大壩碾壓混凝土試驗研究

□丁華麗（河南省水利第二工程局）

大壩碾壓混凝土試驗研究

□丁華麗（河南省水利第二工程局）

打磨崗煙草水源工程大壩為碾壓混凝土重力壩，為了更好的完成施工，保證施工質(zhì)量，通過碾壓混凝土碾壓試驗，獲得準(zhǔn)確的碾壓參數(shù)，同時檢驗了施工過程中各系統(tǒng)設(shè)備運行的可靠性和配套性，確定了特殊部位施工方法，最終確定了施工工藝和施工參數(shù)，為碾壓混凝土現(xiàn)場施工提供了依據(jù)，取得了較好的效果。

打磨崗；碾壓混凝土壩；碾壓混凝土試驗；施工參數(shù)

0　引言

打磨崗煙草水源工程位于內(nèi)鄉(xiāng)縣馬山口鎮(zhèn)外坡自然村上游約400m處，壩址控制流域面積112.30 km2，水庫總庫容983.30萬m3，興利庫容536萬m3。大壩為碾壓混凝土重力壩，最大壩高47.50m，壩頂長度234m。是一座以灌溉供水為主要任務(wù)的小（l）型水利工程。

1　試驗?zāi)康募叭蝿?wù)

1.1試驗?zāi)康?/p>

碾壓混凝土碾壓試驗?zāi)康氖菫榱烁玫耐瓿墒┕ぃＷC施工質(zhì)量，通過試驗，驗證配合比設(shè)計的科學(xué)性、合理性，檢驗經(jīng)試驗確定的碾壓混凝土施工配合比的性能，確定與配合比相適應(yīng)的拌和工藝參數(shù)。通過現(xiàn)場碾壓試驗，獲得準(zhǔn)確的碾壓參數(shù)。同時檢驗施工過程中的原材料生產(chǎn)系統(tǒng)、混凝土制備系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)和澆筑系統(tǒng)設(shè)備運行的可靠性和配套性，確定特殊部位施工方法，并最終確定施工工藝和施工參數(shù)，為碾壓混凝土現(xiàn)場施工提供依據(jù)。

1.2試驗依據(jù)及配合比設(shè)計

本試驗的依據(jù)主要為設(shè)計圖紙及相關(guān)設(shè)計文件要求、《水工混凝土試驗規(guī)程》SL352-2006、《水工碾壓混凝土試驗規(guī)程》（SL48-94）、《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》（SL/53-94）、《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》（DL-T5112-2009）、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）、《混凝土外加劑》GB8076-2008等有關(guān)規(guī)定。

混凝土配合比試驗，主要先檢查原材料的性能，滿足施工要求后，再進(jìn)行外加劑與水泥的適應(yīng)性試驗，用達(dá)到要求的原材料進(jìn)行下一步的試驗，即不同砂率、不同水灰比、不同粉煤灰摻量、不同減水劑摻量等進(jìn)行試驗，檢測各種狀況下的混凝土性能，最后選出最優(yōu)的配合比。本次試驗采用經(jīng)第三方實驗室試驗確定的C9015W2F50三級配及C9020W6F100二級配碾壓混凝土和變態(tài)混凝土配合比。

2　碾壓試驗

2.1混凝土試拌

依據(jù)SL48-94，選取不同的級配、不同的砂率進(jìn)行試拌，選出骨料分離少，在固定水膠比及用水量條件下，拌和VC值小，混凝土容重大，強度高的砂率；用水量與VC值關(guān)系試驗。用維勃稀度儀進(jìn)行測定，選擇不同的用水量試拌后測定VC值；選擇不同的水膠比進(jìn)行成型試驗，計算出水膠比與抗壓強度關(guān)系式；選擇不同的水膠比進(jìn)行成型試驗，測定混凝土抗壓強度；各級配選擇不同的用水量進(jìn)行試驗，用塌落度測定儀測其混凝土塌落度值，選出施工要求塌落度的用水量。

