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高性能C70泵送硅粉混凝土在小浪底工程中的應用
關鍵詞 高強混凝土配合比設計水泥砂石料
小浪底工程的主要泄洪建筑物孔板洞、排沙洞、明流洞使用了C70高標號的硅粉混凝土,數(shù)量約50萬m3。為保證混凝土的抗沖耐磨性能,設計強度等級為C70,抗?jié)B標號S6,抗凍標號D50。為滿足設計要求,混凝土中摻用了粉煤灰、硅粉,大多數(shù)為泵送人倉。
一、混凝土原材料及生產(chǎn)設備
1.水泥
采用洛陽和澠池水泥廠生產(chǎn)的P0525R(舊標準表示符號,下同)和525MH兩種水泥;粉煤灰采用Ⅱ級粉煤灰;硅粉系壓密產(chǎn)品,制成硅粉漿使用。各膠凝材料性能檢測結果表明,均滿足合同《技術規(guī)范》的要求。
2.外加劑
系進口西卡(Sika)公司產(chǎn)品。有減水劑(V2)、增塑劑(NN)、緩凝劑(Retarder)、引氣劑(AER),性能檢測均足合同《技術規(guī)范》的要求。
3.砂石料
開采、篩分均自壩址下游約10km處的連地料場,產(chǎn)量可達700t/h。拌和樓附近備有成品料倉。在拌和衡量前可對粗骨料進行二次篩洗脫水,骨料性能檢測指標滿足合同《技術規(guī)范》的要求。
4.生產(chǎn)設備
混凝土拌和系統(tǒng)系美國JOHNSON公司設備。配有4X3.5m3自落式拌和罐,常規(guī)混凝土產(chǎn)量為200m3/h,衡量、記錄全部由計算機控制。配套有制冰系統(tǒng),設計制冰量可達5~6t/h,最低溫度達8t,可保證摻冰70kS/m3以上,混凝土運輸攪拌車每車可裝運6—12m3混凝土。
二、C70級混凝土配合比的選用
1.采用標準
合同《技術規(guī)范》規(guī)定:混凝土配合比由國際承包商依據(jù)美國《普通混凝土、重質混凝土及大體積混凝土配合比選擇的標準方法》(ACl211.1)進行試驗后,經(jīng)工程師審批后投入使用。
2.配合比設計、控制
國際承包商在混凝土質量控制方面最關注的是平均強度和坍落度,對W/C控制則是次要的;在質量統(tǒng)計數(shù)據(jù)中,不出現(xiàn)離差系數(shù)、強度保證率特征值。
從他們提供的C70混凝土配合比中可以看出:同級配C70混凝土,W/C變化幅度在0.21~0.27;在單位用水量與坍落度的關系方面也不易看出設計規(guī)律。如A1/A2-2配合比坍落度為16~18cm,用水量為125kg;Al/A2—4配合比級配、坍落度與其相同,而加水量僅94kg;再有Al-P14-2配合比設計坍落度為13~16cm,而加水量仍為94kg;還有同等級混凝土設計坍落度相同,三級配加水量大于二級配加水量的反?,F(xiàn)象。如A2-P10三級配混凝土加水量為110kg,改為二級配后加水量減為99kg。當混凝土強度達不到設計要求應降低W/C時,卻在增加水泥用量的同時,又增加了用水量,顯然與我們的做法不同。
三、采取的措施
1.按設計強度要求,參考混凝土強度保證率,確定配制強度
合同《技術規(guī)范》規(guī)定的混凝土強度等級為C70,評定驗收標準是:
①任何5個連續(xù)抗壓試驗結果的平均值要大于等于規(guī)定強度;
②5個連續(xù)抗壓試驗結果中低于規(guī)定強度的試件不得多于1個,最低的試驗結果與規(guī)定抗壓強度之值不得大于3.5MPa。
這里沒有明確提出各部位工程混凝土強度保證率。若采用國內混凝土配制強度的做法,可較好地從根本上保證設計強度。若混凝土強度保證率按80%(最低限)考慮,按實際混凝土強度統(tǒng)計平均離差系數(shù)(CV)0.10計算,其混凝土配制強度應為:
R配=R標/ 齡期 統(tǒng)計組數(shù) 平均值 標準差 離差系數(shù) 評價 保證率 65 28 491 71.1 7.02 0.10 - 80.7 70 90 407 804 6.91 0.09 優(yōu)良 93.3 4.調整混凝土流動性測試技術 我國現(xiàn)行規(guī)程未作專門要求,建議在室內建立坍落度與擴散度的測試數(shù)據(jù)關系,現(xiàn)場以擴散度為主,坍落度為輔,評定流動性。國內有資料介紹將坍落度桶倒置,裝滿后測試拌和物流:下的時間來評定混凝土可泵性的方法可以參考。
5.高強混凝土質量統(tǒng)計評估方法探討 采用現(xiàn)行《水工混凝土施工規(guī)范》SDJ207-82中規(guī)定的數(shù)理統(tǒng)計方法。當樣本數(shù)量大于30組時,計算出強度保證率,以抗壓強度離差系數(shù)值大小判定優(yōu)劣等級。C70混凝土的離差系數(shù)CV均為0.09~0.10,均勻性為“優(yōu)秀”;依據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2001規(guī)定衡量混凝土生產(chǎn)質量水平以試件28天齡期抗壓強度標準差表示。從標準差絕對數(shù)值來講,已超過了6.0MPa,就這樣的標準差而言,已不是高水平、高質量的混凝土。
可見這兩個規(guī)范具體評價混凝土生產(chǎn)質量水平時的結論是不一致的,建議專家對高標號混凝土質量評定方法進行研究。
五、結 語
經(jīng)過了大量的生產(chǎn)實踐和驗證試驗,C70泵送高強混凝土在小浪底工程取得了成功地運用。體會如下:
①選用水泥等級應不低于42.5MPa,W/C控制在0.23~0.26;特別是應選用低堿含量、低水化熱的水泥品種。
②粗骨料最大粒徑應小于等于63mm,宜用或多用人工碎石,增加骨料表面與水泥的膠結能力。
③宜摻用20%左右的粉煤灰,硅粉摻量以5%~8%為宜;用7天或28天齡期控制早期強度,將強度設計齡期定為56天或如天或者更長。
④泵送混凝土的流動性測試,建議采用坍落度與擴散度相結合的測試方法評估其和易性。
(作者為小浪底工程咨詢有限公司西霞院項目部副總監(jiān)、高級工程師)
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