內(nèi)蒙大壩口水庫(kù)改擴(kuò)建工程混凝土、砌石體試驗(yàn)研究

1、47J~~J水電工程設(shè)計(jì)DWRHE2013年第32卷第3期內(nèi)蒙大壩口水庫(kù)改擴(kuò)建工程混凝土、砌石體試驗(yàn)研究李昆翟中文摘要針對(duì)高寒地區(qū)高抗凍等級(jí)F300的設(shè)計(jì)要求，對(duì)大壩口工程的兩個(gè)料場(chǎng)的天然骨料分別進(jìn)行了混凝土配合比試驗(yàn)；同時(shí)用細(xì)石混凝土作膠凝材料進(jìn)行了砌石體的研究試驗(yàn)，通過試驗(yàn)，得出與現(xiàn)場(chǎng)施工方法一致的砌石體的抗壓強(qiáng)度、變形(彈性)模量，對(duì)控制施工質(zhì)量具有指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞混凝土配合比設(shè)計(jì)砌石體強(qiáng)度變形模量彈性模量泊松比中圖分類號(hào)TV43

2、1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1007—6980I2013)03—0004—04內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特后旗大壩口水庫(kù)改擴(kuò)建工程位于烏拉特后旗巴音寶力格鎮(zhèn)西5km處，是內(nèi)蒙古西北地區(qū)狼山水系防洪工程治理規(guī)劃中的一項(xiàng)重點(diǎn)工程。原有大壩口水庫(kù)建成于2000年，擋水工程由漿砌石拱壩及兩側(cè)壩肩重力墩組成，原壩高25～28m，興利庫(kù)容466萬(wàn)rn。水庫(kù)經(jīng)擴(kuò)容后，庫(kù)容增為11720萬(wàn)m，本工程為三等工程，工程規(guī)模為中型水庫(kù)，大壩(包括擋水、泄水和引水建筑物)按3

3、級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。1混凝土試驗(yàn)11試驗(yàn)用原材料水泥：采用內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市團(tuán)羊水泥有限公司生產(chǎn)的“團(tuán)羊”牌普通硅酸鹽425水泥和復(fù)合硅酸鹽325水泥(以下分別簡(jiǎn)稱為P0425、PC325)。外加劑：減水劑為天津雍陽(yáng)減水劑廠生產(chǎn)的UNF一5高效減水劑：引氣劑為北京翰苑技術(shù)開發(fā)公司生產(chǎn)的石頭牌MPAE引氣劑。骨料：混凝土骨料采用大壩口溝南側(cè)料場(chǎng)和大壩口溝庫(kù)內(nèi)料場(chǎng)的天然砂礫料。12混凝土配合比設(shè)計(jì)與試驗(yàn)1_2_1混

4、凝土的設(shè)計(jì)要求與配制強(qiáng)度混凝土的設(shè)計(jì)技術(shù)要求列于表l。混凝土強(qiáng)度保證率P為90％、95％(概率度系數(shù)t為128、1645)，混凝土的配制強(qiáng)度按公式。=計(jì)算。各部位混凝土的配制強(qiáng)度列于表1。表1混凝土設(shè)計(jì)要求及配制強(qiáng)度1_22t昆凝土配合比設(shè)計(jì)混凝土配合比試驗(yàn)二級(jí)配混凝土采用小石：中石=50：50的比例，三級(jí)配混凝土采用小石：中石：大石=30：30：40的比例。減水劑與引氣劑復(fù)合摻用，其中UNF一5為075％、MPAE的摻量按濕篩后混凝土

5、含氣量4％～6％控制。一級(jí)配混凝土和二、三級(jí)配混凝土拌和物坍落度分別控制在60～80mm和50～70mm范圍內(nèi)?；炷僚浜媳纫姳?。1_23混凝土特性試驗(yàn)結(jié)果及分析混凝土特性試驗(yàn)主要包括混凝土抗壓強(qiáng)度、軸拉強(qiáng)度、彈性模量、極限拉伸及耐久性(抗?jié)B、抗凍性)試驗(yàn)等。試驗(yàn)結(jié)果列于表2。由表2可以看出：(1)兩種水泥混凝土28d抗?jié)B等級(jí)均大于W6，滿足設(shè)計(jì)要求的W4和W6的抗?jié)B等級(jí)。(2)水灰比為060～070的2種水泥分別用2個(gè)料場(chǎng)的骨料拌制

