水電站碾壓混凝土配合比優化與研究

周訂培

(大唐宣威水電開發有限公司，云南 宣威 655400)

1 工程概況

某水電站裝機容量為2×90 MW 混流式水輪發電機組，正常蓄水位為1 450.00 m，水庫總庫容約為2.7×108 m3。大壩頂部高程為1 452.50 m，最大壩高為167.5 m，壩頂橋面寬度為9.00 m，為在建世界最高碾壓混凝土雙曲拱壩。大壩土石方開挖共123×104 m3，大壩混凝土共114×104 m3。壩區多年平均氣溫13.3℃，極端最高氣溫34℃，極端最低氣溫－14.9℃，年平均降水量為982 mm，蒸發量2 216.6 mm。

2 混凝土原材料

2.1 水泥

水泥的各項物理性能指標符合GB200－2003標準要求。

2.2 摻合料

品質達到DL/T5055－2007 《水土混凝土摻用粉煤灰技術規范》品質指標規定的“Ⅱ級灰”技術要求。

2.3 1 細骨料

采用人工砂。18.6%的高石粉含量改善并提高了碾壓混凝土的可碾性、抗分離性以及抗壓強度和抗滲能力。

2.4 粗骨料

采用5 mm～20 mm、20 mm～40 mm、40 mm～80 mm 級配碎石，檢驗結果表明粗骨料各項性能指標均符合DL/T5151－2001 技術要求。

2.5 PCA 減水劑性能試驗

試驗方案是在原施工配合比的基礎上，每個樣品采用3 個不同摻劑量對碾壓混凝土參數關系、性能進行試驗及外觀評估，根據參數關系與性能試驗結果及外觀評估，確定劑型后對碾壓混凝土施工配合比進行下一步的試驗。

3 碾壓混凝土參數與性能試驗結果

用于試驗的兩個劑樣當PCA 摻量為0.8%時，二、三級配碾壓混凝土的Vc 值最小，凝結時間最長，其中3 號樣品在抗壓強度、凝結時間性能方面較優。兩個樣品的混凝土拌和物外觀亮澤、保塑性好、泛漿豐滿，外觀性能沒有明顯差別。

4 引氣劑選型試驗

在己澆壩體混凝土表面及鉆取芯樣中發現，硬化后的混凝土表面及內部分布有較多且較大的殘留氣孔，經分析這些氣孔可能與引氣劑的品種和摻量有關。因此，有必要對引氣劑和摻量重新進行選擇，盡可能減少有害氣孔。

選擇3 個品牌的引氣劑，在碾壓混凝土中進行不同摻量的含氣量試驗，并通過試件的表面及劈開試件觀察內外氣孔遺留情況，根據引氣效果、氣孔大小程度擇優確定品牌和摻量。

5 碾壓混凝土施工配合比

5.1 碾壓混凝土設計技術指標

碾壓混凝土施工配合比的試驗以保證滿足技術性能及施工操作所要求的性能為前提。

5.2 碾壓混凝土不同水膠比與強度及耐久性

在相關規程、規范允許范圍內，粉煤灰摻量通過試驗確定。試驗結果顯示，在水膠比、膠凝材料總量相同條件下，隨著粉煤灰摻量的增加，各級配碾壓混凝土早期強度相應降低，后期強度發展速度較快。

經過前述系列試驗，根據最優結果，確定了外加劑的劑型和摻量、混凝土單位用水量和粉煤灰摻量。在這些參數的基礎上，對水膠比與強度及耐久性進行下一步的優化平衡試驗。

水膠比是保證和提高混凝土耐久性的主要因素，因此設計對各分區碾壓混凝土的水膠比作了比較嚴謹的規定，經與設代處溝通及咨詢專家意見，碾壓混凝土水膠比的上限可控制在0.48，但應通過試驗確定。試驗釆用3 個不同的水膠比，對混凝土強度、耐久性指標進行試驗。試驗結果見表8。試驗結果表明，在配合比其他參數不變的條件下，混凝土強度和耐久性指標隨著水膠比的增加而降低。

6 碾壓混凝土施工配合比

對個別參數作適當的調整，最終確定用于施工的配合比。

7 結束語

經過室內試驗和現場混凝土各項觀測及鉆孔取芯檢查，結果表明優化后的碾壓混凝土配合比富漿，可碾性好，各項指標均滿足設計要求，達到預期目的。