高寒地区筑坝碾压混凝土配合比优化设计方法研究

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发布时间：2021-09-14

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高寒地区筑坝碾压混凝土配合比优化设计方法研究
刘丹，孙西欢。李永业，石继忠
(1．太原理工大学水利科学与工程学院，太原030024；2．山西水利职业技术学院山西运城044004)
摘要：碾压混凝土配合比参数优化是保障筑坝安全的重要技术措施。依托高原区碾压混凝土筑坝工程，重点探讨
了外加剂掺量和粉煤灰品质在碾压混凝土配合比设计中的控制机理，拟合了不同工况下碾压混凝土胶水比与抗压强
度的关系曲线。结果表明：在不影响碾压混凝土品质的情况下，提高外加剂掺量可以有效降低胶凝材料的用量；粉煤
灰的等级对混凝土用水量有很大的影响；碾压混凝土胶水比与抗压强度有较好的线性相关性，其各龄期抗压强度发
展系数先增长较快，后增速放缓并趋于平稳。该设计经验可为类似工程的碾压混凝土配合比优化设计提供参考。
关键词：碾压混凝土；配合比参数优化；胶水比；抗压强度；粉煤灰品质．夕加剂掺量
中图分类号：Tv42 文献标志码：A 文章编号：1001—5485(2016)03—0137—04
1 研究背景
除造价较高的新能源外，水电站依旧是当今适
应建筑工程快速发展、用电量需求剧增现状的首选
工程项目。特别是各种优势凸显的碾压混凝土快速
筑坝技术将成为未来中、小型水电站的首选¨ 。
众多学者对碾压混凝土筑坝技术参数和施工工艺做
了研究总结 ]，但是如何在高寒地区实现碾压混
凝土的设计施工依旧是困扰工程界的难题。
本文结合实际工程，针对胶水比、抗压强度、用
水量、粉煤灰品质、外加剂掺量5个参数，从碾压混
凝土用水量与外加剂掺量关系、碾压混凝土用水量
与粉煤灰品质关系、碾压混凝土胶水比与抗压强度
关系、碾压混凝土各龄期抗压强度发展系数4个方
面对配合比参数特性进行研究；重点总结了碾压混
凝土用水量调节中的控制机理，旨在为类似工程设
计碾压混凝土最优配合比提供参考。
2 工程规模
该枢纽工程地处云贵高原，具有典型的高原气
候特点，昼夜温差大、光照强烈、气候干燥、蒸发量
大，混凝土的温控和抗裂要求是大坝混凝土配合比
设计的主要指标。作为目前国内已建和在建RCC
重力坝中规模较大工程之一，坝体混凝土工程量为：
常态混凝土约201万m 、碾压混凝土约250万m。。
混凝土施工计划工期为3 a。
3 技术难题
优良的筑坝混凝土施工配合比是混凝土施工浇
筑质量进度的基础保证。混凝土施工材料中的成品
玄武岩粗骨料粒形差且玄武岩人工砂的石粉含量偏
低；攀枝花Ⅱ级粉煤灰需水量比也较高；碾压混凝土
单位用水量也较高。这些在以往的工程中十分少
见。前期采用的玄武岩骨料人工砂石粉含量偏低，
新拌碾压混凝土拌和物工作性能差，经计算浆砂体
积比均在0．38以下，明显小于一般碾压混凝土浆砂
比的理论值(约0．42)。由于石粉含量低，碾压混凝
土浆体明显不足，造成碾压混凝土液化泛浆差，对层
间结合十分不利。
4 试验方案
常态混凝土配合比设计已经非常成熟，本文作者
仅对碾压混凝土配合比进行设计和试验。针对碾压
混凝土用水量偏高，试验采用相同的配合比试验参
数，调整外加剂掺量和选取不同的粉煤灰品种，进行
对照，研究外加剂不同掺量及不同粉煤灰品种对混凝
土单位用水量的影响。试验选材条件如下。
原材料：永保42．5中热水泥；攀枝花Ⅱ级粉煤灰；