电站大坝工程碾压混凝土生产性试验报告.pdf

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1、 冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产性试验报告 1 目 录 1.概 述.2 2.现场碾压试验目的、要求及内容.2 3.试验部位及场地布置.3 4.材料检测及配合比设计.3 5.人员及设备配置.4 6.碾压工艺试验现场工作流程.4 7.工艺试验评价及结论.6 冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产性试验报告 2 冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产性试验报告 1.概概 述述 冗各水电站位于贵州省罗甸县逢亭镇，正常蓄水位 495m，电站装机容量 90MW。工程枢纽主要由重力坝、坝身设闸 3 孔溢洪道、左岸发电引水隧洞、压力钢管、地下发电厂房及室内开关站等建筑物组成。冗各水电站的大坝为碾压混凝土重力坝，坝

2、顶高程 500.50m，最大坝高 70m，坝体总工程量为碾压混凝土 11.88 万 m3、变态混凝土 1.48 万 m3。碾压混凝土主要包括：坝体内部的 C9010W6F50 三级配，坝体上游面的 C9020W8F50 二级配，上游变态混凝土C9020W8F50 二级配，下游变态混凝土 C9010W6F50 三级配等。2.现场碾压试验目的、要求及内容现场碾压试验目的、要求及内容 2.1 试验目的试验目的 验证室内选定配合比的可碾性和合理性；选择和确定合适的施工参数，包括拌和、运输、摊铺、碾压，变态混凝土的加浆量和加浆方式等；研究不同层面的处理方式和不同间歇时间对层面粘结度的影响；实测碾压混凝土

3、各项物理力学指标，评定其强度特性，验证和确定碾压混凝土的质量控制标准及措施。2.2 工艺试验要求工艺试验要求 为尽可能模拟坝体施工工况，工艺试验混凝土采用右岸拌和系统生产的混凝土，混凝土原材料采用与坝体施工相同的材料（人工砂石料、水泥、煤灰和外加剂），采用自卸汽车运输，试验施工的摊铺、碾压、成缝或加浆、振捣设备与计划用于大坝碾压混凝土仓面施工的设备相同。2.3 试验内容试验内容(1)碾压混凝土拌和工艺参数试验；(2)混凝土凝结时间试验；(3)碾压混凝土各碾压参数试验；(4)碾压混凝土不同工况的层间结合处理工艺试验；(5)变态混凝土施工工艺试验；(6)成缝试验；冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产

4、性试验报告 3 (7)碾压混凝土性能检验。3.试验部位及场地布置试验部位及场地布置 3.1 试验部位试验部位 试验场地位于大坝上游围堰堰顶平台，试验部位平面尺寸为18m8m，面积144m2。试验场地分为 2 个区，共分 3 层填筑，每层厚 0.3m，基础垫层和碾压混凝土共计 144m3。试验场地施工前先进行场地清理，选定上游围堰堰顶左侧段作为试验场地，提前在平台上浇筑 10cm 厚碾压砼基础，基础尺寸为 20m10m。3.2 试验场地平面布置试验场地平面布置 现场试验前场地先期铺设水、电系统，以满足试验需要。入仓口设置在仓位下游侧（避开上游防渗区），仓外铺设不小于 15m 长的碎石脱水路面，并

5、设置好冲洗平台。制浆站位于导流洞顶的平台上，利用高差进行浆液输送。4.材料检测及配合比设计材料检测及配合比设计(1)胶凝材料：选用贵阳豪龙水泥有限责任公司生产的 P.C32.5 水泥，密度c=3.1g/cm3。选用贵阳福泉热电厂生产的级粉煤灰，f=2.2g/cm3。粉煤灰掺量为胶凝材料的 50%。胶凝材料检测结果合格。(2)外加剂：缓凝高效减水剂采咸宁天安新型建材有限公司生产的 TA-1001 型缓凝高效减水剂，掺量 1%；引气剂采用咸宁天安新型建材有限公司生产的 TA-Y 引气剂，掺量 8/万。(3)砂石骨料：细骨料选用冗各项目砂石系统生产的人工砂，细度模数 2.7，s=2.75 g/cm3