6、混凝土，均滿足細(xì)石混凝土C15的配制強(qiáng)度要求(3)編號(hào)為N6、N8、K8、K10及K12的二級(jí)配混凝土，均滿足防滲面板及結(jié)構(gòu)混凝土C25W6F300的設(shè)計(jì)要求。由圖1中5組混凝土抗6水利水電工程設(shè)計(jì)DWRHE2013年第32卷第3期(3)建議混凝土墊層(C15W4F100、三級(jí)配)選擇N7、K7、K9、N16或K16。(4)建議選N8和K10作為結(jié)構(gòu)混凝土(C25W6F300、二級(jí)配)配合比。2砌石體試驗(yàn)21試驗(yàn)用原材料211砌石體試驗(yàn)

7、用膠凝材料砌石體主要采用水泥砂漿或一、二級(jí)配混凝土作膠凝材料。對(duì)于本工程，按照設(shè)計(jì)要求砌石體試驗(yàn)選用Cl5(一級(jí)配)混凝土作膠凝材料。上述表2列出了C15(一級(jí)配)混凝土配合比試驗(yàn)結(jié)果。由表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：編號(hào)為N5、K1、N4和K0的混凝土配合比28d抗壓強(qiáng)度均滿足C15的配制強(qiáng)度要求。因此可作為砌石體試驗(yàn)用膠凝材料。21_2砌石體試驗(yàn)用骨料砌石體試驗(yàn)用骨料要求石料新鮮、完整、質(zhì)地堅(jiān)硬表面無(wú)剝落層和裂紋，塊石外形大致呈方形上下兩面基本

8、平行且大致平整，無(wú)尖角、薄邊本_T程砌石體試驗(yàn)用骨料采用明路溝塊石料場(chǎng)的塊石，其各項(xiàng)性能均符合相關(guān)規(guī)范要求。2_2試驗(yàn)依據(jù)本工程砌石體試驗(yàn)按照SL252006《砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)要求進(jìn)行。23砌石體試件成型砌石體試驗(yàn)按砌石體設(shè)計(jì)密度pa=2200～2400kg／m進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)。試驗(yàn)采用試體尺寸(長(zhǎng)寬高)為500mmx500mmx600mm的長(zhǎng)方體。砌石體試件成型按如下操作要求進(jìn)行：(1)座漿。座漿鋪厚5～8cm，使石料安放后有一定

9、的下沉余地，使座漿密實(shí)。(2)砌筑石塊。在已座漿面上擺放清洗干凈的石料，選擇大頭向下，并用手錘適當(dāng)敲打，以座漿溢出為好，使其達(dá)到密實(shí)。為保證每塊石頭均由膠凝材料所包圍，不出現(xiàn)“干靠”現(xiàn)象，石塊間需留出2～5cm的豎縫。如豎逢過寬時(shí)，可用小塊石填塞縫隙，降低空隙率，從而減少膠凝材料用量，以降低成本。(3)豎縫灌漿。當(dāng)每層石料擺好后，即用膠凝材料進(jìn)行灌漿。(4)振搗。灌漿完成后，采用插入式振搗器振搗，使其達(dá)到完全密實(shí)。整個(gè)試件成型采用坐漿法

10、分五漿四石9層振搗成型而成，每層砌石成型工藝流程如圖2所示。匝一園一圈一圖2每層砌石成型32藝流程24砌石體特性試驗(yàn)結(jié)果砌石體變形(彈性)模量和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用分級(jí)加載法進(jìn)行。砌石體變形模量和彈性模量E試驗(yàn)結(jié)果分別按下列公式(1)和公式(2)進(jìn)行計(jì)算：Eo=xl0(1)10(2)式中：E(廠抗壓變形模量，GPa；E抗壓彈性模量，GPa；PI——加壓荷載，N；尸l廠聲波波速開始降低或聲發(fā)射信號(hào)出現(xiàn)時(shí)的荷載，N；A——試體受壓面積，cm。；

11、——量測(cè)變形的標(biāo)距，cm；△()l_Pl～P2之間的全變形，cm；△_JPl～P2之間的彈性變形，cm。砌石體泊松比結(jié)果按下列公式(3)進(jìn)行計(jì)算：：(3)。S縱式中：l￡——砌石體泊松比；s橫——試體橫向應(yīng)變；——試體縱向應(yīng)變。依據(jù)上述公式(1)～(3)，砌石體的變形(彈性)模量、泊松比試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果及抗壓、抗拉強(qiáng)度室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果列于表3。從表3中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可見：4組編號(hào)(N5、K1、N4和K0)砌石體試驗(yàn)結(jié)果均與相關(guān)規(guī)范的設(shè)計(jì)指標(biāo)取值要求相