2.2混凝土性能試驗

選擇不同水膠比、不同級配的成型試件進(jìn)行試驗，測定碾壓混凝土抗?jié)B等級；選擇不同水膠比、不同級配的成型試件進(jìn)行試驗，測定碾壓混凝土拌合物的凝結(jié)時間，測定碾壓混凝土的軸心抗拉強度，測定碾壓混凝土在水和負(fù)溫共同反復(fù)作用下的抗凍能力來確定抗凍等級，測定碾壓混凝土棱柱體試件的動彈性模量。2.3碾壓混凝土工藝及參數(shù)

2.3.1混凝土碾壓試驗要獲取的主要參數(shù)

混凝土碾壓試驗要獲取的主要參數(shù)：混凝土拌合的投料順序和拌合時間；不同混凝土VC值與碾壓遍數(shù)和碾壓行走速度的關(guān)系及VC值損失情況；混凝土鋪料銜接時間；混凝土層面處理試驗；變態(tài)混凝土凈漿配合比及施工工藝；鉆孔取芯對碾壓混凝土綜合評定。

2.3.2碾壓試驗場地

碾壓混凝土試驗場地擬布置在壩基墊層上進(jìn)行，試驗部位平面尺寸為26.35m×60m，分三個區(qū)，分別進(jìn)行C9015W2F50、C9020W6F100以及變態(tài)混凝土試驗，各區(qū)對應(yīng)混凝土類型見表1：

表1　碾壓混凝土試驗分區(qū)布置表

2.4碾壓混凝土試驗方法

2.4.1現(xiàn)場碾壓試驗

碾壓試驗共分2層進(jìn)行，通過測定不同碾壓遍數(shù)時的壓實度，確定最佳碾壓遍數(shù)。碾壓控制標(biāo)準(zhǔn)為：外部混凝土相對密實度≥98%，內(nèi)部混凝土相對密實度≥97%。碾壓混凝土采用自卸汽車進(jìn)站法卸料，卸料高度≥1.50m，用1.00m3挖掘機平倉。堆料攤鋪前，人工將分離骨料鏟至未碾壓的混凝面上，以保證層間結(jié)合良好。挖掘機進(jìn)行大面平整，邊角輔以人工鋪料，平倉厚度嚴(yán)格控制在30～35cm。

2.4.2混凝土性能檢測

①VC值：不同試驗區(qū)出機口及倉面每碾壓層各檢測1～2次，且保證每2h至少檢查一次，當(dāng)骨料含水量波動時適時增加檢測次數(shù)。②溫度檢測：出機口及倉面均進(jìn)行檢測，檢測頻率與VC值檢測頻率相同。③現(xiàn)場壓實容重：每個條帶按各種壓實遍數(shù)碾壓完畢后各檢查三點。檢查達(dá)不到設(shè)計要求的經(jīng)補碾后重新檢查。

2.4.3試驗方法

試驗共分2層進(jìn)行，每層松鋪厚度為35 cm，各層施工參數(shù)見表2。通過現(xiàn)場不同碾壓遍數(shù)時的壓實度測定，確定該VC值時的最佳碾壓遍數(shù)。

表2　碾壓混凝土現(xiàn)場碾壓試驗各層試驗參數(shù)表

碾壓設(shè)備采用22 t振動碾，振動碾行走速度控制在1.00～1.50km/h范圍內(nèi)。混凝土攤鋪達(dá)到可以碾壓的適宜面積的條帶后，即開始碾壓，混凝土自拌和到碾壓完畢，一般控制在2h內(nèi)。現(xiàn)場壓實度從碾壓至有振4遍起開始檢測，最終碾壓遍數(shù)以檢測合格為準(zhǔn)。

壓實后采用表面核子密度儀進(jìn)行密度檢測：混凝土密度不得小于設(shè)計要求，達(dá)不到設(shè)計要求的，查找原因，采取補救措施，直到滿足要求。碾壓條帶搭接寬度10～20cm，端頭部位的搭接寬度為100cm左右。碾壓遍數(shù)暫按6～12遍，具體由現(xiàn)場試驗后確定。