6、；粗骨料选用冗各项目砂石系统生产的人工碎石。下游侧 C15 碾压混凝土级配为三级配，小石:中石:大石=30:40:30，s=2.79g/cm3。上游侧 C20 碾压混凝土级配为二级配，s=2.8g/cm3。(4)碾压混凝土配合比：下游侧 C15 碾压混凝土选用三级配，水泥:粉煤灰:砂:小石:中石:大石:水:减水剂:引气剂=83.3:83.3:749:461:614:461:75:1.67:0.008（单位:kg）。上游侧 C20 碾压混凝土级配为二级配，水泥:粉煤灰:砂:小石:中石:水:减水剂:引气剂=113.3:75.6:778:636:778:85:1.889:0.015（单位:kg）。变

7、态混凝土浆液配合比：水 525 kg/m3，水泥 700 kg/m3，粉煤灰 467 kg/m3，减水剂 1.167kg/m3。变态混凝土加浆量为6%。冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产性试验报告 4 5.人员及设备配置人员及设备配置 5.1 人员投入人员投入 本次碾压混凝土试验共投入人员如下：管理人员 12 人，电工 1 人，司机 5 人，拌合楼操作人员 6 人，模板工 4 人，混凝土工 6 人，普工 8 人。5.2 主要施工机械配置主要施工机械配置 本次碾压混凝土试验投入的施工机械设备见下表。碾压混凝土试验施工机械配置表碾压混凝土试验施工机械配置表 序号序号 机械设备名称机械设备名称 型号

8、及规格型号及规格 数量数量 1 拌合楼 TLS180 1 座 2 推土机 TS140-2 1 台 3 振动碾 LTC214 2 台 4 装载机 ZL50 1 台 5 手持插入式振捣器 100mm 4 台 6 运输自卸汽车 20T 2 台 7 冲毛机 GCHJ50C 1 台 8 切缝机 SDQF25 1 台 9 喷雾机 C25 型 1 台 10 制浆设备 1 套 6.碾压工艺试验现场工作流程碾压工艺试验现场工作流程 6.1 作业流程作业流程 6.1.1 仓面立模 试验区采用组合钢模板立模，模板一次立好，背带采用50mm 钢管，每隔 2m 布设一道钢管斜撑。试验开始前在模板上准确标出分区线、分层线

9、，并在试验场地上画出分区线。6.1.2 冲洗平台及入仓道路 入仓口道路采用碎石铺设并设置冲洗平台，保证冲车水管不少于 4 根，脱水距离不小于 15m，仓口设专人控制，车辆冲洗干净、脱水完毕后方允许进仓。6.1.3 卸料与摊铺 第一层从内往外摊铺。第二层以上按分区采用退铺法卸料、铺料。为减少骨料分冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产性试验报告 5 离，前一车卸料完毕后先进行摊平，后一车卸在前一车料上。碾压混凝土松铺厚度 35cm，压实厚度 30cm，开仓前在模板上画出分层平仓控制线，并注意控制线的高程保持一致。汽车卸料时严格控制靠近模板条带的作业，料堆边缘与模板的距离不小于 1.5m；与模板接触部

10、位辅以人工铺料。为尽可能降低骨料分离对碾压混凝土层间结合性能的影响，汽车卸料后，料堆周边集中的大骨料及时用人工进行清理和散开，不允许继续在未处理的料堆附近卸料。6.1.4 碾压 碾压方向与摊铺方向一致，振动碾碾压行走速度 1.01.5km/h，根据不同层次分别采用无振 12 遍+有振 56 遍+无振 1 遍碾压，并于碾压至有振 4 遍后开始压实度检测。碾压作业采用条带搭接法，碾压条带间的搭接宽度为 20cm，端头部位的搭接宽度不小于振动碾轮距加 100cm。6.1.5 层面结合及层面处理 本试验区冷升层为第一、二层，采用冲毛机冲毛，保证混凝土表面无浮浆和松动骨料和各种污染物。砂浆厚度按 11.

11、5cm 控制，砂浆标号高于碾压混凝土一个等级。本试验区第二、三层为热升层，未做层面处理。6.1.6 变态混凝土施工工艺 试验时，在靠近模板 50cm 宽范围内采用“切槽加浆”、“铺浆法”浇筑变态混凝土，由模板边向碾压混凝土方向振捣，振捣方法同一般常态混凝土。振捣完毕后，变态混凝土与碾压混凝土结合部位采用振动碾压实。变态混凝土所需水泥净浆由布置在导流洞顶平台的临时制浆站按配合比拌制，通过专用管道输送至仓面。变态混凝土加浆量严格按试验参数控制，仓内采用标准容器控制由人工倒进需加浆的位置。6.2 拌和物检测拌和物检测 拌和物检测项目有出机温度、施工环境温度、VC 值、含气量等，施工环境温度为1522

