水电站碾压混凝土配合比优化与研究

周订培

(大唐宣威水电开发有限公司，云南 宣威 655400)

1 工程概况

某水电站装机容量为2×90 MW 混流式水轮发电机组，正常蓄水位为1 450.00 m，水库总库容约为2.7×108 m3。大坝顶部高程为1 452.50 m，最大坝高为167.5 m，坝顶桥面宽度为9.00 m，为在建世界最高碾压混凝土双曲拱坝。大坝土石方开挖共123×104 m3，大坝混凝土共114×104 m3。坝区多年平均气温13.3℃，极端最高气温34℃，极端最低气温－14.9℃，年平均降水量为982 mm，蒸发量2 216.6 mm。

2 混凝土原材料

2.1 水泥

水泥的各项物理性能指标符合GB200－2003标准要求。

2.2 掺合料

品质达到DL/T5055－2007 《水土混凝土掺用粉煤灰技术规范》品质指标规定的“Ⅱ级灰”技术要求。

2.3 1 细骨料

采用人工砂。18.6%的高石粉含量改善并提高了碾压混凝土的可碾性、抗分离性以及抗压强度和抗渗能力。

2.4 粗骨料

采用5 mm～20 mm、20 mm～40 mm、40 mm～80 mm 级配碎石，检验结果表明粗骨料各项性能指标均符合DL/T5151－2001 技术要求。

2.5 PCA 减水剂性能试验

试验方案是在原施工配合比的基础上，每个样品采用3 个不同掺剂量对碾压混凝土参数关系、性能进行试验及外观评估，根据参数关系与性能试验结果及外观评估，确定剂型后对碾压混凝土施工配合比进行下一步的试验。

3 碾压混凝土参数与性能试验结果

用于试验的两个剂样当PCA 掺量为0.8%时，二、三级配碾压混凝土的Vc 值最小，凝结时间最长，其中3 号样品在抗压强度、凝结时间性能方面较优。两个样品的混凝土拌和物外观亮泽、保塑性好、泛浆丰满，外观性能没有明显差别。

4 引气剂选型试验

在己浇坝体混凝土表面及钻取芯样中发现，硬化后的混凝土表面及内部分布有较多且较大的残留气孔，经分析这些气孔可能与引气剂的品种和掺量有关。因此，有必要对引气剂和掺量重新进行选择，尽可能减少有害气孔。

选择3 个品牌的引气剂，在碾压混凝土中进行不同掺量的含气量试验，并通过试件的表面及劈开试件观察内外气孔遗留情况，根据引气效果、气孔大小程度择优确定品牌和掺量。

5 碾压混凝土施工配合比

5.1 碾压混凝土设计技术指标

碾压混凝土施工配合比的试验以保证满足技术性能及施工操作所要求的性能为前提。

5.2 碾压混凝土不同水胶比与强度及耐久性

在相关规程、规范允许范围内，粉煤灰掺量通过试验确定。试验结果显示，在水胶比、胶凝材料总量相同条件下，随着粉煤灰掺量的增加，各级配碾压混凝土早期强度相应降低，后期强度发展速度较快。

经过前述系列试验，根据最优结果，确定了外加剂的剂型和掺量、混凝土单位用水量和粉煤灰掺量。在这些参数的基础上，对水胶比与强度及耐久性进行下一步的优化平衡试验。

水胶比是保证和提高混凝土耐久性的主要因素，因此设计对各分区碾压混凝土的水胶比作了比较严谨的规定，经与设代处沟通及咨询专家意见，碾压混凝土水胶比的上限可控制在0.48，但应通过试验确定。试验釆用3 个不同的水胶比，对混凝土强度、耐久性指标进行试验。试验结果见表8。试验结果表明，在配合比其他参数不变的条件下，混凝土强度和耐久性指标随着水胶比的增加而降低。

6 碾压混凝土施工配合比

对个别参数作适当的调整，最终确定用于施工的配合比。

7 结束语

经过室内试验和现场混凝土各项观测及钻孔取芯检查，结果表明优化后的碾压混凝土配合比富浆，可碾性好，各项指标均满足设计要求，达到预期目的。