導(dǎo)語(yǔ)：混凝土工程研究管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1前言

1.1工程簡(jiǎn)況

三峽工程泄洪深孔共有23個(gè)，布置在各壩段中部，進(jìn)水門(mén)底高程90m，孔口尺寸7m×9m，設(shè)計(jì)水頭85m，出口流速35m/s。根據(jù)水庫(kù)調(diào)度要求，當(dāng)汛期入庫(kù)流量大于發(fā)電流量(約20000m3/s)，即須運(yùn)用深孔泄洪，因而啟用頻繁，，每個(gè)壩段沿水流方向分為三塊，最狹長(zhǎng)倉(cāng)位為下塊，倉(cāng)面面積為2m×3m×41m，K寬比達(dá)13.7，高標(biāo)號(hào)抗沖磨混凝土分布在孔門(mén)周邊1m范圍，結(jié)構(gòu)體形復(fù)雜，加之由于施工周期長(zhǎng)而無(wú)法避免在夏季高溫時(shí)期澆筑，溫控防裂問(wèn)題十分突出。

1.2施工要求

按照即將頒布的抗沖磨混凝土規(guī)范要求，當(dāng)流速V=25～35m/s，含砂率≤2kg/m3時(shí)，混凝土標(biāo)號(hào)≥C40，保證率P=95%，考慮到三峽工程的重要性，設(shè)計(jì)提出部分抗沖磨混凝土標(biāo)號(hào)提高到R28450#。具體要求為：

1)深孔過(guò)流面抗沖磨混凝土采用525#中熱水泥，摻優(yōu)質(zhì)減水劑(減水率達(dá)到30%左右)拌制，視部位運(yùn)用要求可分別按10%、20%控制摻入Ⅰ級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰。并要求具有抗沖磨性，抗凍D250，抗?jié)BS10，最大水膠比0.35；

2)深孔孔底及孔側(cè)下部沿高度2m范圍內(nèi)，采用1m厚的R28450#混凝土；

3)深孔孔側(cè)下部沿高度2m范圍以上及有壓段孔頂，采用1m厚的R28400#混凝土；

4)夏季澆筑泄洪深孔抗沖磨混凝土應(yīng)滿足的溫控條件：

混凝土最高溫升：5月、9月，37℃；6月～8月，39℃～40℃

混凝土出機(jī)口溫度：拌和樓全部按7℃控制(三級(jí)配按7℃考核，二級(jí)配按9℃考核)

混凝土澆筑溫度：三級(jí)配，14℃～16℃二級(jí)配，16℃～18℃

1.3X404的引出

最初確定的抗沖磨混凝土配合比水泥用量為323kg/m3，混凝土內(nèi)部最高溫升可達(dá)53℃～55℃，顯然對(duì)溫控防裂極為不利。因而，抗沖磨混凝土的目標(biāo)是在適應(yīng)施工方案，滿足混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的前提下，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，采用高效減水劑，盡可能降低用水量，從而使深孔抗沖磨混凝土達(dá)到高性能大壩混凝土的要求，具有較高的抗裂性、抗沖磨性和良好的工作性。經(jīng)過(guò)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)的反復(fù)論證，考慮三峽工程的重要性和目前混凝土運(yùn)輸采用供料線、塔帶機(jī)直接入倉(cāng)的方式和拌和樓配置等特點(diǎn)，在前期大量研究成果的基礎(chǔ)上，確定在深孔抗沖磨混凝土試驗(yàn)中優(yōu)先選用X404高效減水劑。

X404是一種新型的第三代高效緩凝減水劑，具有高減水率、低坍落度損失、低泌水的特點(diǎn)，其減水率可達(dá)到30%以上。它與傳統(tǒng)的萘系或蜜胺系減水劑不同，是完全不含甲醛的磺酸根的丙烯酸共聚高分子外加劑。它不含氯離子，不會(huì)造成鋼筋的腐蝕。X404在國(guó)內(nèi)大體積混凝土中未有應(yīng)用先例，其性能如何還需在工程試驗(yàn)中得到證實(shí)。

2室內(nèi)試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)材料

(1)水泥：葛洲壩水泥廠生產(chǎn)的中熱525#水泥。

(2)粉煤灰：選用安徽平圩優(yōu)質(zhì)一級(jí)粉煤灰和江蘇南通合格一級(jí)粉煤灰進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)

