高流态自密实混凝土试验

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1、1高流态自流密实性混凝土的研究和应用【摘要】：。水电站底孔钢衬底部由于钢筋过于密集，人员和设备都难以入仓进行混凝土的正常浇筑，用常规方法浇筑极易出现振捣不密实、脱空、架空和空洞现象，为了最大限度地施工好该区域的混凝土，光照电站研究采用高流态自流密实性混凝土，有效地解决了高密钢筋区混凝土施工难的问题。【关键词】：光照电站 自流密实 高流态混凝土 高密钢筋区 配合比设计1. 概论水电站位于盘江上，拦河坝为碾压混凝土重力坝，坝高 200.5m,电站总装机容量为 1040MW。工程枢纽由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪表孔、放空底孔、右岸引水系统及地面厂房等组成。在表孔溢洪道右侧布置 1 个底孔，主要为水库

2、放空设置，并可用于大坝后期施工导流。为适应碾压混凝土施工，底孔采用有压流形式，水平布置。孔身为矩形断面，进口底板高程 640.00m，孔身尺寸 4m6.5m(宽高)，出口控制断面 4m6m(宽高)，鼻坎高程 643.90m，反弧半径 45m，挑流角 27。进口段设平板检修闸门和平板事故闸门，下游出口设弧形工作门，孔身采用钢板衬砌。因钢衬底部钢筋较密，同时孔身较宽，中间浇筑的砼无法使用振捣器振捣。为了解决底孔钢衬底板混凝土施工难和保证砼浇筑质量，光照闽江-黄河水电工程联营体参照三峡工程和公伯峡工程获得成功应用的配合比，进行高流态自密实混凝土配合比试验。2.砼原材料品种及主要试验设备2.1 水泥：

3、试验水泥采用畅达瑞安水泥有限公司生产的畅达牌 PO42.5 普通硅酸盐散装水泥。2.2 粉煤灰：采用安顺火电厂生产的级粉煤灰。2.3 外加剂2.3.1 山西黄河新型化工有限公司生产的 HJSXA1 聚羧酸盐减水剂，该减水剂以聚羧盐为主体的多种高分子有机化合物，经接技共聚生成的，具有极强的减水性能，属当今世界上技术领先的环保型混凝土外加剂。2.3.2 南京瑞迪高新技术有限公司生产的 HLC-SWC 高流态混凝土外加剂，产品由高性能减水剂、流化剂、保塑增强剂及抗离析剂组成的复合型荼系减水剂。是一种不用振捣而使混凝土密实的混凝土外加剂，适用于制备高流态混凝土。2.3.3 山西黄河新型化工有限公司生产

4、的 HJAE-A 引气剂。2.4 粗骨料：采用光照水电站八九联营体砂石系统生产的泥灰岩人工碎石，粒径分别为520mm、2040mm。2.5 细骨料：采用光照水电站八九联营体砂石系统生产的人工砂。22.6 根据自密实混凝土应用技术规程 (CESC203:2006 )，试验过程使用 U 型B 箱和 L 型箱检验高流态自密实混凝土拌和物性能，两种试验设备图 1 和图 2，实物图见图 3 和图 4,由于自密实混凝土应用技术规程 (CESC203:2006 )配合比设计要求骨料最大粒径不宜大于 25mm,而本工程高流态砼配合比所应用泄水底孔钢筋间距较大 15cm20cm,因此箱形填充高度试验只作参考。图

5、 1 U 型 -B 箱容器3图 3 U 型-B 箱图 4 L 型槽3.砼原材料品质检验43.1 水泥物理力学性能检验（见表 3.1）从检测结果可知：水泥物理力学性能检测结果满足规范要求。畅达 P.O42.5 水泥物理力学性能检验表 3.1凝结时间（ h:min）抗压强度（MPa ）抗折强度（MPa ） 项目批号密度(g/cm3)细度（%）标准稠度（%）安定性 初凝 终凝 3d 28d 3d 28d10231 3.1 1.2 25.6 合格 3:10 4:06 30.0 57.4 5.9 8.910252 3.1 2.1 26.0 合格 3:51 5:00 29.5 53.5 6.0 9.0GB

