碾压混凝土掺合料性能研究与应用

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1、［摘要］碾压混凝土自身特点是掺合料大，水泥用量低，浇筑方法采用碾压，这是碾压混凝土与常态混凝土的最大区别。碾压混凝土掺合料一般占胶凝材料的比例高达50%～70%。在碾压混凝土中掺用大量的掺合料，一是利用了当地材料，绿色环保、经济节约，变废为宝；二是极大的改善了碾压混凝土性能和施工方法。掺合料(粉煤灰、磷矿渣、凝灰岩、铁矿渣、石粉等)最大贡献是提高了碾压混凝土浆砂比，改善了碾压混凝土拌和物可碾性和层间结合，有效的降低了混凝土温升和温度应力，为碾压混凝土筑坝通仓薄层浇筑，简化施工工艺，加快施工进度提供了强有力的保证。通过碾压混凝土掺合料性能研究与应用，是我们对掺合料的品质、特

2、性、掺量、应用等性能有了更系统全面的认识，为掺合料在碾压混凝土中的应用提供了科学的依据和更加广阔的前景，使碾压混凝土快速筑坝技术的优势和特点得到更加充分的发挥。［关键词］碾压混凝土掺合料粉煤灰磷矿渣铁矿渣凝灰岩浆砂比可碾性1.前言1.1碾压混凝土掺合料应用情况我国自1986年建成第一座坑口碾压混凝土重力坝以来，截止目前，在建、已建的碾压混凝土坝(包括围堰等临时工程)已达150座之多，特别是近十年来碾压混凝土筑坝技术在我国越来越成熟，具世界首位，世界公认，中国是碾压混凝土筑坝技术的领先国家。目前，正在建设的高达216.5m的龙滩、200.5m的光照以及装机240万kw的金安

3、桥等水电站工程，坝高库大，混凝土量巨大，主坝采用碾压混凝土全断面筑坝技术，充分体现了我国碾压混凝土筑坝技术的更高水平。二十年来，我国的碾压混凝土筑坝技术得到了长足的发展。我国的碾压混凝土筑坝技术在设计、施工、运行等方面充分展示了中国自己的特色，大量工程实践证明，碾压混凝土筑坝技术质量可信、可靠。无论是粉煤灰高掺、石粉利用、外加剂研究、变态混凝土等以及高寒高温条件下的碾压混凝土施工，特别是碾压混凝土中掺用品种不同的掺合料(粉煤灰、磷矿渣、凝灰岩、铁矿渣、辉绿岩、石灰石等微粉)，形成了中国自己碾压混凝土筑坝的技术特点，使碾压混凝土筑坝技术日趋成熟。随着先进的设计理念，深入的试

4、验研究和大量的碾压混凝土坝施工实践，我国的碾压混凝土配合比设计采用高掺掺合材，低水泥用量，中胶凝材料，高石粉含量，缓凝减水剂，低VC值的技术路线，改善了碾压混凝土拌和物性能，使碾压混凝土的可碾性、液化泛浆、层间结合、密实性、抗渗性能等整体性方面得到了极大的提高。37在碾压混凝土掺合料性能研究与应用方面，粉煤灰作为掺合料始终占主导地位，所以粉煤灰在碾压混凝土中的作用机理研究是深化的，应用是成熟的。石粉(小于0.016mm)作为掺合料在碾压混凝土中的作用越来越受到人们的重视，现在石粉已成为碾压混凝土不可缺少的组成部分，人工砂中石粉含量的高低直接影响碾压混凝土拌和物性能。在普定

5、、汾河二库、江垭、大朝山、棉花滩、蔺河口、沙牌、百色、索风营、龙滩等碾压混凝土坝中对石粉含量的认识人们也越来越清楚，石粉含量为18%左右时，碾压混凝土拌合物性能明显改善。特别是近十年来人工砂采用干法生产，比如棉花滩、蔺河口、百色等工程采用干法制砂，有效的提高了石粉含量，研究结果表明，石粉含量可以进一步提高到22%，甚至可以突破22%上限限制。石粉中特别是小于0.08mm的微石粉在碾压混凝土中的作用十分显著，工程实践证明，小于0.08mm的微石粉已成为碾压混凝土掺合料的重要组成部分。虽然我国具有丰富的粉煤灰资源优势，但由于地域辽阔，粉煤灰资源的分布极不平衡。比如云南的大朝山

6、、景洪、居浦渡、戈兰滩、金安桥等碾压混凝土坝工程，由于所需粉煤灰距离产地太远，使用很不经济。加之近年来水电站工程大量开工，导致了粉煤灰货源紧缺。为此本着就地取材的原则，比如大朝山工程，从九十年代初开始，科研和施工单位经过大量反复的试验研究，开发出利用磷矿渣(P)与当地的凝灰岩(T)混合磨制成新型掺合料(即PT掺合料)，其性能、掺量均与二级粉煤灰相近，使用效果也相似。这一创举拓宽了碾压混凝土掺合料的料源和对掺合料的进一步认识。目前，景洪、居浦渡(戈兰滩、土卡河)、金安桥等碾压混凝土坝采用粉煤灰与锰铁矿渣(FM)、凝灰岩与锰铁矿渣(NM))、铁矿渣与石灰岩(FS)、粉煤灰与磷

7、矿渣(FP)等混合磨制成新型的掺合料，使用效果较好。这种新型混合掺合料在碾压混凝土中的使用效果如何与人工砂中的石粉含量高低密切相关。笔者对中国九十年后期主要工程大坝内部三级配碾压混凝土掺合料应用情况进行了统计，见表1-1，统计结果分析表明，大坝内部碾压混凝土设计等级C9015MPa、C9020MPa，大部分粉煤灰掺量分别在60%～65%及50%～60%范围。影响粉煤灰掺量的因素主要与碾压混凝土设计指标、设计龄期、粉煤灰等级等指标有关，特别是部分工程碾压混凝土极限拉伸值、抗冻等级等设计指标与强度等级不相匹配。目前，碾压混凝土设计