(3)骨料：采用下岸溪人工砂，采用古樹(shù)嶺人工碎石

(4)外加劑：減水劑采用X404，引氣劑采只DH9。

2.2混凝土性能試驗(yàn)

混凝土性能試驗(yàn)參數(shù)及成果見(jiàn)表1和表2。

(1)強(qiáng)度

混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為R28450#，保證率95%，CV值取0.10，計(jì)算出R28450#的配制強(qiáng)度為53.8MPa從表2可知，在水膠比為0.30，粉煤灰摻量不大于20%的配合比強(qiáng)度滿足要求。

(2)抗沖磨強(qiáng)度

抗沖磨試驗(yàn)在自制的旋轉(zhuǎn)式水砂沖磨機(jī)上完成，用含砂率2%的水流，流速為27m/s，每沖磨30min后換水換砂為一循環(huán)，連續(xù)沖磨12個(gè)循環(huán)(6h)后測(cè)得。

表1混凝土性能試驗(yàn)參數(shù)表

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試驗(yàn)編號(hào)水膠比用水量(kg/m3)F品種F(%)S(%)減水劑引氣劑摻量(/萬(wàn))坍落度(cm)含氣量

品種摻量

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1-10.30123/034X4041%25.24.1

1-20.30113優(yōu)質(zhì)1034X4041%2.57.24.9

1-30.30107優(yōu)質(zhì)2034X4041%35.54.7

1-40.30125合格1034X4041%44.64.8

1-50.30118合格2034X4041%46.54.6

1-60.32123/034.5X4041%26.55.3

1-70.32112優(yōu)質(zhì)1034.5X4041%2.55.44.6

1-80.32110優(yōu)質(zhì)2034.5X4041%35.84.8

1-90.32123合格1034.5X4041%36.95.1

1-100.32118合格2034.5X4041%44.64.5

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表2混凝土性能試驗(yàn)成果表

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抗壓強(qiáng)度(MPa)劈拉強(qiáng)度(MPa)28d抗沖磨強(qiáng)度

試驗(yàn)編號(hào)

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28d抗凍28d抗?jié)B

7d28d7d28d(h/kg/m2)

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1-147.259.52.743.771.51>D250>S11

1-242.760.82.363.091.48>D250>S11

1-340.456.32.502.911.19>D250>S11

1-446.558.22.613.601.38>D250>S11

1-543.357.42.263.351.22>D250>S11

1-639.948.82.452.891.38>D250>S11

1-737.351.62.253.091.32>D250>S11

1-834.243.42.002.581.24>D250>S11

1-935.549.62.103.081.27>D250>S11

1-1037.250.82.372.961.16>D250>S11

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不同水膠比不同粉煤灰摻量的混凝土抗沖磨強(qiáng)度對(duì)比見(jiàn)圖1。

從圖1可知：混凝土抗沖磨強(qiáng)度與粉煤灰摻量關(guān)系較明顯，粉煤灰摻量增大，混凝土抗沖磨強(qiáng)度降低。粉煤灰摻量由0%增加到10%，抗沖磨強(qiáng)度降低約2%～8%；粉煤灰摻量由0%增加到20%，抗沖磨強(qiáng)度降低約10%～22%。

因而，從抗沖磨性能考慮，粉煤灰摻量不宜大于10%。

圖1不同水膠比的混凝土抗沖磨強(qiáng)度～F關(guān)系曲線

(3)抗凍、抗?jié)B性能

從表2中，各種混凝土的28d抗凍均大于D250，28d抗?jié)B均大于S11，因而，它具有良好的抗凍和抗?jié)B性能。

(4)干縮變形

干縮變形試驗(yàn)與同水膠比的摻用ZB-1A拌制的混凝土進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。各配合比的干縮變形試驗(yàn)成果見(jiàn)圖2。

從干縮試驗(yàn)結(jié)果可看出，摻用X404拌制的混凝土(以下簡(jiǎn)稱X404混凝土)的干縮變形均小于摻用ZB-1A拌制的混凝土，這是由于X404的減水率較高，摻用其拌制的混凝土，每m3混凝土可減少膠凝材料用量30kg，使混凝土干縮減少。室內(nèi)試驗(yàn)成果表明：

