紫源水电站自密实混凝土配合比设计试验

紫源水电站自密实混凝土配合比设计试验

刘伍根

(上饶市水利科学研究所，江西 上饶334000)

【摘要】自密实混凝土(SCC)是指在浇筑过程中无需施加任何振捣，仅依靠混凝土自重就能完全填充至模板内任何角落和钢筋间隙的混凝土。本文在分析了铅山县紫源水电站现场施工场地有限、工期紧的原因后，提出了通过试验确定工程混凝土所需配合比的措施，以保证紫源水电站大坝主体工程正常实施，早日发挥工程效益。

【关键词】紫源水电站；自密实混凝土；配合比；试验

中图分类号：TV431

Ziyuan Hydropower Station self-compacting concrete mix proportion

design test

LIU Wugen

(ShangraoHydraulicResearchInstitute,Shangrao334000,China)

Abstract:Self-compacting concrete (SCC) refers to concrete which does not need any vibration in the pouring process, and can be completely filled to any corners and reinforced gaps in the template due to concrete self-weight. In the paper, reasons of limited site construction field and short construction duration in Qianshan County Ziyuan Hydropower Station are analyzed. Measures of determining mix proportion necessary for project concrete through test are proposed, thereby ensuring the normal construction of dam main project in Ziyuan Hydropower Station, and exerting project benefits as early as possible.

Key words: Ziyuan Hydropower Station; self-compacting concrete; mix proportion; test

1工程概述

紫源水电站位于江西省铅山县境内，距县城约65km，坝址地处铅山河主支流杨村水中上游，是铅山河流域内具有发电、灌溉、养殖等综合效益的水利工程。紫源水电站总库容629.80万m3，正常库容558.40万m3，设计洪水位287.80m，校核洪水位288.16m，设计洪水下泄流量951.63m3/s，校核洪水下泄流量1513.22m3/s。挡水坝最大坝高33.50m；压力钢管长60m，压力隧洞长1200m；调压井直径10m。电站装机容量4000kW，工程主要由挡水建筑物、泄洪建筑物、引水系统、发电厂房和升压站等组成。

工程坝型选用C15(W4)混凝土埋块石重力自动翻板坝，坝顶长119m，其中溢流坝段长83m，溢流堰净宽80m，共设8扇自动翻板闸门，闸门尺寸5m×10m，非溢流坝段长39m。坝体上游面为直立面，下游坡高程259.00m以下为直立面，以上坡比为1∶0.89，坝顶设有8扇自动翻板闸门。大坝上游面设有C20(W6)混凝土防渗面板，下部最大厚度1m，上部厚度0.50m，堰面采有0.80m厚C25(W8)混凝土防渗面板，坝基面设1m厚C15混凝土垫层。

2试验目的

自密实混凝土(SCC)是指在浇筑过程中无需施加任何振捣，仅依靠混凝土自重就能完全填充至模板内任何角落和钢筋间隙的混凝土。

自密实混凝土在堆石混凝土中应用施工过程简单，最大限度地降低了混凝土仓面的施工人员和机械工作量，现场控制管理更加简便易行；免去了混凝土振捣密实的过程，消除了人为的不利干扰，施工质量和稳定性更加容易保证；施工工艺简单流畅，能大幅提高大仓面素混凝土的施工效率、缩短工期。

为解决紫源水电站现场施工场地有限、工期紧张等问题，大坝主体工程采用三种强度等级(C15、C20、C25)的堆石混凝土技术。试验目的是对三种强度等级的自密实混凝土配合比设计及不同龄期(7d、28d、90d)强度和28d抗渗性能进行检验，得出工程所用的混凝土配合比设计，更好地指导现场施工。

3试验过程及试验结果

3.1原材料

3.1.1自密实混凝土对原材料要求

自密实混凝土选用的胶凝材料：水泥应符合现行《通用硅酸盐水泥》(GB 175)的有关规定，粉煤灰应符合现行《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)的规定。

粗骨料采用连续级配或2个及以上单粒径级配搭配使用，最大公称粒径不大于20mm；对于结构紧密的竖向构件、复杂形状的结构及有特殊要求的工程，粗骨料的最大公称粒径不大于16mm。

细骨料采用级配Ⅱ区的中砂。天然砂的含泥量小于3%，泥块含量小于1%。

外加剂选用高性能减水剂或高效减水剂，符合现行《混凝土外加剂》(GB 8076)和《混凝土外加剂应用技术规范》(GB 50119)的有关规定。

3.1.2配合比使用的原材料

a.水泥。采用P·C32.5级的水泥，表观密度3.1g/cm3，具体试验指标见表1。

表1　水泥试验指标

b.粉煤灰。采用2级粉煤灰，表观密度2.20g/cm 3，具体试验指标见表2。

c.砂。采用工程现场取样材料，为当地河砂，细度模数2.75，表观密度2.60g/cm3，含泥量1.50%，泥块含量为0。

d.石。采用工程现场取样材料，为当地破碎经筛分的碎卵石(5～20mm)，松散堆积率0.63，表观密度2.57g/cm3。

e.减水剂。采用Sika Viscocrete 3301聚羧酸系减水剂。

3.2配合比试验

通过对砂浆和混凝土的试配，确定工程中所需3种强度等级自密实混凝土的配合比及自密实性能。

a.自密实混凝土配合比见表3。

表3　自密实混凝土配合比

b.自密实性能检测结果见表4。

c.自密实混凝土力学性能检测结果。试验过程中分别对三种配合比的混凝土取样进行强度检验和抗渗等级检验，其中包括C15和C20等级混凝土10mm×10mm×10mm立方体试件1组(7d)，15mm×15mm×15mm立方体试件2组(28d、90d)，抗渗试件1组(28d)；C25等级混凝土15mm×15mm×15mm立方体试件3组和抗渗试件1组(28d)。试验结果见表5。

4成本分析

结合当地材料单价及运输成本对三种配合比的混凝土的综合成本进行简单分析。各种原材料运输至工程现场的成本单价为：水泥300元/t，粉煤灰180元/t，砂25元/t，石25元/t，减水剂15元/kg，可以估算出三种不同等级自密实混凝土的材料单价。实际工程堆石混凝土中，块石堆积率均可达到57%左右，保守起见，堆石混凝土中的自密实混凝土比例按45%计，块石单价按20元/m3计，估算出的不同强度等级堆石混凝土单价见表6。

表6混凝土材料综合单价

单位：元/m 3

5结语

整体来看，试验达到了预期目的，得到了满足工程需要的三种不同强度等级的自密实混凝土配合比。在实际工程中，建议严格控制砂石骨料质量，适当降低粉体和减水剂用量，这样在保证混凝土强度的情况下，可大幅降低混凝土综合成本。

参考文献

JGJ T283—2012 自密实混凝土应用技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.