1、魏建忠 （中國水利水電第十六工程局有限公司）,光照水電站大壩碾壓混凝土 施工配合比優(yōu)化及應(yīng)用,1.工程概況,光照水電站位于貴州省關(guān)嶺縣和晴隆縣交界的北盤江中游，是北盤江干流的龍頭梯級電站。工程以發(fā)電為主，其次航運，兼顧灌溉，供水及其它等任務(wù)。工程樞紐由碾壓混凝土重力壩、壩身泄洪表孔、放空底孔、右岸引水系統(tǒng)及在面廠房等組成。電站裝機1040MW（4260MW），水庫正常蓄水位745m，死水位691m，總庫容32.45億m3，調(diào)節(jié)庫容20.37億m3，為不完全多年調(diào)節(jié)水庫。工程等級為大（1）型工程，壩頂全長410m，最大壩高200.5m，壩頂寬12m，共分20個壩段，壩體混凝土量280萬m3，其中

2、碾壓混凝土量約240萬m3。,2.混凝土原材料,2.1水泥 本工程配合比試驗時推薦使用的水泥為暢達42.5普通硅酸鹽水泥，該水泥化學(xué)分析結(jié)果見表2.1.1，物理力學(xué)性能檢測結(jié)果見表2.1.2。 表2.1.1 暢達P.O42.5水泥化學(xué)分析結(jié)果,表2.1.2 暢達P.O42.5水泥物理力學(xué)性能檢測結(jié)果,從以上檢測結(jié)果可知,暢達P.O42.5水泥各項指標(biāo)都能滿足規(guī)范要求，其3天、7天水化熱均低于中熱硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)，且初凝時間超過3h，利于碾壓混凝土的澆筑，水泥脆性系數(shù)較低為5.9，水泥自身的抗裂性和抗磨性較好。,2.2粉煤灰,采用安順級灰和盤縣準(zhǔn)級灰進行配合比試驗。兩種灰的檢測結(jié)果見表2.2.1

3、和表2.2.2。 表2.2.1粉煤灰物理力學(xué)性能檢測結(jié)果,表2.2.2 粉煤灰化學(xué)分析結(jié)果,從以上兩種粉煤灰檢測結(jié)果可知兩種灰都能滿足級灰指標(biāo)，安順灰需水量比較低，對減少混凝土用水量和膠凝材料用量有利。,2.3粗骨料,本工程使用的粗骨料為水電八九聯(lián)營體生產(chǎn)的灰?guī)r碎石三檔料，檢測結(jié)果見表2.3。 表2.3 粗骨料物理、力學(xué)性能檢測結(jié)果,2.4 人工砂,人工砂采用半干法生產(chǎn)，人工砂物理性能檢測結(jié)果見表2.4 表2.4 人工砂物理性能檢測結(jié)果,2.5 外加劑,本工程碾壓混凝土使用南京瑞迪高新技術(shù)公司生產(chǎn)的HLC-NAF緩凝高效減水劑、山西黃河新型化公有限公司的HJUNF-2C緩凝高效減水劑及HJAE

4、-A引氣劑。貴陽院前期試驗時，減水劑進行了系統(tǒng)試驗，使用的引氣劑為上海麥斯特的AIR202。減水劑和引氣劑物理力學(xué)性能檢測結(jié)果見表2.5。,表2.5 減水劑和引氣劑性能檢測結(jié)果,注：HLC- NAF (1)、 HJUNF-2C 和 AIR- 202 為設(shè)計院配合比設(shè)計時檢測結(jié)果。,3碾壓混凝土配合比優(yōu)化,光照水電站大壩是一座高200.5m世界級碾壓混凝土大壩，大壩的質(zhì)量能否滿足首先取決用于碾壓混凝土的質(zhì)量。在碾壓混凝土性能滿足各項指標(biāo)條件下，盡可能降低混凝土單位體積用水量，減少水泥用量，降低混凝土絕熱溫升，提高混凝土防裂性能。根據(jù)試驗結(jié)果，每立方混凝土減少10kg水泥用量，混凝土絕熱溫升可降低

