性能硅粉混凝土在水電工程中的應用
佚名
摘要:結合使用高效減水劑和粉煤灰,不僅克服了單摻粉煤灰混凝土早期強度低和單摻硅粉混凝土早強但后期強度增長緩慢的缺點,可賦予混凝土高強、抗沖磨、抗空蝕等一系列高性能,使混凝土具備良好的和易性和流動性,還能減少單位水泥用量,減輕溫控負擔。介紹了C70高性能硅粉混凝土在某水電工程中的配制技術及混凝土溫控措施。
關鍵詞:硅粉;高性能混凝土;配制技術;溫控措施
1、工程概況
某水利工程泄洪項目主要由進水口引渠、進水塔、孔板(導流)洞、明流洞、排沙洞、溢洪道、出口消力塘和泄水渠、尾水明渠等建筑物組成。水庫建成后泄洪建筑物工作水頭為100~143 m,所在河道汛期水流平均含沙量49 kg/m。,瞬間最大含沙量達941 kg/m。。水庫高水位時,泄洪建筑物下泄洪水流速高達3O m/s以上。《水工混凝土抗沖磨防空觸技術規范》中提出:對于過流介質以懸移質為主的工程.當過水最大流速為25~ 35 m/s,且過流中同時含有的推移質含量大于2 kg/ma時,應選用強度等級不小于C6O、摻用硅粉的抗磨蝕混凝土。因此,為提高高水頭、高含沙、高流速條件下泄洪建筑物的抗沖磨和抗空蝕能力,設計采用齡期28 d、強度等級為C70的高性能混凝土澆筑襯砌,實際澆筑量近5O萬m。 2、 C70高性能混凝土的技術要求
配制高性能混凝土必須從原材料品質、配合比優化、施工工藝與質量控制等方面進行綜合考慮,與普通混凝土相比,硅粉混凝土雖具有較高的強度和耐久性,但由于其水膠比小、水泥用量大且不易泌水,因而比普通混凝土更容易發生塑性收縮,其早期干縮率和自身體積變形也比普通混凝土更大,這些因素交織在一起,導致硅粉混凝土在施工中往往出現早期開裂的技術難題。為此,在進行配和比設計時,考慮通過以粉煤灰等活性礦物料取代部分水泥及摻加高效減水劑等手段,在滿足各項技術要求的前提下,盡可能減少水泥用量,降低混凝土絕熱溫升,從而減輕溫控負擔,降低混凝土出現裂縫的風險。通過摻加高效減水劑和粉煤灰,還可使硅粉混凝土具有良好的和易性及流動性,以滿足該工程現場泵送施工的要求。表1給出了該工程合同技術規范中C70高性能混凝土的主要技術指標。
3、 混凝土配制
3.1 原材料
選用優質的原材料是配制高性能混凝土的前提。根據該工程合同技術規范的要求,結合材料產地和性選用滿足國標標準、部頒標準及美國ASTM標準的原材料。
(1)水泥采用洛陽水泥廠生產的525R早強型普通硅酸鹽水泥和525MH 中熱水泥。
(2)粉煤灰。采用焦作熱電廠生產的Ⅱ級粉煤灰。
(3)硅粉。采用青海民和鎂廠生產的加密硅粉。
(4)外加劑。采用瑞士Sika香港公司生產的增塑劑(NN)、減水劑(VZ)和緩凝劑(Ret),其中NN減水率為15% ,VZ減水率為9% 。
(5)細骨料。采自黃河連地灘料廠,由天然細砂摻2O ~3O 人工粗砂混合而成,混合后細度模數為2.6~2.8,屬中砂,其中人工粗砂由天然粗骨料破碎加工而得。
(6)粗骨料。采自黃河連地灘料廠,由天然河卵石破碎并分組篩分而得,其主要成分是為硅質石英砂巖和玄武巖屬堅硬巖石類,巖石抗壓強度高達170~250 MPa,因而有利于配制抗沖磨、抗空蝕能力較高的高性能混凝土。
(7)拌和用水。采用地方飲用水,水質滿足要求。
3.2 配合比設計
配合比按照美國混凝土協會ACI 211.1—92設計。其要點是:① 選擇滿足合同技術要求的水膠比;② 混凝土各組分級配按ACI及ASTM 相關標準最佳級配線選配;③ 依據混凝土強度等級和泵送施工要求確定用水量;④ 通過計算和試配確定硅粉、粉煤灰和外加劑的最佳摻量。表2列舉了該工程施工過程中采用的部分C70高性能混凝土配合比。