用 5 0 t 或 3 5 t 履 带 吊机 吊 送 1 5 m ， 立 罐或 3 m， 卧罐入 仓 时 。采 用 8 t 汽车将 装 有混 凝 土 的立罐 运 至 现场 并 由 吊机 吊送 人仓 ： 当利 用混 凝 土地泵 入仓 时 ， 用 混凝 土搅拌 车运 输混 凝土 。 ( 2 )垂直运 输 闸坝 的底板 、 闸墩 ( 1 6 2 m高程以下) 、 消 力 池 及 上 游 铺 盖 等 部 位 混 凝 土 采 用 5 0 t吊机 吊送 1 5 m ， 立罐 或 3 m ， 卧罐入 仓 。 水 闸上部结构混凝土采用泵送入仓施工。 闸坝二期混凝土采用人工直接入仓， 即把混 凝土用小灰桶装好后 ， 用绳子将其吊至工作平台上 ， 然 后将 灰桶 中的混 凝土倒 入仓 内。 挡土墙混凝土采用 吊机 吊送 1 5 m， 混凝土 立罐入仓或泵送入仓。 现浇混凝土护坡采用人工配合 吊机入仓。 5 1 拌合物性能质量控制 和易性是指混凝土拌和物易于搅拌 、 运输 、 浇筑 和 捣 实 ， 并能 获 得成 型 密实 、 质量 均 匀 的性 能 ， 包 括 流 动性 、 粘 聚性 和保水 性等 三方 面 ， 是 确保 混凝 土外 观 质量 的关键 因素之一 。 坍落度对于混凝土浇筑现场或出料 口吊罐控制 在 6 8 c m， 泵 送时控 制 在 1 2 1 6 c m， 能较 好 地满 足施 工要求 。 根据现场检验 ， 施工配合比可完全满足泵送及 吊罐入仓 的需要 ， 混凝土拌和物质量优 良。混凝土 运 输 、 入 仓 过程 中骨料 不 应 出现 离 析 或 大量 泌 水现 象 ， 含 砂率 适 中 ， 入仓 混凝 土无 骨料 堆积 现象 。 5 2 现 场 随机取样 混 凝土试 块 质量情 况 所有 原材 料和 中间 产品试 验 均在监 理工 程师 的 监督下取样并作标记 ， 按规定送检 ， 同时按照质量监 督部门的规定 ，取试验总量的 1 5 作为监证试验 由试 验结 果统 计分 析可 知 原 材料 质量 合格 中 间产 品质 量 合格 ， 混 凝 土拌 和质 量优 良。2 0 0 4年 1月初 至 2 0 0 5年 7月底期 间混 凝 土取样 统计 结果 表 明 ： ( 1 )C 2 0混凝土 ： 共取样 9 6组 ， 强度值为 2 0 0 3 2 0 MP a ， 平 均值 2 2 9 MP a ， 标准差 2 1 5 MP a ， 概率度 系数 1 _ 3 5 ， 强 度保证 率 9 1 1 ； ( 2 )C 2 5混凝土 ： 共取样 2 9 4组 ， 强度值为 2 5 3 4 3 9 MP a ， 平 均值 2 9 7 MP a ， 标准差 2 6 9 MP a ， 概率度 系数 1 7 5 ， 强度保证率 9 5 8 。 5 _ 3 混凝 土外 观质 量 本工程在施工过程 中未发生任何质量事故 已 通过 验 收 的 1 9个 分部 工程 全部达 到 优 良。 施工过 程 中工程 质量始 终得 到有 效控制 。 ( 下转 第 5 3页 ) 5 7 维普资讯 http:/ 2 0 0 5 年1 1 月 第l 1 期 广东 土木与 建筑 N 0 V 2 0 0 5 N o 1 1 表 1 O新拌 混凝土工作性能及力学性 能验证结果 注)分别 o - = 3 7 ， 3 8 ， 3 1 ； 为平均值。 