CF30W8鋼纖維泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)

唐 云 宏， 李 海 達(dá)

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

CF30W8鋼纖維泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)

唐 云 宏， 李 海 達(dá)

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

通過(guò)不同摻量鋼纖維組合以及現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了滿足錦屏二級(jí)水電站調(diào)壓井部位要求的鋼纖維泵送混凝土配合比。

鋼纖維；泵送配合比；設(shè)計(jì)；錦屏二級(jí)水電站

1 概 述

錦屏二級(jí)水電站總裝機(jī)容量為4 800 MW，單機(jī)容量600 MW，額定水頭288 m，多年平均發(fā)電量242.3億kW·h，保證出力1 972 MW，年利用小時(shí)數(shù)為5 048 h，是雅礱江上水頭最高、裝機(jī)規(guī)模最大的水電站。工程樞紐主要由首部低閘、引水系統(tǒng)、尾部地下廠房等永久性建筑物組成，為一低閘、長(zhǎng)隧洞、大容量引水式電站。其中位于引水系統(tǒng)末端的四座上游調(diào)壓室規(guī)模巨大，采用差動(dòng)式，在水力-機(jī)械過(guò)渡過(guò)程中壓差較高(極端工況底板及升管底部最大壓差約70 m)，同時(shí)，豎井高度達(dá)140多m，布置在豎井內(nèi)的事故檢修閘門啟閉機(jī)起重量達(dá)800 t。為保證上游調(diào)壓室結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期運(yùn)行安全與耐久性要求，設(shè)計(jì)單位已明確對(duì)調(diào)壓室大井1 590 m高程以下大井底板、升管底部及啟閉機(jī)平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)混凝土采用CF30W8鋼纖維鋼筋混凝土，總量約4萬(wàn)m3。

根據(jù)相關(guān)文件要求，采用0.4、0.45水膠比，35 mm、60 mm長(zhǎng)鋼纖維和45 kg/m3、60 kg/m3的鋼纖維摻量對(duì)上游調(diào)壓室CF30W8鋼纖維混凝土配合比進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，并對(duì)所推薦的配合比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證試驗(yàn)，最終確定了各項(xiàng)力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求、施工性能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求、合理的配合比參數(shù)。

2 混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)

混凝土配合試驗(yàn)遵循混凝土配合比設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)要求見(jiàn)表1。

表1 錦屏二級(jí)水電站鋼纖維混凝土主要設(shè)計(jì)指標(biāo)表

備注：室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，混凝土坍落度控制標(biāo)準(zhǔn)為：160～180 mm。

3 原材料檢驗(yàn)

3.1 水 泥

本次試驗(yàn)采用四川省涼山州乃托水泥有限公司生產(chǎn)的“乃托牌”P·O 42.5散裝水泥(批號(hào)W357)，對(duì)水泥的各項(xiàng)物理性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 水泥物理性能檢驗(yàn)結(jié)果表

由表2可見(jiàn)，本次試驗(yàn)所用的普通硅酸鹽水泥各項(xiàng)物理性能指標(biāo)均符合GB175-2007規(guī)定的技術(shù)要求。

3.2 粉煤灰

粉煤灰采用貴州名川粉煤灰有限公司生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，其品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3的試驗(yàn)成果可以看出，該批粉煤灰所檢指標(biāo)均符合DL/T5055-2007中的Ⅱ級(jí)灰技術(shù)要求。

表3 粉煤灰品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果

3.3 粗細(xì)骨料

粗細(xì)骨料采用水電七局模砂溝砂石系統(tǒng)生產(chǎn)的人工骨料，試驗(yàn)所用粗細(xì)骨料各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)符合《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5144-2001)規(guī)定的技術(shù)要求。

3.4 外加劑

減水劑采用北京冶建特種材料有限公司生產(chǎn)的JG-2H聚羧酸鹽緩凝高效減水劑，引氣劑采用江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的JM-2000C(S)型引氣劑。對(duì)試驗(yàn)所用的外加劑進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括：減水率、含氣量、凝結(jié)時(shí)間差、泌水率比、抗壓強(qiáng)度比， 所檢項(xiàng)目符合《混凝土外加劑》GB 8076-2008的相關(guān)要求。

4 混凝土配合比試驗(yàn)

4.1 外加劑摻量的確定

本次試驗(yàn)中采用0.6%、0.7%、0.8%三個(gè)摻量進(jìn)行水泥凈漿流動(dòng)度測(cè)定，優(yōu)先選用水泥凈漿流動(dòng)度最大的外加劑摻量進(jìn)行拌和試驗(yàn)。外加劑摻量?jī)?yōu)選原則為：混凝土和易性好、達(dá)到一定的減水效果(經(jīng)濟(jì)性)。

