北疆某碾压混凝土坝施工配合比中掺合料的试验研究

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发布时间：2021-09-06

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北疆某碾压混凝土坝施工配合比中
掺合料的试验研究
孙根民，徐进忠
(新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆乌鲁木齐830000)
摘要：针对北疆某碾压混凝土重力坝施工，通过对混凝土配合比设计中掺加粉煤灰和石粉后力学性
能、热学性能及变形性能的试验研究，提出在不同条件下碾压混凝土配合比设计中掺合材料的选择和
运用，以提高碾压混凝土自身的温控防裂性能，取得良好的施工效果。
关键词：碾压混凝土坝；大坝施工；混凝土配合比；掺合料；试验研究；新疆
中图分类号：TV43(245) 文献标识码：B 文章编号：1000—0860(2011)11—0079—03
Experimental study on mixtures in concrete mixing ratio for construction of a RCC dam in North Xinjiang
SUN Genmin，XU Jinzhong
(Xinjiang Irtysh River Basin Development Administrative Bureau，Urtimchi 830000，Xinjiang，China)
Abstract：So far as the construction of a RCC gravity dam in North Xinjiang is concerned，the selection and use of the mixtures
in the mixing ratios of the roller compacted concrete under different construction conditions are put forward through the experimen—
tal study made on the mechanical property，thermal behavior and deform ation performance of the concrete after mixing fly ash and
rock powder into the mixing ratio，SO as to improve the temperature control and anti-cracking perform ances of the concrete itself，
and then get a better construction effect．
Key words：RCC dam；dam construction；concrete mixing ratio；mixture；experimental study；Xinjiang
1 引言
碾压混凝土筑坝技术是在20世纪70年代开始研
究应用的。碾压混凝土与常态混凝土的主要施工条
件、拌和设备及施工程序基本相同，但改变了混凝土
的配合比和施工工艺，它采用土石坝常用的施工设备
运输、铺筑及碾压，是在强力振动和碾压的共同作用
下成形的一种干硬性混凝土。与土石坝相比，碾压混
凝土坝具有体积小、强度高、防渗性能好的优点。与
常态混凝土相比，碾压混凝土具有施工工序简单，碾
压机械可进行全断面通仓碾压、连续上升、快速施工
的特点。因此，这种筑坝技术得到了广泛采用。
为满足碾压混凝土力学性能、热学性能、变形、
耐久性及施工可碾性等各类指标要求，在碾压混凝土
中都加入了一定数量的掺合材料。掺合材料主要有粉
煤灰、石粉(或矿粉)等，以及为满足缓凝性和耐久
WaterResources andHydropowerEngineering Vo1．42No．I，
性要求掺加的缓凝剂和引气剂。北疆某碾压混凝土重
力坝地处我国西北地区，属大陆性寒温带气候，其特
征是气候干燥，冬季长且严寒，四季温差悬殊。为满
足碾压混凝土的抗冻、抗渗、防裂、耐久性及经济安
全等技术指标，对碾压混凝土的掺合料及配合比进行
了深入研究，本文着重对配合比设计中掺合材料的优
选进行论述。
2 粉煤灰品质比选及掺量选择
碾压混凝土中粉煤灰与水泥之和一般控制在
150 kg／m。左右，其中粉煤灰的掺量可占总胶凝材料
的30％～70％。由于高等级粉煤灰中含有较大量的
圆珠形玻璃晶体，对混凝土有改性作用，混凝土的施
收稿日期：2011—08一O1
作者简介：孙根民(1966一)，男，高级工程师，副处长。
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孙根民，等∥北疆某碾压混凝土坝施工配合比中掺合料的试验研究
工性能可得到较大的改善，还可提高混凝土的抗冻
性、抗渗性、抗裂性等耐久性综合性指标，所以碾压
混凝土中应掺人优质粉煤灰，粉煤灰品质应在Ⅱ级以
上。由于不同品质的粉煤灰活性及需水量都不尽相
同，其在混凝土拌和物中的含量需试验后确定。
2．1 粉煤灰的选择
北疆某工程碾压混凝土坝选用了两家电厂的粉煤
灰，其中玛纳斯电厂的粉煤灰品质指标达到了《水工
混凝土掺用粉煤灰技术规范》(DIJT 5055—_96)I级
粉煤灰标准，独山子电厂的粉煤灰需用水量为96％，
烧失量为6．38％，未达到I级粉煤灰指标要求，但
S0 含量低，属于品质较好的Ⅱ级粉煤灰。因此，这
两家电厂的粉煤灰均可用于本T程碾压混凝土。由于
玛纳斯电厂的粉煤灰优于独山子电厂的粉煤灰，可优
先使用在抗冻和抗渗要求高的部位(见表1)。
表1 粉煤灰品质检验结果
密度细度粉煤版来源需水量烧失禽水 SO3 28 d
／g·cm ／％比／％壁／％量／％／％强度比
玛纳斯电厂 2．38 7．7 94．0 1．85 0．13 1．O3 92．5
独山子电厂 2．32 9．3 96．O 6．38 O．27 O．93 93．O
DT 5O55—96 I级标准 ———— ≤l2 ≤95 ≤5 ≤l ≤3 ——
DL 5055—96Ⅱ级标准 —— ≤25 ≤105 ≤8 ≤l ≤3 _——
2．2 粉煤灰含量对混凝土发热量的影响
在水泥及不同粉煤灰掺量下的胶凝材料水化热试
验成果表明，掺入粉煤灰后胶凝材料的水化热降低，
且掺量越高水化热降低越多，但水化热的降低率低于
粉煤灰的取代率，而且中热硅酸盐水泥和高抗硫水泥
的水化热比普通硅酸盐水泥的水化热要低，粉煤灰水
化热试验结果见表2。
表2 粉煤灰水化热试验结果
水泥水化热／kJ·kg (水化热降低率／％ )
粉煤灰
掺量／％ 3 d普 3 d中 3 d高 7d普 7d申 7d高
通水泥热水泥抗水泥通水泥热水泥抗水泥
— — 239 199 2l3 288 247 260
30 191(20) 182(15) 222(23) 224(14)
40 177(261 157(21) 】72(191 204f291 1 81f271 201(23)
5O l61(33) 】46(27) 190(34) 173(30)
60 138(42) 130(35) 167(42) 153(38)
2．3 粉煤灰含量对混凝土强度的影响
通过对不同粉煤灰掺量、不同水胶比、固定值石
粉掺量(16％)、固定值缓凝高效减水剂及引气剂的
配比试验研究，可得出以下结论：在碾压混凝土中掺
入粉煤灰，早期强度较低，且发展较慢，但后期强度
80
增长率较大；在相同的水胶比下，碾压混凝土抗压强
度随粉煤灰掺量