5混 凝土 长期性 与 耐久性 评价 5 1 抗渗 性 ：试 验 采用 标准试 件 标养 2 8 d后 进行 ， 试验 水压从 0 1 MP a 开 始 每 隔 8 h增 大 0 1 MP a 逐级 加压至 2 0 MP a 未见透水现象 。加压结束后 劈开试 件测定渗透高度 5 8 0 mm 证明抗渗等级大于 P 2 0 。 5 2 收缩 性 ：委托 检测机 构按 G B J 8 2 8 5标 准进 行 混凝土收缩测试与 D G T J 0 8 5 0 1 1 9 9 9 标准条文 说 明 中表 3 1 2 2 “ 矿 渣 微 粉 混凝 土 收 缩 ” 结 果 进 行 对 比 。 其 结果 见 表 1 1 ， 说 明 即使 在 较 大 胶凝 材 料 用 量 的情 况下 T C 6 0 1 2仍 只有较 小 的收缩 。 表 1 1 混凝 土 收 缩 对 比 龄期( d ) 1 3 7 1 4 2 8 C 4 0泵送矿渣微粉混凝i ( 1 0 - 6) 一 6 5 1 2 5 1 9 8 2 5 7 T C 6 0 1 2 ( 1 0 6) 3 0 5 0 9 0 1 2 0 1 8 0 5 - 3 碳 化性 ： 试 验采用 1 0 0 1 0 0 3 0 0试件 。 碳 化箱 内 C O 2 浓度 2 0 _- 3 ， 湿度 7 0 5 ， 温 度 2 0 + 5 9 3 ， 试 件 标 养 7 d后 移入碳 化 箱养 护 2 8 d ， 结果 无 法测 出碳 化 深 度 ， 表 明混凝 土抗 碳化 性 能 良好 。 6结 语 硅灰具有很高的火山灰活性和细度 。 掺入混凝 土 中可大大提高其力学性能和耐久性 并降低施工 过程 中的变异因素( 如配料精度等) 对强度 的影响 但 由于无法降低水泥的水化热 ， 且价格昂贵 故混凝 土中的硅灰掺量一般为 5 1 0 。磨细矿渣粉也具 有 良好 的火 山灰 性 能 。 虽 然 混 凝 土早 期 强 度会 随 掺 量的增加而降低 。 但能增强混凝土的后期强度 同时 磨细矿渣粉能改善新拌混凝土的工作性能 。 塌落度 经时损失小 易振捣 。 泌水性小且干燥收缩和徐变较 低。在高强混凝土中超细矿渣微粉的掺量不宜超过 3 0 ( 引自D G T J 0 8 5 0 1 1 9 9 9 ) 。 硅灰和磨细矿渣粉 在珠 江特 大桥 P C刚 构 C 6 0混凝 土 ( 采用 T C 6 0 1 2 配合 比) 的成功应用 证 明两种矿物细掺料一 同使 用 能产生复合叠加效应 使混凝土在获得高性能的 同时 ， 还具有经济实用的优点。 业业业业业业业业业业业业 业业业业业业业业业业业 业业业业业业业 业业业业业业 ( 上接 第 5 7页 ) 通过 对 已完 工 的 建筑 物 进行 测 量 结 果 显示 混 凝土 结 构物 的形 状 、 尺寸 及其 相 应 位置 均 符 合设 计 要求 ， 船闸、 水闸闸室结构边线实测值与设计值误差 为 0 5 m m， 外 部 轮廓 线顺 直 连结 平顺 无缺 棱掉 角 现象 ， 且表 面平整光滑 用 2 m直尺检查其局部不平 整在 5 m m 以下 。 6结语 从混凝土质量控制情况看来 ， 采用多级配、 双掺 优质粉煤灰与缓凝高效减水剂技术在潮州供水枢纽 工 程 中的应 用是 成功 的 ， 具 有延 缓混 凝土 凝结 时间 、 显著改善混凝土和易性、 节约水泥 、 降低水泥水化热 等作用 ， 对大体积混凝土温度控制起到了积极作用 。 5 3 维普资讯 http:/