高掺粉煤灰碾压混凝土在蔺河口双曲拱坝中的试验研究与应用

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1、高掺粉煤灰碾压混凝土在蔺河口双曲扌卑贝中的试验研究与应用摘要：陕西蔺河口水电站大坝为100m高的双曲拱坝，采用全段面RCC施工技术,RCC极限拉伸指标要求很高，为了有效降低温升，提高混凝土抗裂性能、防渗性能、层间结合和可碾性。采用的技术路线是：“一高两低”，即在混凝土中高掺粉煤灰、选用低水胶比和低的Vc值，大坝防渗区二级配和内部三级配RCC均掺粉煤灰65%,提交的RCC施工配合比经现场质量控制抽样检验，结果表明，高掺粉煤灰RCC满足设计和施工要求。关键词：碾压混凝土（RCC）;粉煤灰；水胶比；VC值；石粉含量；凝结时间1前言我国的RCC—般都采用高掺低

2、钙粉煤灰的形式，目前国内人部分工程三级配内部RCC屮粉煤灰掺量已达65%,在个别围垠中达到了70%,但在大坝二级配防渗区仍只有50%左右。实践证明，RCC的防渗与胶凝材总量冇密切关系，而与粉煤灰掺量无直接的明显的关系，因此，二级配防渗区粉煤灰掺量提高到与三级配内部混凝土接近或相同的掺量在技术上是完全可行的。为此，蔺河口拱坝全断面RCC配合比设计采用的技术路线是：“一高两低”，一是在RCC中高掺粉煤灰，简化温控，降低成本，充分体现RCC的经济性；二是采用低水胶比和低的VC值，极大的提高了RCC可塑性，提高了抗裂性能、抗渗性能，改善了RCC现场施工的可碾性

3、、层间结合和抗骨料分离的能力。蔺河口水电站位于汉江支流岚河中游，地处陕西省岚皋县境内，为岚河流域梯级开发屮的唯一控制性工程。枢纽工程主要建筑物由全断面RCC双Illi拱坝、坝身泄洪表孔、泄洪洞及引水式发电厂房等建筑物组成。最人坝高100m,坝顶弧线长311m,顶宽6m,最大底宽27.2m,坝顶高程▽515m,正常蓄水位厂51加，总库容为1.47亿n?。坝体顶部布置冇五个泄洪表孔，表孔下泄设计和校核洪水流量分别为2400m7s,3080m7so蔺河口水电站大坝属II等大（2）型工程，引水系统和发电厂房属III等中型工程。大坝混凝土总量为29.5万n?,釆

4、用全断面RCC施工，其中RCC22万占混凝土总量的74%。2原材料2.1水泥水泥由设计单位研究确定为葛洲坝股份有限公司荆门水泥厂生产的“三峡牌”5253小热硅酸盐水泥。该水泥采用湿法旋窑生产线，产品质量稳定可靠。水泥Pc=3190kg/m3,水化热3d为232KJ/kg,7d为277KJ/kg0化学成份中MgO含量占4.0%〜4.5%,平均脆性系数6.4,具冇低水化热、低脆性及微膨胀性能。2.2粉煤灰粉煤灰为陕四渭河电厂生产，其质最达到国家II级灰或准I级灰标准，细度9%〜14%,需水量比为90%〜100%,Prf200kg/m3o化学成份屮Si（）2

5、、ALG、FezOs总含量占85%左右,活性较高。2.3砂石料砂石料采用人工骨料，由坝址附近开采的灰岩轧制而成，砂石料系统采用了频式粗碎、圆锥屮碎及巴马克-石打石立式冲击破联动系统，额定生产能力264t/ho细骨料人工砂FM=2.8,石粉含量18%,ps=2610kg/m3,空隙率为28%,吸水率随石粉含量的变化成线形关系；粗骨料仇二2704〜2720kg/nf,小石、屮石、人石空隙率分别为39%、42%、44%,吸水率分别为0.9%、0.5%、0.3%；骨料级配组合,小石:中石=40:60,空隙率35%,小石：中石:人石=30:40:30,空隙率30

6、%,达到了最小空隙率或最人密实度的效果。2.4外加剂外加剂通过对JM-IK江苏南京）.JN1229（西安聚能）、DH5（河北石家庄）、血（河北回声牌）、SWD（兰州河口南）五种缓凝减水剂对比试验，其中JM-II减水率21%,泌水率小,含气量2.6%,抗压强度比7d为157%,28d为146%,初终凝时间分别为22:45、26:10,综合性能优于其他外加剂，最示确定JM-II为蔺河口RCC选用，掺量0.7%o引气剂选用DH9。3配合比设计RCC配合比设计与常规混凝土配合比设计是一致的，RCC是一种超干硬性混凝土，单纯将常规混凝土拌合物稠度减小到非常小，则

7、不一•定能获得性能良好的RCCoRCC配合比设计就是为了确定粉煤灰掺量F/（C+F）、水胶比W/（C+F）、砂率S/（S+G）、单位用水量等参数之间的关系，并保证施工要求的可碾性、均质性、压实度、层间结合及设计要求等。2.1RCC设计要求蔺河口水电站人坝RCC材料分区主要性能见表1。根据设计要求，人坝混凝土强度保证率P=85%,Cv值0.18,经计算RCCR9o2OO配制强度为24.6MPa°表1RCC材料分区及主要性能分区编号111II-2111-1I1I-2使用部位上游水位变化区以下上游水位变化区及以上内部^475高程以下内部^475高程以上主要控

8、制指标抗渗、抗剪、极限拉伸抗渗、抗剪、极限拉伸、抗冻抗剪、极限拉伸抗剪、极限拉伸VC值(s)4