石灰石粉在碾壓混凝土施工中的應用

孫 敬，韓春生

（1.遼寧省石佛寺水庫工程建設管理局，遼寧 沈陽 110003；2.遼寧省水利水電工程局，遼寧 遼陽111000）

1 工程概況

新疆伊犁特克斯河山口水電站是特克斯河干流梯級開發的最末一級，位于恰甫其海水電站下游處。特克斯河山口水電站工程規模屬大（2）型，工程等別為Ⅱ等。由攔河壩、泄水建筑物和發電引水系統及電站廠房等組成。水電站總庫容1.21億m3，裝機容量140 MW，安裝發電機組3臺。

大壩總體布置方案為混合壩型，左岸0+000.0～0+496.0為碾壓混凝土重力壩，碾壓混凝土重力壩與粘土心墻壩結合段樁號為0+496.0～0+556.0；右岸階地采用粘土心墻壩，樁號0+556.00～0+963.10。碾壓混凝土重力壩與粘土心墻壩采用插入式連接方式，混凝土壩長496.0 m，壩頂高程為916.0 m，最大壩高51.2 m。

山口水電站樞紐工程2006年3月20日開工，碾壓混凝土澆筑于2006年8月開始施工，至2008年11月全面鋪筑到915.0 m高程，累計澆筑混凝土56.2萬m3，其中碾壓混凝土38.3萬m3，碾壓混凝土施工主要集中在2007，2008年度，年澆筑強度27.5 萬m3。

2 碾壓混凝土配合比設計

在北方寒冷地區進行碾壓混凝土施工，對混凝土抗凍指標要求很高，施工規范對水灰比限制較為嚴格；另外，新疆地區氣候條件較為惡劣，空氣干燥，相對濕度極低，風速大，水份蒸發速度快，晝夜溫差大，環境條件對碾壓混凝土施工極為不利，混凝土表面失水嚴重。因此，科學、合理的配合比是保證施工質量、降低施工成本的先決條件。

1）配合比設計原則。通過室內試驗，優化骨料級配，優選外加劑，合理確定配合比參數；考慮本地區氣候及環境特點，結合現場碾壓試驗，著重解決碾壓混凝土水平運輸及倉面攤鋪后VC值損失較大、骨料表面泛白、碾壓后層面提漿困難、層面泛漿極不均勻等質量問題。

2）所用骨料。全部使用天然骨料，天然砂經水洗后細顆粒含量偏低，小于或等于0.16 mm以下顆粒含量僅為6%。試驗分析顯示：碾壓混凝土層面提漿困難、層面泛漿不均勻現象的因素之一是砂料中0.016 mm以下細顆粒含量過少。

3）石灰石粉。通過大量室內試驗及論證，施工中采用摻加石灰石粉，改善砂料級配的主要措施。石灰石粉經機械加工后細度便于控制，石灰石粉物理、化學性質與所用天然骨料較為接近，做為非活性材料加入，調整拌和物中小于等于0.16 mm以下顆粒含量達到17%～20%，以提高混凝土的保水性、可碾性，確?；炷辆邆淞己玫氖┕ば阅堋?/p>

為解決當地粉煤灰供應緊張的局面，更好地滿足施工進度和碾壓混凝土施工強度要求，對“在碾壓混凝土中采用部分人工石灰石粉替代部分粉煤灰”進行室內試驗。通過試驗數據的分析、總結，對碾壓混凝土配合比進行了進一步調整和優化，增加石粉摻量，相應減少粉煤灰摻量。施工配合比見表1。

表1 碾壓混凝土施工配合比主要參數表

3 碾壓混凝土施工質量檢測結果分析

2007年為該工程碾壓混凝土澆筑高峰年，也是增加碾壓混凝土石粉摻量后的高峰施工期。2007年碾壓混凝土施工室內強度統計分析結果見表 2，3，4，5；見圖 1，2。

表2 2007年碾壓混凝土抗壓強度統計表

表3 2007年混凝土抗壓強度統計分析表

通過圖表分析，該工程碾壓混凝土抗壓強度滿足設計及規范要求，且富余強度較高，加入人工石粉前后，碾壓混凝土強度未見顯著變化，強度統計均呈正態分布。

4 碾壓混凝土施工鉆芯檢測

2008年底對該工程碾壓混凝土進行鉆芯取樣檢查，共布置5個檢查孔，為現場監理指定位置布孔，重點檢測2007年配合比調整后的施工部位。其中2個布置在三級配碾壓混凝土區間內，2個布置在上游二級配碾壓混凝土區間內，1個布置在下游變態混凝土區間內。采用300型地質鉆機施工，φ171 mm鉆具，鉆取芯樣為φ150 mm，鉆孔取

表4 A2-2碾壓混凝土抗壓強度頻數分布表

圖1 A2碾壓混凝土強度統計直方圖

表5 A1-2碾壓混凝土抗壓強度頻數分布表

圖2 A1碾壓混凝土強度統計直方圖

混凝土芯樣表面光滑致密，結構密實，骨料分布均勻，膠結情況良好，極個別部位存在骨料集中、漿液離析跡象和局部稍有氣孔，芯樣外觀質量綜合評定良好。同時對所取芯樣的混凝土容重、抗壓強度、劈拉強度、彈性模量等進行室內試驗，檢測80余組，A1，A2混凝土容重分別為2 445，2 510 kg/m3；A1，A2混凝土劈拉強度平均值分別為1.56，1.28 MPa；A1，A2 混凝土彈性模量平均值分別為32.6，29.8 MPa，所以強度檢測結果均滿足設計標準。

該工程碾壓混凝土膠凝材料用量較國內其它工程相比，處于中下水平，經過施工實踐驗證和后期強度統計分析，配合比調整后，增加石灰石粉（其中部分替代膠凝材料粉煤灰）摻量，對碾壓混凝土施工性能改善較大，混凝土各種力學性能指標均無明顯改變，強度檢測均滿足設計要求。

5 結語

1）碾壓混凝土施工采用天然骨料經篩分后使用十分經濟，但天然骨料受自然條件影響較大，存在級配不良現象，對混凝土質量有一定影響，施工中需采取二次篩分處理，進行級配調節。碾壓混凝土中摻加人工石粉，可以很好地改善砂料級配及細度模數，對提高碾壓混凝土施工性能作用明顯。

2）合理摻配石灰石粉可適當減少粉煤灰摻量，經施工實踐檢驗，對混凝土設計齡期強度影響不大。由于相對減少了粉煤灰摻量，可能會對混凝土后期強度略有影響，但由于本體混凝土富余強度較大，不會對混凝土耐久性產生不利影響。采用人工石粉部分替代粉煤灰，能夠很大程度緩解目前國內大部分地區粉煤灰供應不足的現象，對推進碾壓混凝土配合比設計及碾壓混凝土施工具有積極意義。