12、，混凝土出机温度 15.516.5，VC 值为 38S，平均 5.5S，含气量 2.8%6.4%，平均 4.3%。从现场碾压效果来看，VC 值控制在 3-5S 碾压效果最佳。拌和物出机口检测记录表拌和物出机口检测记录表 序号 混凝土强度等级 检测时间 环境温度()混凝土温度()含气量（%）VC 值(S)序号 混凝土强度等级 检测时间 环境温度()混凝土温度()含气量（%）VC 值(S)冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产性试验报告 6 序号 混凝土强度等级 检测时间 环境温度()混凝土温度()含气量（%）VC 值(S)序号 混凝土强度等级 检测时间 环境温度()混凝土温度()含气量（%）VC 值

13、(S)1 C9015W6F50 3 月 16 日 16:30 21 16 2.8 5 2 C9020W8F100 3 月 16 日17:10 21 15.5 5 6 3 C9015W6F50 3 月 17 日9:15 15 16 3 4 4 C9020W8F100 3 月 17 日10:20 16 16 6.4 3 5 C9015W6F50 3 月 17 日11:45 19 16 3.6 7 6 C9020W8F100 3 月 17 日12:30 22 16.5 4.8 8 6.3 铺料厚度及压实厚度检测铺料厚度及压实厚度检测 铺料厚度最大 38.6cm，最小 30.4cm，平均值 34.5c

14、m，平均沉降量 4.5cm；现场施工时铺料厚度控制在 342cm，可满足压实层厚 30cm。6.4 行进速度及压实密度检测行进速度及压实密度检测 振动碾行进速度按 1.0km/h、1.3km/h、1.5km/h 三个速度进行混凝土的碾压，经现场碾压效果观测，振动碾行进速度在 1.3km/h 时碾压各项效果最好。压实密度检测采用 RMT-5112 型核子密度含水量仪，每层共测 8 个点，三层总计24 个点。其中二级配测定 12 个点，平均密度值 2418kg/m3，三级配测定 12 个点，平均密度值 2417kg/m3，压实度均满足设计及规范要求。6.5 变态砼施工检测变态砼施工检测(1)在对切

15、槽加浆、铺浆法加浆二种方式经试验对比后发现，切槽加浆后浆液不易渗入底部，经振捣后表面浮浆较多，进度缓慢；用铺浆法加浆后振捣效果良好，表面泛浆适中，施工简便，进度快。(2)加浆量按照每延米变态混凝土工程数量计算加浆量，加浆采用定量容器，现场试验加浆量在 6%时振捣后表面浮浆较多，加浆量在 5%时振捣效果良好，施工过程中可根据不同天气、不同温度和不同 VC 值，加浆量控制在 4.55.5%范围内。7.工艺试验评价及结论工艺试验评价及结论 7.1 拌和工艺参数的确定拌和工艺参数的确定 7.1.1 投料顺序试验 投料顺序选用：冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产性试验报告 7 (1)中小石水泥粉煤灰外加

16、剂水砂大石(2)砂水泥粉煤灰外加剂水中小石大石 7.1.2 拌和时间试验 由于本拌合系统为强制式拌和楼，选取拌和时间 45s、60s 进行拌和，对拌和物的VC 值、含气量、28 天抗压强度以及砂浆密度试验进行检测，最终通过 28 天抗压强度偏差率以及砂浆密度偏差率确定投料顺序及拌和时间。7.1.3 试验结果 试验结果见表“碾压混凝土拌和均匀性试验结果统计表”。从表中可看出：对C9015W6F50 三级配混凝土，28 天抗压强度最大值为 15.5MPa，最小值为 14.2 MPa，28天抗压强度偏差率最大值为 9.15%，偏差率最小值为 1.34%；砂浆密度偏差最大值为0.8%，最小值为 0.0

17、9%。对 C9020W8F100 二级配混凝土，28 天抗压强度最大值为 21.5MPa，最小值为 19.8 MPa，28 天抗压强度偏差率最大值为 7.48%，偏差率最小值为 1.94%；砂浆密度偏差最大值为 0.88%，最小值为 0.13%。投料顺序和拌和时间对混凝土拌和物的抗压强度和砂浆密度偏差率存在比较明显的影响。在相同的投料顺序情况下，拌和时间为 60S 的混凝土拌和物，拌和均匀性优于 45S 的混凝土拌和物，混凝土的抗压强度偏差率也相对更小。对于两种混凝土，拌和时间为 60S 时，当采用中小石水泥粉煤灰外加剂水砂大石投料顺序时，混凝土的 28 天抗压强度偏差率更小。7.1.4 结论