(1)針對(duì)R28450#混凝土，宜選用水膠比為0.30，粉煤灰摻量不宜大于10%。

圖2水膠比為0.30的混凝土干縮變形圖

(2)采用X404，在優(yōu)質(zhì)一級(jí)粉煤灰摻量10%的情況下，單方混凝土可減少膠凝材料40kg，抑制混凝土溫升約4℃，對(duì)夏季溫控較為有利，對(duì)混凝土性能也有較大提高。

(3)抗沖磨混凝土宜采用優(yōu)質(zhì)Ⅰ級(jí)粉煤灰。

(4)R28450#混凝土推薦配合比如下：

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配合比參數(shù)每m3材料用量(kg)

設(shè)計(jì)水泥

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標(biāo)號(hào)品種C/WWS(%)F(%)水水泥粉煤灰人工砂碎石X404(%)DH9

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R28450#、D250、S10/二中熱525113341011333938657131612.50

0.30

107342010728671664132713.00

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3生產(chǎn)性試驗(yàn)

考慮深孔抗沖磨混凝土的施工特點(diǎn)及應(yīng)用要求，生產(chǎn)性試驗(yàn)配合比做了如下調(diào)整：

(1)X404摻量由1%下調(diào)至0.8%；

(2)在滿足抗沖磨性的前提下，適當(dāng)降低DH9的摻量，現(xiàn)場(chǎng)按1/10000控制；

(3)抗凍標(biāo)號(hào)由D250下調(diào)至D150。

X404混凝土的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)采用摻X404和摻JG3的R28400#對(duì)比，在泄洪壩段進(jìn)行了機(jī)口、倉(cāng)面檢測(cè)及儀埋內(nèi)溫觀測(cè)，以驗(yàn)證室內(nèi)試驗(yàn)成果，調(diào)整配合比和工藝參數(shù)。

3.1拌和時(shí)間

試驗(yàn)開(kāi)始以240s為基點(diǎn)進(jìn)行拌和，拌和好后目測(cè)拌和物均勻性。最后確定攪拌機(jī)時(shí)間按采用150s生產(chǎn)。

3.2機(jī)口及倉(cāng)面檢測(cè)

機(jī)口及倉(cāng)面檢測(cè)成果見(jiàn)表3、表4、表5。

表3

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凝結(jié)時(shí)間(h:m)混凝土用水量(kg/m3)倉(cāng)面坍落度

標(biāo)號(hào)坯層減水劑取樣坍落度含氣量溫度

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品種時(shí)間(cm)(%)(℃)初凝終凝實(shí)際加水量與預(yù)定量差值

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JG39：353.62.610.0//126.4+5.46.6cm

一

X4049：506.53.09.06：378：43109.2+2.27.2cm

二JG3////////

R28400#X40412：459.04.17.0//110.8+3.8

三JG314：402.12.78.0//128.1+7.1

X40415：025.43.08.0//109.2+2.2

四JG317：452.53.510.0//128.1+7.1

X4043.03.59.0//109.2+2.2

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注：①凝結(jié)時(shí)間在室外進(jìn)行，環(huán)境溫度在28℃～34℃，濕度為36%～60%

②拌和用水量欄“+”為超水

表4X404混凝土拌和物坍落度落度、含氣量損失試驗(yàn)成果表

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損失率/測(cè)值環(huán)境條件

項(xiàng)目初始值

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30min60min90min120min

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坍落度(cm)6.536.9/4.149.2/3.363.1/2.476.9/1.5環(huán)境溫度30℃～34℃，濕度57%～60%

含氣量(%)3.06.7/2.820/2.46.7/2.813.3/2.6

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表5混凝土性能檢測(cè)成果表

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抗壓強(qiáng)度(MPa)劈拉強(qiáng)度(MPa)極限拉伸(×10-6)

混凝土減水劑坍落度含氣量

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28d抗凍

標(biāo)號(hào)品種(cm)(%)3d7d28d3d7d28d7d28d

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R28400#JG33.62.628.139.051.32.072.283.0093.4102>D150