表4 水泥凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)結(jié)果表

從表4中可以看出，減水劑摻量采用0.7%、0.8%時(shí)，水泥凈漿流動(dòng)度及經(jīng)時(shí)損失均較理想，最終摻量根據(jù)混凝土拌和情況確定。

4.2 混凝土拌和物性能試驗(yàn)

根據(jù)混凝土配合比組合進(jìn)行室內(nèi)拌和試驗(yàn)及混凝土拌和物性能評(píng)價(jià)，包括：棍度、含砂、析水情況、粘聚性及流動(dòng)性等。通過(guò)對(duì)每個(gè)配合比的用水量、砂率、外加劑摻量等進(jìn)行調(diào)整，待混凝土拌和物的各項(xiàng)工作性能滿足要求后進(jìn)行混凝土凝結(jié)時(shí)間、坍落度損失試驗(yàn)，并選取兩組室內(nèi)拌和物性能較好的混凝土配合比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝性試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容包括：現(xiàn)場(chǎng)坍落度損失、凝結(jié)時(shí)間。經(jīng)室內(nèi)拌和試驗(yàn)后，兩種規(guī)格的鋼纖維在摻量為45 kg/m3時(shí)和易性相對(duì)較好，遂選擇0.45水膠比、45 kg/m3摻量、35 mm及60 mm鋼纖維分別進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)泵送試驗(yàn)并取樣開(kāi)展了力學(xué)試驗(yàn)，將混凝土出機(jī)口坍落度控制在160～180 mm；混凝土運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，35 mm鋼纖維混凝土施工較60 mm鋼纖維混凝土順利，但總體效果不理想；遂將混凝土機(jī)口坍落度增大至190～210 mm，其余參數(shù)保持不變后進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明：摻35 mm鋼纖維、45 kg/m3摻量的混凝土和易性較好，現(xiàn)場(chǎng)施工順利。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況見(jiàn)表5。

4.3 混凝土力學(xué)性能及耐久性試驗(yàn)

根據(jù)各種組合的混凝土配合比進(jìn)行了室內(nèi)拌和試驗(yàn)及混凝土拌和物性能評(píng)價(jià)，包括：棍度、含砂、析水情況、粘聚性及流動(dòng)性等。通過(guò)對(duì)每個(gè)配合比的用水量、砂率、外加劑摻量等進(jìn)行調(diào)整，待混凝土拌和物的各項(xiàng)工作性能滿足要求后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度(7 d、28 d)、劈拉強(qiáng)度(28 d)、抗折強(qiáng)度(28 d)、軸心抗壓強(qiáng)度及靜力抗壓彈性模量(28 d)、軸心抗拉強(qiáng)度及極限拉伸值(28 d)、抗?jié)B性能(28 d)、抗凍性能(28 d)試驗(yàn)，并選取兩組拌和物性能較好的混凝土配合比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝性試驗(yàn)(坍落度160～180 mm)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

5 確定混凝土施工配合比

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果確定了配合比參數(shù)：水膠比選用0.45、鋼纖維型號(hào)選用RC-55/35-BN、鋼纖維摻量選用45 kg/m3、現(xiàn)場(chǎng)坍落度控制在160～180 mm。考慮到機(jī)口到現(xiàn)場(chǎng)有約20～30min的運(yùn)輸時(shí)間，機(jī)口坍落度需按上限控制，用水量較試驗(yàn)時(shí)增加了3 kg/m3。另外，為提高混凝土流動(dòng)性，將減水劑摻量確定為0.8%，最終確定的混凝土施工配合比基本參數(shù)見(jiàn)表7。

表5 CF30W8鋼纖維二級(jí)配泵送混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表

表6 CF30W8鋼纖維二級(jí)配泵送混凝土配合比復(fù)核(強(qiáng)度)試驗(yàn)成果表

表7 混凝土施工配合比參數(shù)表

6 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得知：配合比各項(xiàng)性能滿足設(shè)計(jì)施工要求，為保證現(xiàn)場(chǎng)坍落度能滿足要求，機(jī)口坍落度宜按上限控制，在實(shí)際控制過(guò)程中，坍落度每增(減)20 mm，混凝土用水量相應(yīng)增(減)2～5 kg/m3。

TV7;TV43

B

1001-2184(2017)06-0042-03

2017-10-18

唐云宏(1971-)，男，四川樂(lè)山人，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)和管理工作；

李海達(dá)(1983-)，男，云南紅河人,助理工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)和管理工作.

李燕輝)