石粉在马来西亚沐若大坝混凝土中的研究和应用

肖尊解

（中国水利水电第八工程局有限公司 长沙市 410007）

1 工程概况

沐若水电站工程地处马来西亚婆罗洲岛的砂捞越州，坝址位于拉让（Rajang）河流域源头沐若河上，距民都鲁市约200 km，拉让河上游流域规划了4个梯级，分别是 Pelagus、Bakun（巴贡）、Murum（沐若）和Belaga。沐若水电站是拉让河上游四级梯级开发中的第2个梯级电站，距下游正在建设的巴贡水电站约70 km。沐若水电站工程总体布置由碾压混凝土重力坝、坝身无闸控表孔泄洪、左岸布置两条导流洞、坝后生态电站以及下游12 km处右岸地面式厂房、右岸引水系统等建筑物组成。主体大坝工程碾压混凝土144万m3，常态混凝土14.6万m3。沐若河流域属热带季风气候，沐若工地全年平均气温为26.5℃，降雨呈微弱季节性，混凝土必须在高温、多雨季节施工，大坝混凝土的施工质量和施工进度控制难度大。由于施工环境特殊，对混凝土的各项性能都提出了较高的技术要求。

2 混凝土原材料

沐若大坝混凝土工程使用瀑布料场砂岩毛料加工的人工骨料，因瀑布料场砂岩呈微弱风化状态，骨料系统生产的细骨料细度模数较小，石粉含量偏高。根据钻孔取芯及块石抽样检验结果，岩石芯样及块石芯样的抗压强度较高，但砂岩的吸水率较大，表观密度值偏小，平均值 2.538 g/cm3。水泥品种为OPC,相当于GB 175-2007标准P.Ⅰ42.5水泥。粉煤灰分别为古晋Ⅰ级粉煤灰、木胶Ⅰ级粉煤灰。

3 石粉含量混凝土性能的影响

3.1 石粉含量对碾压混凝土性能的影响

人工砂中石粉含量对碾压混凝土可碾性有很大影响，石粉含量低的人工砂配制碾压混凝土，外观粗糙，弹塑性、可碾性差。石粉含量过高则会增加混凝土单位用水量，同时影响混凝土的性能。由于开采弱风化砂岩为料源，大坝系统的人工砂石粉含量较高。不同石粉含量碾压混凝土性能试验成果见表1。

对于碾压混凝土，人工砂石粉含量在16%～27%变化,混凝土各龄期的抗压强度无明显差异。随石粉含量增加，混凝土工作性有所改善，单位用水量增加。

3.2 石粉含量对常态混凝土性能的影响

不同石粉含量对常态混凝土性能影响试验成果见表2。

采用相同的水胶比，控制相近的工作性能，人工砂中石粉含量在17%～27%变化，混凝土各龄期的抗压强度差异不大；石粉含量每增加2%～3%，混凝土单位用水量增加（2～5）kg/m3，胶材用量增加（4～10）kg/m3。

表1 不同石粉含量碾压混凝土性能试验成果

表2 不同石粉含量常态混凝土性能试验成果

4 掺石粉混凝土性能研究试验

基于沐若大坝人工砂石粉含量较高的情况，参考云南红坡、柬埔寨甘再工程掺石粉掺合料的混凝土试验研究成果，可以将部分石粉（SP）作为掺合料，以“粉煤灰F+石粉SP”的形式掺入混凝土使用，水胶比表达式为：W/（C+F+SP）。沐若工程石粉以人工砂中内含方式掺用，开展了掺石粉混凝土的性能试验研究。

4.1 石粉不同掺量碾压混凝土试验

采用二级配50∶50，水胶比0.50，进行SP不同掺量的碾压混凝土试验，结果见表3。

表3 石粉不同掺量碾压混凝土试验结果

4.2 掺石粉碾压混凝土性能试验

在碾压混凝土中，作为掺合料部分的石粉质量控制宜为砂质量的 3%～5%，约（20～30）kg/m3。掺 SP碾压混凝土性能试验成果见表4。

4.3 掺石粉常态混凝土性能试验

参考室内试验成果，可以考虑在部分低强度等级的常态混凝土中掺入石粉，作为掺合料（人工砂内含）石粉质量控制（10～15）kg/m3，掺石粉常态混凝土性能试验成果见表5。

表4 掺石粉碾压混凝土性能试验成果

5 混凝土热学性能试验

热学性能试验采用配合比见表6，混凝土绝热温升试验成果见附图。

混凝土绝热温升表达式为：T1=16.7τ/1.5+τ（C18015W6RCC，30：40：30）；T2=18.6τ/2.2+τ（C18020W6RCC，30：40：30）；T3=19.5τ/2.3+τ（C18020W10RCC，50：50）

续表4 掺石粉碾压混凝土性能试验成果

表5 掺石粉常态混凝土性能试验成果

表6 掺石粉碾压混凝土配合比

附图 掺石粉碾压混凝土绝热温升试验成果

6 小 结

（1）采用微弱风化的砂岩加工的骨料，厂房骨料表观密度小、吸水率较大，人工砂细度模数偏小；大坝人工砂细度模数偏小、石粉含量较高。

（2）研究试验表明：人工砂石粉含量在22%～27%时,碾压混凝土的工作性能较好，混凝土抗压强度与其他性能可以满足设计技术指标要求。

（3）在满足设计技术要求的基础上，为合理经济地进行微弱风化的砂岩骨料生产和使用，用于常态混凝土的人工砂，细度模数控制在2.2～3.0，石粉含量控制在10%～22%；用于碾压混凝土的人工砂，细度模数控制在2.2～3.0范围，石粉含量控制在22%～27%。

（4）在大坝混凝土中掺加F+SP，在合适比例范围，等效于掺入优质的Ⅱ级粉煤灰。掺石粉的碾压混凝土与常态混凝土，其力学性能、变形性及耐久性能全部达到设计技术要求。

（5）碾压混凝土热学性能试验成果规律性较好，获得的数据可供设计计算参考使用。通过对石粉的研究和实践应用，在马来西亚沐若工程中为取得了很好的技术、经济综合效益。

1 DL/T 5144-2001.水工混凝土施工规范[S].

2 DL/T 5112-2000.水工碾压混凝土施工规范[S].

3 DL/T 5330-2005.水工混凝土配合比设计规程[S].

4 DL/T 5150-2001.水工混凝土试验规程[S].

5 SL 352-2006.水工碾压混凝土试验规程[S].

6 DL/T 1596-2005.水工混凝土掺用粉煤灰技术规范[S].

7 GB 8076-1997.混凝土外加剂[S].