18、 根据碾压混凝土拌和均匀性试验结果统计表，并综合考虑混凝土的生产进度要求，对强制式混凝土拌和系统，投料顺序及拌和时间为：(1)两种混凝土的投料顺序为：中小石水泥粉煤灰外加剂水砂大石。(2)两种混凝土的拌和时间均为 60S。7.2 VC 值控制值控制 VC 值控制是碾压砼控制关键环节。根据试验结果，在正常施工状态下 VC 值控制在 35S 碾压效果最好，施工中应随气候的变化 VC 值应进行动态控制。7.3 碾压工艺参数确定碾压工艺参数确定 本碾压混凝土试验验证了室内配合比及 HLS180 型拌合楼拌制碾压砼的可靠性。具冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产性试验报告 8 体碾压工艺参数确定如下：(1

19、)根据振动碾行进速度实测，在平均 1.3km/h 时碾压各项效果最好。碾压作业采用条带搭接法，碾压条带间的搭接宽度为 20cm，端头部位的搭接宽度不小于振动碾轮距加 100cm。其中振动碾压 6 遍后表面基本全部泛浆，碾压效果良好。因此确定碾压遍数为静碾 1 遍+动碾 6 遍+静碾 1 遍，铺料厚度控制在 342。(2)经过在施工中碾压混凝土现场密度检测，本工程碾压混凝土现场密度按2420kg/m3进行控制。7.4 层面结合层面结合 施工冷缝形成后要及时进行冲毛处理,冲毛时间控制在碾压完毕的 24 小时以后为宜；冲毛压力在 30MPa 为宜，枪口距离砼面 1030cm，以冲掉表层乳皮，砂颗粒裸

20、露为标准，垫层砂浆厚度 1.01.5，砂浆等级高出砼等级 5MPa；砂浆应随铺随盖，不应暴露太久。7.5 变态混凝土加浆变态混凝土加浆 变态砼加浆最终采用了铺浆法加浆，加浆量控制在 4.5%5.5%，以最终塌落度达到1-2cm 时为准。加浆 1015min 后进行振捣，振捣棒振捣要均匀，掌握好距模板距离，防止模板面不出浆或气泡集中，振捣过程要防止漏振或过振现象。冗各水电站大坝工程 碾压混凝土生产性试验报告 9 碾压混凝土拌和均匀性试验结果统计表 碾压混凝土拌和均匀性试验结果统计表 试验编号 联样部位强度等级 级配投料顺序拌和时间(s)VC 值(s)含气量(%)28 天抗压强度(MPa)偏差率(

21、%)砂浆密度(Kg/m试验编号 联样部位强度等级 级配投料顺序拌和时间(s)VC 值(s)含气量(%)28 天抗压强度(MPa)偏差率(%)砂浆密度(Kg/m3 3)偏差率(%)偏差率(%)1-1 前 罐首混凝土C9015W6F50 三(1)45 5 2.8 14.6 4.80 2275 0.80 1-1 后 罐尾混凝土C9015W6F50 三(1)45 4 3.5 15.3 2257 1-2 前 罐首混凝土C9020W8F100 二(1)60 6 5 20.6 1.94 2290 0.13 1-2 后 罐尾混凝土C9020W8F100 二(1)60 5.5 4.7 20.2 2287 2-1

22、 前 罐首混凝土C9015W6F50 三(2)45 4 3 14.2 9.15 2268 0.70 2-1 后 罐尾混凝土C9015W6F50 三(2)45 5 3.3 15.5 2284 2-2 前 罐首混凝土C9020W8F100 二(2)60 3 6.4 20.2 6.43 2291 0.75 2-2 后 罐尾混凝土C9020W8F100 二(2)60 5 4.8 21.5 2274 3-1 前 罐首混凝土C9015W6F50 三(1)60 7 3.6 14.9 1.34 2271 0.09 3-1 后 罐尾混凝土C9015W6F50 三(1)60 6 4.2 15.1 2273 3-2 前 罐首混凝土C9020W8F100 二(2)45 8 4.8 21.4 7.48 2295 0.88 3-2 后 罐尾混凝土C9020W8F100 二(2)45 9 3.5 19.8 2275