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1、第39卷第4期大连理工大学学报Vol.39,No.41999年7月JournalofDalianUniversityofTechnologyJul.1999文章编号:1000-8608(1999)04-0567-05白石水库工程RCD碾压混凝土配合比设计分析1123冯明珲,吕和祥,林皋,武永存(1.大连理工大学工程力学系,辽宁大连116024;2.大连理工大学土木工程系,辽宁大连116024;3.辽宁省水利厅,辽宁沈阳110003)摘要:通过对影响混凝土配合比的几个重要因素,即砂率、单位用水量、单位水泥用量、粉煤灰掺量及外加剂种类的综合分析,确定了白
2、石水库大坝碾压混凝土的最终配合比.改进配合比试验达到了优化配合比的目的,降低了水泥用量,从而降低了大坝温度控制的难度;外加剂的使用增强了混凝土的抗冻能力,使得水泥的强度效应与抗冻效应相匹配;粉煤灰的使用改善了混凝土的工作性能.还收集了国内外几十座碾压混凝土大坝的混凝土配合比设计资料进行统计分析,结果表明:本试验推荐的混凝土配合比完全符合现代碾压混凝土的发展趋势.关键词:水泥/配合比;RCD;砂;粉煤灰+中图分类号:TV544.92文献标识码:A白石水库工程的主体建筑物是高度50.3m的混凝土重力坝,采用RCD(rollercompacteddam)碾
3、压混凝土技术施工,这是辽宁省继观音阁水库工程之后,应用RCD筑坝技术修建的又一座大型碾压混凝土坝,典型断面见图1.本文借鉴已广泛应用的RCD碾压混凝土坝技术和在观音阁工程中取得的RCD混凝土施工经验,在大量试验的基础上,对RCD碾压混凝土的配比设计进行了深入的分析和研究.[1、2]1白石水库工程碾压混凝土配合比设计RCD筑坝技术以薄层摊铺、一次碾压的快速施工和低水泥用量的配合比设计,在混凝土技术中取得了令人瞩目的成就.因此在白石工程的混凝土配比设计中借鉴了以往经验,对以下方面进行了试验研究:(1)降低混凝土的单位图1典型断面图收稿日期:1998-04
4、-15;修订日期:1999-05-19作者简介:冯明珲(1964～),男,博士生,现兼任辽宁省水利水电工程局副局长;吕和祥(1938～),男,教授,博士生导师;林皋(1929～),男,教授,博士生导师,中国科学院院士.568大连理工大学学报第39卷水泥用量,以简化坝体温控措施;(2)通过复合外加剂的使用提高混凝土的抗冻性能;(3)运用掺加粉煤灰的方法改善拌和物的工作性能.1.1设计指标白石大坝内部碾压混凝土A2(见图1)的设计指标见表1,其中抗冻指标D9050是混凝土耐久性的综合指标,并将成为配合比设计的控制指标.表1内部碾压混凝土设计要求表2元宝山
5、一级粉煤灰品质检测结果设计指标(90d)配和比设计表观密度/细度(45m烧失量/需水比/SO2含量/项目方孔筛)/抗压强度/抗渗标号/抗冻性/密度/工作度/最大粒径/(gcm-2)%%%%MPaMPa次(kgm-3)smm标准值<12.0<5.00<95<3.00150.250235010±280实测值2.218.50.22910.761.2基本材料#经比较,选用抚顺水泥厂生产的大坝525水泥,其特点是高标号、纯熟料、热性能指标优于其他可供货厂家的水泥,有利于坝体的温度控制;它还具有微膨胀的性能,可部分补偿温度应力.选用赤峰市元宝山电厂生产的I
6、级粉煤灰,主要物理化学性能都很优异(见表2),特别是其颗粒形状好,是直接燃烧形成的(见图2),燃烧完全,活性碳很少,有利于外加剂的使用.图2元宝山电厂I级粉煤灰电镜图图3天然河砂颗粒级配曲线细骨料主要来源于天然河砂,颗粒级配曲线见图3.该砂在0.315～0.630mm和0.630～1.250mm两级中的颗粒含量大,级配不理想,致使振实容重低,且小于0.150mm的粉粒仅为2.91%,不能满足碾压混凝土配比设计要求.由于天然料场的粗骨料级配不良,造成弃料量高.因此,本工程采用了人工骨料掺配以调整天然骨料的级配,经调整后的混合料的各项性能指标均满足《水工
7、混凝土施工规范》SDJ207-82的要求.1.3天然砂的级配改良由图3可以看到,天然河砂的级配不良,超出允许级配范围,为此天然河砂在取料后经3mm筛将其分成粗细两种砂,然后掺配成细度模数为2.4～2.8的改良级配砂.但其小于0.150mm的粉粒依然不足.碾压混凝土的压实性能与粉粒含量有直接的关系.为弥补粉粒不足,在改良级配砂中掺加一定量的粉煤灰;为选择恰当的掺配比例,进行了掺配比例与混凝土强度的关系试验,试验结果见图4.可见当掺配比为8%时,28d龄期的强度最高;而掺配比为10%时,90d的强度最高.即天然砂中掺配8%～10%的粉煤灰效果最佳,且不能
8、低于6%.综第4期冯明珲等:白石水库工程RCD碾压混凝土配合比设计分析569合以往RCD混凝土配合比设计的经