2.4.4碾壓工藝要求

①倉面及入倉要求：試驗區(qū)采用組合鋼模板立模，保證結(jié)構(gòu)尺寸滿足要求，結(jié)構(gòu)體型規(guī)整。試驗開始前在模板上準(zhǔn)確標(biāo)出分區(qū)線、分層線。砂漿、凈漿攤鋪必須嚴(yán)格按分區(qū)線進(jìn)行，攤鋪面積以30min能夠覆蓋為準(zhǔn)。入倉口道路采用碎石鋪設(shè)并設(shè)置沖洗平臺，保證沖車水管≥2根，脫水距離≥20m，倉口設(shè)專人控制入倉，車輛沖洗干凈、脫水完畢后方允許進(jìn)倉。②卸料與攤鋪：入倉采用退鋪法卸料、鋪料。③碾壓：碾壓方向與攤鋪方向一致，振動碾碾壓行走速度1.10～1.30km/h，根據(jù)不同層次分別采用無振2遍+有振6～8遍+無振2遍碾壓，并于碾壓至有振4遍后開始壓實度檢測，最終碾壓遍數(shù)以壓實度檢測合格為準(zhǔn)。碾壓作業(yè)采用條帶搭接法，碾壓條帶間的搭接寬度為20 cm，端頭部位的搭接寬度不小于振動碾輪距+100cm。

2.4.5養(yǎng)護(hù)方法

碾壓混凝土終凝后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持混凝土面濕潤，以利水泥正常水化，防止混凝土開裂，在低溫環(huán)境下的養(yǎng)護(hù)，主要是保濕，在混凝土面鋪設(shè)保溫材料，在高溫干燥天氣，采用噴水，噴霧以保持濕潤。

2.5碾壓混凝土試驗質(zhì)量控制

檢驗?zāi)雺夯炷恋姆Q量衡器，其偏差值不得超過DL/T5112-2009中的有關(guān)規(guī)定。在攪拌機卸料的首尾各取一個試樣進(jìn)行碾壓混凝土的均勻性檢測，每個試樣≥30 kg。在分析法測定骨料含量時，兩個樣品的差值應(yīng)＜10%，用砂漿容重分析法測定砂漿容重時，兩個樣品的差值應(yīng)＜30kg/m3。

不同試驗區(qū)出機口及倉面每碾壓層各檢測VC值1～2次，且保證每2h至少檢查一次，當(dāng)骨料含水波動時適時增加檢測次數(shù)；出機口及倉面均進(jìn)行溫度檢測，檢測頻率與VC值檢測頻率相同。混凝土抗壓強度在機口取樣，按不同強度等級28d齡期各成型一組；每個條帶壓實完畢后各測三個點檢查現(xiàn)場壓實容重，檢查達(dá)不到設(shè)計要求的經(jīng)補碾后重新檢查。

2.6碾壓試驗報告的整理

混凝土碾壓試驗過程以及試驗結(jié)束后，對試驗進(jìn)行了客觀的總結(jié)、數(shù)據(jù)的收集和整理，并形成試驗成果報告，報告形成的試驗成果參數(shù)主要是：拌和工藝參數(shù)、碾壓工藝參數(shù)（確定壓實后厚度為30cm的最佳碾壓遍數(shù)、碾子行走速度及VC控制值等參數(shù)）、富漿混凝土的單位加漿量、漿液的水灰比等。

3　試驗成果分析

根據(jù)試驗檢測結(jié)果看，碾壓4遍時，壓實度共檢測14次，合格9次，合格率64.30%；碾壓6遍時，壓實度檢測15次，合格14次，合格率93.30%；碾壓8遍時，壓實度檢測12次，檢驗結(jié)果均合格。

4　結(jié)語

試驗松鋪厚度35 cm，壓實厚度30 cm，碾壓機具的行駛速度1.01～1.50 km/h，碾壓混凝土的工作度控制在VC值為2-12 s之間，拌合時間75 s，碾壓后表面濕潤光亮，微泛灰漿，可碾性好。松鋪35 cm，碾壓8遍時，壓實度合格率為100%，滿足施工要求。

（責(zé)任編輯：左英勇）

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