施工扰动对碾压混凝土性能的影响

马合沙提

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局 乌鲁木齐 830000）

1 概 述

新疆某碾压混凝土重力坝，最大坝高212.5m，总库容24.19亿m3，调节库容19.18亿m3，电站装机容量14万kW，年发电量5.19亿kW·h，保证出力12.5万kW。仓面混凝土主要通过汽车等机械运输，已碾压的新浇筑混凝土将不可避免地受到机械的扰动，改变混凝土性能。为确保本工程施工质量，本文研究多种工况下成型混凝土的力学及物理性能，据此判断影响程度大小。

2 混凝土原材料

2.1 水泥

该工程采用某水泥有限公司生产的P.O42.5水泥，水泥的化学成分及物理力学性能指标见表1和表2。

表1 水泥化学成分

表2 水泥物理力学性能指标

2.2 粉煤灰

该工程采用某电厂生产的Ⅱ级灰，粉煤灰的化学成分及物理力学性能指标见表3和表4。

2.3 细骨料

该工程使用天然砂，物理性能指标见表5。

2.4 粗骨料

该工程使用的粗骨料为人工骨料加工系统生产的片麻花岗岩，粒径分别为 5～20mm、20～40mm、40～80mm。骨料的物理力学性能指标见表6。

2.5 外加剂

2.5.1 缓凝高效减水剂

本次试验使用FDN—13B缓凝高效减水剂，其各项指标见表7。

2.5.2 引气剂

本次试验使用PMS—NEA3引气剂，其各项性能指标见表8。

3 试验使用配合比

本次试验使用的配合比见表9。

4 试验方法及试验结果

在拌和楼出机口抽取多组新拌碾压混凝土，又在大坝仓面取多组已碾压完成并受汽车不间断扰动的碾压混凝土试样进行试验。

表3 粉煤灰化学成分

表4 粉煤灰物理力学性能指标

表5 天然砂物理力学性能指标

表6 粗骨料物理力学性能

表7 缓凝高效减水剂物理力学性能指标试验结果

4.1 拌和楼机口取样试验

拌和楼机口取多组碾压混凝土测试4种工况下的抗压强度、VC值和含气量，在未受扰动情况下成型为一种工况；模拟浇筑现场不间断扰动5±0.3h，之后按照3种工况成型：第一种不做任何处理直接成型；第二种加水拌和至VC值达到5～8s；第三种加灰浆（与混凝土相同水灰比，并掺减水剂）拌和混凝土至VC值达到5～8s。

表8 引气剂物理力学性能指标

表9 试验使用配合比

4.2 仓面取样试验

在仓面选取两种受过机械设备不间断扰动的碾压混凝土（扰动时间约5±0.3h）：ⓐVC值损失较大混凝土（大风，喷雾机无法喷到的碾压混凝土，将此混凝土同4.1处理方式进行试验）；ⓑVC值损失较小混凝土（喷雾机可喷到的碾压混凝土）。

5 试验结果

5.1 拌和楼机口取样

拌和楼机口取样检测结果见表10和表11。

表10 混凝土拌和楼机口取样检测成果（C18020，掺FDN援凝高效减水剂）

表11 仓面扰动混凝土取样检测成果（一）（C18020，掺FDN援凝高效减水剂）

5.2 仓面取样

仓面取样检测结果见表12。

5.3 试验结论

a.机械设备在已碾压密实的混凝土面上的扰动对混凝土拌和物性能有影响。

表12 仓面扰动混凝土取样检测成果（二）（C18020，掺FDN援凝高效减水剂）

b.已压实碾压混凝土在经过5±0.3h不间断扰动后，未经任何处理的碾压混凝土初凝时间约延长1h，抗压强度降低2%～4%，由于部分面层约10～20cm厚的RCC已处于松散状态，VC值较大，含水量较低，加之新疆北部地区高蒸发的气候特点，若不对扰动后的混凝土进行二次处理，硬化后的混凝土各项指标将降低。

c.已压实碾压混凝土在经过5±0.3h不间断扰动后，经加水拌和（类似在已长时间扰动混凝土面上直接洒水或用碾压机喷水碾压）至5～8s，初凝时间可延长1～3h，但混凝土强度降低得较多，约降低10%～20%，对强度影响较大，虽然加水可补偿部分混凝土水分蒸发，但增加的水分大部分未参与水化且分布不均匀，后期强度降低较多。

d.已压实碾压混凝土在经过5±0.3h不间断扰动后，经加浆拌和（类似在已长时间扰动混凝土面上直接铺洒净浆后碾压）5～8s，初凝时间延长（约延长 2～3h），但混凝土强度降低得较多，约降低40%，对强度影响较大。对于表层受机械设备扰动的碾压混凝土，用铺洒适量灰浆方式处理比较合适，一则延长混凝土初凝时间，有利于碾压施工；二则加浆未改变RCC水灰比，强度降低较小。

e.对已碾压密实的碾压混凝土，经施工机械长时间扰动或长时间未碾压但未初凝的碾压混凝土，宜在混凝土面上铺洒灰浆而非直接喷水碾压。

6 结语

通过人工模拟现场扰动混凝土成型与扰动现场取样后改变混凝土配比成型试验，证明碾压混凝土受施工机械扰动会改变混凝土的设计力学性能。为保证混凝土浇筑质量，建议施工中混凝土通过皮带直接入仓或用吊车等设备中转，尽量降低设备运输直接进入仓面扰动已经碾压完毕混凝土。在受扰动混凝土之上浇筑新混凝土时要洒灰浆。