6、175-1999 / 10 / 合格 0:45 10 16.0 42.5 3.5 6.532 粉煤灰物理力学性能检验（见表 3.2）粉煤灰物理力学性能检验表 3.2项目品种批号密度(g/cm3)细度（ %）需水量比（ %）含水量（ %）烧失量（ %）安顺级灰 2006-1207-1 2.43 13.9 98.0 0.2 6.99 安顺级灰 2006-1218-1 2.43 13.5 96.0 0.2 7.04 级 / 12 95 1 5级 / 20 105 1 8DL/T5055- 1996级 / 45 115 / 15从表 3.2 可知：安顺级灰所检测物理力学指标符合级要求。3.3 外加剂品

7、质检验3.3.1 外加剂物理化学性能检验（见表 3.3.1）5外加剂物理化学性能检验表 3.3.1外加剂名称 外观 固形物（ %） PH K2O(%) Na2O(%) 总碱量（ %）HJSXA1 棕红色液体 34.6 6.52HJUNF2H 棕色固体 91.1 9.72HJAEA 棕褐色胶状体 78.54 9.99 0.09 6.02 6.083.3.2 外加剂适应性试验外加剂适应性试验表 3.3.2凝结时间（h:min）品 种 外加剂名称标准稠度用水量(%)安定性初 凝 终 凝无掺 26.4 合格 3:10 4:06山西黄河 HJSX-A1（1.0%） 25.2 合格 3:16 4:49南京

8、瑞迪 HLC-SWC（1.01%） 23.0 合格 4:00 9:22畅达 PO42.5 水泥山西黄河 HJAE-A（0.5/万） 25.4 合格 3:27 6:03从表 3.3.2 可知，畅达 PO42.5 水泥与三种外加剂适应性良好。3.3.3 掺用外加剂砼物理、力学性能检验（见表 3.3.3）3.3.4 从表 3.3.1 至 3.3.3 可知：三种外加剂品质皆符合规范要求。6掺用外加剂砼物理、力学性能检验表 3.3.3缓凝时间 min 抗压强度比（ %）外加剂品种 掺量(%) 砼和易性 减水率（%） 泌水率比 （ %） 含气量（ %）初凝 终凝 3d 7d 28dHJSXA1 聚羧盐减水

9、剂 1.0 好 30.0 0 2.8 146 178 185 180 159HLCSWC 高流态混凝土外加剂 0.9 好 25.0 0 2.4 208 187 179 157 132HJAEA 0.5/万 好 8.3 6.3 9.3 -3 -2 85 86 86合格品 / / 6 80 3.0 90120 80 80 80引气剂（GB8076-1997）一等品 / / 6 70 3.0 90120 95 95 95合格品 / / 10 100 4.5 90 / 120 115 110缓凝高效减水剂（ GB8076-1997）一等品 / / 12 100 4.5 90 / 125 125 120

10、引气剂（DL/T5100-1999） / / 6 70 4.55.5 90 120 90 90 85缓凝高效减水剂（DL/T5100-1999） / / 15 100 3.0 120 240 125 125 12083.4 粗骨料品质检验3.4.1 粗骨料物理、力学性能（见表 3.4.1）3.4.2 粗骨料颗粒级配检验（见表 3.4.2）粗骨料物理、力学性能 表 3.4.1项目粒径（mm）表观密度（ kg/m3）堆集密度（ kg/m3）紧密密度（ kg/m3）饱和面干密度（ g/cm3）饱 和 面干 吸水率（%）裹粉量（%）泥块含量（%）针片状（%）压碎指标（%）520 2.74 1517 1