X4046.53.035.143.256.72.312.473.9793.2110>D150

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3.4混凝土內(nèi)部溫度觀測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)共埋設(shè)三支電阻式溫度計(jì)，其中編號(hào)為T(mén)1溫度計(jì)位于摻用JG3的R28400#混凝土部位，編號(hào)為T(mén)2溫度計(jì)位于摻用X404的R28400#豁凝土部位，編號(hào)為T(mén)3溫度計(jì)位于摻用JG3的R901300#三級(jí)配混凝土部位。

最高溫峰及溫峰出現(xiàn)時(shí)間見(jiàn)表6。溫度變化過(guò)程線見(jiàn)圖3。

表6混凝土最高溫峰及溫峰出現(xiàn)時(shí)間一覽表

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標(biāo)號(hào)極配外加劑品種最高溫峰值溫峰出現(xiàn)時(shí)間(h)

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R28400#JG346.349

R28400#X40440.340.2

R28300#JG339.3113.5

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根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可看出X404混凝土具有以下特點(diǎn)：

(1)流動(dòng)度好，施工和易性能得到大大改善；

(2)在溫度較高的情況下，X404混凝土坍落度損失及含氣量損失較小，對(duì)高溫季節(jié)混凝土施工有利；

(3)X404混凝土比JG3混凝土抗壓和劈拉強(qiáng)度略高，極拉值接近。但JG3混凝土坍落度和含氣量控制偏低，若坍落度和含氣量相同，X404混凝土性能優(yōu)于JC3混凝土；

(4)在同等條件下，X404混凝土比JG3混凝土可降低膠凝材料47kg，可使混凝土溫峰值降低5℃～6℃，對(duì)防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫和保持混凝土體積的穩(wěn)定性較為有利。

3.3倉(cāng)面澆筑

采用塔帶機(jī)平澆法澆筑，手持振搗棒振搗，骨料集中有專人分散、撒勻，倉(cāng)面噴霧、保溫及時(shí)，模板周邊二次復(fù)振一般在振搗后20min內(nèi)進(jìn)行。澆筑時(shí)即開(kāi)始通8℃制冷水，收倉(cāng)后養(yǎng)護(hù)情況良好。

倉(cāng)面坍落度測(cè)值見(jiàn)表4，說(shuō)明在高溫條件下，X404混凝土坍落度損失較小。

X404混凝土在某些方面的特性不同于普通混凝土：

(1)當(dāng)振搗停止后，混凝土就停止流動(dòng)，說(shuō)明X404混凝土的觸變性較好，在復(fù)振情況下，混凝土有可能過(guò)振。插入式振搗器插入的間距更緊密，比普通混凝土更深入。要特別留意各坯混凝土間的界面，需要振動(dòng)以預(yù)防冷縫產(chǎn)生，即使很少的混凝土量也是如此。

(2)X404混凝土的通水及養(yǎng)護(hù)在振搗結(jié)束后必須迅速實(shí)施，否則混凝土塑性開(kāi)裂的幾率將大大增加，這是由于X404混凝土的低泌水性造成的。

(3)X404混凝土對(duì)水很敏感，坍落度有突變現(xiàn)象，因而，施工中對(duì)用水量的控制要精確。

(4)X404混凝土經(jīng)振搗后骨料容易下沉，表層浮有一層氣泡和油脂狀物質(zhì)，但收倉(cāng)后沖毛的混凝土表面可見(jiàn)粗骨料，初步分析原因?yàn)閄404混凝土內(nèi)摩擦力小，自流平性能好。

圖3溫度變化過(guò)程線

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)X404混凝土的試驗(yàn)，可以得如下基本結(jié)論：減水帶來(lái)的負(fù)面影響如加冰困難、坍落度突變控制等問(wèn)題尚要在今后的施工中進(jìn)一

(1)X404混凝土抗沖磨性能好，干縮變形??；

(2)X404混凝土工作性好，自流平性能好，易于施工；

(3)X404可使混凝土溫峰值降低5℃～6℃，對(duì)提高混凝土抗裂性和保持混凝土體積的穩(wěn)定性較為有利。因此，X404高效減水劑在深孔抗沖磨混凝土中的應(yīng)用，較好的解決了夏季施工的矛盾。但對(duì)于高步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。