5、1.2左右。同時降低Vc值，采用合適的漿砂比，使混凝土有較好的可碾性及層間結(jié)合能力。,光照水電站設(shè)計院推薦及第二次工藝試驗使用的碾壓混凝土配合比見表3.1。,3.1 設(shè)計院推薦及第二次工藝試驗使用的碾壓混凝土配合比,3,3.2.1 提出水泥熟料礦物成份及早期水化熱指標(biāo),眾所周知，水泥中C3A在四種水泥主要礦物成份中水化速度最快，C3A 含量高，不僅水泥早期水化熱高，且水泥收縮大，脆性指數(shù)也較高；C3S含量高，水化熱也較高；而C2S和C4AF水化速度較慢，水化熱也較低。因此必須限制C3A和C3S的含量。對用于光照大壩的使用的暢達水泥，提出如下指標(biāo)： 水泥熟料中 C3S60%，C3A6%，C4AF

6、14%； 水泥:3d水化熱 251kJ/kg，7d水化熱293kJ/kg。,3.2碾壓混凝土配合比設(shè)計優(yōu)化,3.2.2 采用低需水量比的粉煤灰,降低膠凝材料用量,前期混凝土試驗主要采用安順灰和盤縣灰。安順灰在安順電廠使用風(fēng)送系統(tǒng)后，粉煤灰需水量比降至約90%。相對于盤縣灰，當(dāng)安順灰的摻量為50%、水膠比為0.45時，碾壓混凝土用水量減少了13kg/m3，混凝土中水泥用量減少14.4kg/m3。根據(jù)有關(guān)資料表明，每減少10kg水泥用量，混凝土絕熱溫升降低約1.2，則減少14.4kg/m3水泥可降低絕熱溫升約1.73。,3.2.3使用緩凝高效減水劑和高性能引氣劑,a. 采用緩凝高效減水劑能顯著減少

7、混凝土單位用水量，提高混凝土的可塑性，延長混凝土的凝結(jié)時間，推遲混凝土水泥水化熱峰，滿足高溫季節(jié)混凝土施工的需要，加快施工進度；同時可提高混凝土容重、耐久性、抗裂性。,b. 提高緩凝高效減水劑的質(zhì)量，合理調(diào)整緩凝減水劑摻量 在碾壓混凝土性能滿足要求的條件下，增加緩凝高效減水劑的摻量雖可降低碾壓混凝土的膠凝材料用量，但減水率過高，混凝土膠凝材料用量較低，漿砂比較小，影響了混凝土可碾性。根據(jù)專家意見，對于C9025碾壓混凝土，膠凝材料宜控制在180kg/m3左右。將減水劑摻量調(diào)整至0.5%，既可滿足碾壓混凝土凝結(jié)時間及VC值的要求，又能滿足混凝土性能，同時又降低了成本。,C. 使用高性能引氣劑,使

8、用高性能引氣劑，在相同混凝土含氣量下，能有效降低引氣劑的摻量。在使用山西黃河HJAE-A引氣劑后，引氣劑摻量降至膠凝材料用量的3/萬。,3.2.4 采用粉煤灰代替部分砂提高漿砂比,光照電站人工砂石粉含量較低，石粉含量在10%13%之間。根據(jù)專家意見，人工砂中石粉含量應(yīng)達到16%20%、砂中0.08mm細粉含量大于8%比較合適。為提高碾壓混凝土漿砂體積比【漿砂體積比=（水泥+水+灰+0.08mm細粉+混凝土含氣量）的體積（砂漿+混凝土含氣量）的體積】，使混凝土碾壓后泛漿充分，提高碾壓混凝土層間結(jié)合及密實性，采用2%粉煤灰代替（后因人工砂石粉含量降低提高至3%）人工砂，提高人工砂中細顆粒含量。根據(jù)

9、計算（見表3.2.4），摻入3%粉煤灰替代人工砂后，漿砂體積比提高了0.02。從現(xiàn)場碾壓效果看，采用粉煤灰替砂后，混凝土泛漿充分、密實性好。,表3.2.4光照水電站碾壓混凝土漿砂體積比,3.2.5提高水膠比，降低膠凝材料用量,根據(jù)設(shè)計院試驗研究成果、結(jié)合第一二次工藝試驗結(jié)果、專家的咨詢意見以及室內(nèi)混凝土試驗結(jié)果，C9020和C9015混凝土超強較多，在混凝土的性能滿足設(shè)計要求下，適當(dāng)提高水膠比，降低了膠凝材料用量。,3.2.6優(yōu)化后的碾壓混凝土配合比 優(yōu)化后的碾壓混凝土配合比見表3.2.6,注：進入夏季后VC損失較快，為調(diào)整混凝土凝結(jié)時間，減水劑摻量增至0.7%；C9025W12F150、 C9020W6F100配合比抗凍要求較高，引氣劑摻量分別提