风化岩砂在水工大坝碾压砼中应用

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1、风化岩砂在水工大坝碾压砼中应用　　摘要：伯利兹Chalillo水电站大坝碾压砼施工中，采用坚硬的花岗岩人工破碎砂石作为大坝碾压砼骨料，在配合比设计阶段，发现由于人工砂偏粗，细度模数F.M达到3.2，且石粉含量较低造成碾压砼和易性差。为了解决砼的和易性问题，通过实验论证碾压砼中掺用石粉含量较高的的花岗岩风化岩砂，大大改善了砼的和易性且满足施工和技术性能要求，同时节约了工程成本。本文就使用风化砂的成功经验作以介绍供其他类似问题的工程施工中可作为借鉴。主题：大坝碾压砼花岗岩风化砂应用技术中图分类号：[TQ178]文献标识码

2、：A文章编号：工程概述Chalillo水电站项目位于伯利兹西部玛雅山区的Macal河上，该项目主要作为下游Mollejon电站的蓄水截能调节电站，以保证下游Mollejon电站能够全年发电，且使其发电量增加约70%。该项目于2003年3月12日中标，工程施工于2005年10月15日竣工。该项目由包括两个部分组成：第1部分：大坝施工.碾压砼施工约21万立米,常态砼约2万方。大坝坝高50ｍ，坝顶长度225m，6库容1.2亿立方米。大坝由敞开式溢流坝段、泄水底孔坝段、发电进水口坝段和非溢流坝段组成。第2部分：半地下室发电厂

3、房土建结构砼约1.5万m3。发电厂房安装2台轴流转浆混流式发电机组，总装机为7.3MW。正常发电水头38m，流量17.5m3/s碾压砼骨料的选择本项目砼施工采集坚硬的花岗岩破碎后作为砼骨料。骨料站开始投入运行后，通过检测，人工砂石粉含量非常少。通过试拌和试验，砼拌和物严重分离、粘聚性较差使砼工作性能难以保证施工要求。原考虑掺用粉煤灰或火山灰来解决砼和易性的问题，但在伯利兹其邻国很难采购到大量的粉煤灰或火山灰。通过美国碾压砼大坝工程以及国内的碾压砼大坝施工实践经验资料，本项目选择使用了大坝右岸大量储存的花岗岩风化后形成

4、的天然花岗岩风化岩砂(以下称该砂为风化岩砂)作为碾压砼的掺和料展开试验研究。通过大量的试验论证该风化岩砂用于碾压砼可大大提高砼的施工和易性。通过室内试验分析该砂由80％左右坚硬的花岗岩粗颗粒砂和20％左右小于0.075mm的无粘性的细颗粒石粉组成。通过室内试验，使用50%人工砂和50％的风化岩砂时，砼全级配砂石骨料中小于0.075mm的含量可达到4-5%,碾压砼中浆体体积含量达到20%,且砼和易性大大得到了改善满足了施工工作性能要求.6在较低水泥用量的条件下砼强度满足设计要求。依据国内外许多已建工程低胶材碾压砼大坝的

5、施工经验对照比较，使用花岗岩风化岩砂以增加细颗粒含量是可行的。因此，本工程RCC砼使用右岸花岗岩风化岩砂，碾压砼配合比得到了美国和加拿大砼试验工程师的认可和批准。实验成果和实际应用的结果是成功的。如果不使用风化岩砂,仅用人工砂时,则单位砼中水泥用量要大量增加(大约150kg-160kg/m3)方可满足砼和易性要求，且砼强度远远超过技术规范要求的值使项目造成成本浪费，同时将导致坝体内部温升增加给温控造成困难。以下就将该项目使用风化岩砂和实际应用的成功经验作简略介绍。使用花岗岩风化砂碾压砼配合比的选择3.1碾压砼技术要求

6、：碾压砼圆柱体抗压强度90天为11MPa，360天为15MPa。骨料最大粒径65mm，砼维勃稠度值要求5-15秒。水泥采用ASTMC595，TYPEIP。砼外加剂采用中国江苏建筑科学研究院生产的JM-II高校缓凝减水剂，性能满足ASTMTYPEG要求。砼试验规范依照ACI207.5R(Roller-CompactedMassConcrete)进行.配合比计算按绝对体积法.砼原材料检测方法采用ASTM规定3.2人工砂和风化岩砂的物理性能采用花岗岩破碎的人工砂和风化岩砂物理性能检测结果：6注*。小于0.075mm以下颗粒

7、的缩限和液限符合技术规范规定的标准。人工砂和风化岩砂各占50%混合后筛分析结果：使用风化砂后砼全级配粗细骨料级配情况：通过以上粗细骨料混合后级配结果可看出，使用风化岩砂后碾压砼骨料级配良好，且细颗粒含量满足规范要求，保证了碾压砼的施工和易性。3.3碾压砼配合比设计砼配合比设计采用绝对体积法。根据现场施工要求VC值控制在5-15秒内。碾压砼使用风化岩砂室内配合比试拌和参数如下表：碾压砼使用风化岩砂室内配合比试拌和砼强度成果根据室内试拌和成果，大坝碾压砼施工用配合比推荐如下：推荐配合比强度和龄期的关系曲线如下3.4碾压砼

8、配合比在试验段工艺试验中的验证6通过碾压砼试验段的工艺实验，推荐的砼配合比和易性、可碾性以及钻芯取样结果表明，砼抗压强度、砼密性、层间结合等均符合技术规范要求。并得到工程师的批准推荐配合比并开始用于大坝碾压砼施工。大坝碾压砼质量评价在大坝施工期间，实验室严格按照配合比要求控制，按照技术规范要求在拌和站和浇筑现场进行Vc值、强度、现场密实度的检测