11、668 2.73 0.5 0.45 0 2.82040 2.74 1464 1625 2.73 0.3 1.4 0 2.15.8DL/T5144-2001 2550 / / / 2.5D20、D401.0D80 0.5不允许 15 16注:因中骨料在拌和楼取样,裹粉较多,在砼试验时冲冼干净再使用粗骨料颗粒级配检验表 3.4.2520mm 骨 料 粒 径(mm)项 目 2.5 2.5 5.0 10.0 16.0 20.0 25.0 31.5筛 余 率 （ %） 2 8 33 40 12 5 0 0累 计 筛 余（ %） 100 98 90 57 17 5 0 0JGJ53-92(累 计 筛 余

12、) / 95100 90100 4070 / 010 / /2040mm 骨 料 粒 径(mm)项 目 10.0 16.0 20.0 25.0 31.5 40.0 50.0 63筛 余 率 （ %） 8 8 22 28 25 9 0 0累 计 筛 余（ %） 100 92 84 62 34 9 0 0JGJ53-92(累 计 筛 余 ) 95100 / 80100 / / 010 0 /人工细骨料物理、力学性能试验表 3.5.19项目取样日期表观密度(kg/m3)饱 和 面 干 密度(g/cm3)饱 和 面 干吸 水 率(%)石粉含量（ %）泥块含量（ %） FM2.67 2.65 1.60

13、14.5 0 2.812.67 2.65 1.60 11.2 0 2.93DL/T5144-2001 2500 / / / 不允许 /人工细骨料颗粒分析表 3.5.2筛孔尺寸(mm)取样日期及项目5.0 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 0.08 0.08筛余率（%） 0.4 20.4 10.1 34.0 14.1 6.5 4.3 10.22006.12.02累计筛余率（%） 0.4 20.8 30.9 64.9 79.0 85.5 89.8 100筛余率（%） 0.6 22.0 12.4 31.1 16.1 6.6 3.9 7.32007.01.11累计筛余率（%） 0.6

14、22.6 35.0 66.0 82.1 88.8 92.7 100区 100 355 6535 8571 9580 10090 / /区 100 250 5010 7041 9270 10090 / /JGJ52-92区 100 150 250 4016 8555 10090 / /3.4.3 从表 3.4.1 及表 3.4.2 可知：粗骨料品质各项指标符合规范要求。3.5 细骨料品质检验3.5.1 人工细骨料物理、力学性能试验（见表 3.5.1） 。3.5.2 人工细骨料颗粒分析（见表 3.5.2） 。3.5.3 从表 3.5.1 及表 3.5.2 可知：人工砂品质符合规范要求，其颗粒级配皆

15、处于区（中砂） 。3.6 砼配合比试验拌合及施工用水采用光照工地自来水，其品质符合规范要求。4.混凝土配合比设计4.1 高流态自密实混凝土配合比设计原则（1） 、高流态自密实混凝土应满足混凝土结构设计的强度要求和各种使用环境下的耐久性要求。（2） 、高流态自密实混凝土配合比应使混凝土具有均匀一致的外观质感，良好的流变性能、内在匀质性能、良好的体积稳定性,具有大流动性、和易性好。10（3） 、混凝土不离析、不泌水，具有一定的塑性粘度；（4） 、新拌混凝土具有较强的均匀性、填充性、骨料均匀分散；（5） 、新拌混凝土减少坍落度经时损失。（6） 、在保证混凝土质量的前提下尽量节约水泥、降低成本，以达到良好的技术经济效益。4.2 混凝土配制强度根据设计技术要求混凝土技术指标见表 4.2.1配置强度计算公式采用：fcu,o=fcu,k+t混凝土配置强度见表 4.2.2。高流态混凝土技术指标表 4.2.1序号 砼标号龄期（d） 级配 抗渗等级 抗冻等级 备注1 C25 28 W8 F100高流态混凝土配制强度表 4.2.2序号 混凝土标号 （MPa） 保证率 P（% ） 保证率系数 t 标准差（MPa） 配制强度（MPa）1 C25 95 1.65 4.0 31.64.3 配合比参数选择试验配合比参数选择试验表 4.3试验 编号水胶比级配设计 扩散度