跑马坪水电站厂房混凝土配合比设计

2010-09-10张国庆杨钦鸿

四川水力发电 2010年1期

张国庆, 杨钦鸿

(中国人民武装警察部队水电第十一支队,四川成都 610036)

1 工程概况

跑马坪水电站位于四川省木里县雅砻江中游右岸一级支流——鸭嘴河下游的跑马坪村,是鸭嘴河干流规划的第三级水电站。工程区地理位置为北纬 28°10′～ 28°22′,东经 101°05′～ 101°23′之间。本工程前池引水枢纽与烟岗水电站尾水相接,电站厂址位于鸭嘴河河口上游约 1.2km的雅砻江右岸山坡上,其尾水入雅砻江锦屏一级水电站库区。依据合同文件及水工混凝土相关规程规范的要求,对跑马坪水电站厂房混凝土配合比进行了室内试验。

2 试验的目的及意义

混凝土施工配合比设计是在满足设计要求和确保工程质量的前提下,通过调整混凝土配合比的各项参数,在合理的安全储备下选择经济配合比。

3 混凝土主要技术要求

混凝土主要技术要求为 C15W8F150、C20W8F150、C2W8F150、C30F150。

4 原材料

跑马坪水电站厂房混凝土原材料采用西昌航天 P.O42.5袋装普通硅酸盐水泥、机制砂、机制碎石、攀枝花富兴粉煤灰厂生产的 II级粉煤灰、山西凯迪 KDNOF-1高效减水剂、KDSF引气剂和当地水源,原材料质量均满足规范要求。

5 混凝土配合比室内试验

5.1 混凝土配制强度

混凝土强度保证率按照 95%考虑,根据《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)要求,混凝土配制强度 fcu,0按下式计算:

式中 fcu,k为设计强度;t为概率度系数;σ为标准差。根据选定的强度保证率及标准差计算的各标号混凝土配制强度见表 1。

5.2 粗骨料最佳级配选择

不同比例的骨料级配与振实密度有直接关系,密度越大,空隙率越小,所需填充包裹的砂浆越少,故常把紧密密度最大的骨料级配作为最优级配,骨料与紧密密度关系试验成果见表 2。

骨料的组合容重采用 50∶50。

表1 混凝土配制强度计算表

表2 粗骨料组合容重试验成果表

5.3 最佳砂率选择

砂率的大小对混凝土的和易性和用水量有很大的影响。砂率过大,骨料的比表面积增大,相对减弱了起润滑作用的水泥浆层的厚度,拌和物显得干稠,流动性减小,如需改善混凝土和易性,在保持相同流动度的情况下,则需要增加水泥浆的用量,即增加水和水泥的用量,从而提高了成本。砂率过小,骨料的空隙就会增大,混凝土拌和物中的砂浆数量不足,流动性、粘聚性、保水性变差,影响混凝土的强度、耐久性以及其它一些性能,所以必需选择最优砂率。混凝土的最优砂率是指在保证混凝土拌和物具有良好的和易性时用水量较小、拌和物密度较大所对应的砂率。混凝土和易性包括流动性、粘聚性、保水性,一般对坍落度试验后的混凝土锥体进行综合评定要求将坍落度控制在设计范围内。试验采用 0.45的水灰比、选定的骨料级配、P.O42.5水泥、人工砂石骨料、混凝土坍落度按 50～70mm控制,进行二级配混凝土不同砂率下的坍落度和容重试验,具体试验成果见表 3。从试验成果看,在水胶比为 0.45时,二级配混凝土最优砂率为 38%。

5.4 外加剂掺量选择

粉煤灰与外加剂在混凝土中相互影响,因此,对于其在施工现场的使用量必须由试验确定。试验采用 0.51的水胶比、选定骨料级配、P.O42.5水泥、人工砂石骨料进行二级配混凝土粉煤灰与外加剂不同掺量的坍落度、强度试验,具体试验成果见表 4。从试验成果看,在水胶比为 0.51时,二级配混凝土粉煤灰的掺量为 15%,减水剂掺量为 0.75%时混凝土的强度及和易性最优。

表3 二级配最优砂率选择试验成果表

表4 外加剂掺量检测成果表

5.5 强度与水胶比关系试验

试验用水泥采用西昌航天 P.O42.5水泥,外加剂采用山西凯迪 KDNOF-1高效减水剂和KDSF引气剂,粉煤灰采用攀枝花富兴粉煤灰厂生产的 II级粉煤灰,粉煤灰掺量为 15%,减水剂掺量为 0.75%,引气剂掺量为 0.02%,骨料级配采用小石∶中石 =50∶50,所用骨料中超逊径颗粒均已筛除并经过清洗,混凝土拌和物坍落度按 50～70mm控制,试验成果见表 5。根据混凝土 28 d强度与水胶比的关系,考虑现场施工技术特点,推荐西昌航天水泥配合比编号为 H-01、H-04、H-07、H-10进行混凝土抗冻抗渗成型试验。