1、自密實混凝土在石門河堆石壩的應用 【摘要】自密實混凝土是具有很高流動性而不離析，不泌水，能完全填充模板，同時獲得很好均質性，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好均質性，并且不需要附加力振動的混凝土。自密實混凝土在石門河堆石壩的實際應用經過詳細介紹，為類似工程提供參考及借鑒。 【關鍵詞】 石門河堆石壩自密實混凝土施工應用 中圖分類號： tv331 文獻標識碼： a 1.概況 石門河水庫為石門河調蓄引水工程的樞紐，地處甘肅省天祝藏族自治縣城西北部，工程建成后由石門河水庫通過引水管線為寬溝工業園區、水泉、上灘工業園區及工業園區自備電廠用水、寬溝1.5萬畝牧草灌溉用水、縣城居民飲用水的民生工

2、程。壩址設在石門溝與土城溝交匯處石門三岔上游0.3km處，距天祝縣城27km，華（藏寺）碳（山嶺）公路從壩址下游河道右岸通過，交通暢通便捷。壩型為自密實堆石混凝土重力壩，最大壩高48.55m，壩頂高程2899.1m，壩頂長122.43m，正常蓄水位2896.9m，總庫容為538萬m3，管線引水年供水量1421.6萬m3。 2.地質條件簡述 巖性為奧陶系中統凝灰巖，巖石堅硬而脆，層理較發育，巖層產狀ne40nw78，層面清晰，層間結合緊密，單層厚0.30.7m，裂隙面寬0.30.6cm，分布主要為層面裂隙，ne40se39順坡向剪裂隙，裂隙面寬0.20.5cm，裂隙與開挖邊坡夾角32，其它方向n

3、w300ne64剪裂隙，裂隙面寬0.20.4cm。充填巖屑、巖粉，無膠結，面一般平直，延伸5m，開挖邊坡受裂隙切割及爆破影響，巖體破碎，完整性差， 建基巖石面新鮮，無控制性構造貫穿壩基，局部裂隙集中分布，無軟弱夾層，河床無深槽分布，沿結構破裂面有河水補給滲入基坑，但無承壓水。根據已揭露工程地質水文地質條件，基礎巖石滿足水工建筑物對地質條件的要求。 3.自密實混凝土特點 自密實混凝土主要利用對高效減水劑、骨料以及其它施工材料，對其進行配合比的設計，然后根據混凝土拌和料中的具有的粘度系數，使得骨料在膠凝體上懸浮，在通過混凝土本身的流動性對混凝土模板的空間進行填充，從而致使混凝土在澆筑的過程中，不會

4、出現離析的現象，形成均勻密實的混凝土結構。 自密實混凝土在澆筑的過程中不會出現離析泌水現象，從而使其混凝土結構中具有良好的流動性，不需要通過其他的振動設備進行搗實，就可以自行的對混凝土空間之間存在的間隙進行填充。這樣有效的保障了混凝土結構的穩定性和可靠性，在工程施工的過程中，也可以保證工程的施工質量符合工程施工的要求。自密實混凝土的工作性能主要由流動性、填充性和抗離析性組成的。在施工中對自密實混凝土的檢測是十分重要的，能夠有效的保障混凝土的質量，還確保工程施工結構的質量不會受到影響。 4.施工準備 4.1 材料的選擇 （a）堆石料：選用樞紐附近塊石料場的凝灰巖，巖石堅硬而脆，整體完整性好，物理

5、力學性質滿足填壩技術指標要求（表1）。 表 1 凝灰巖物理力學試驗值 巖性 顆粒密度 吸收率 飽和吸水率 抗壓強度 軟化系數 干燥 飽水 g/cm3 % % mpa mpa - 凝灰巖 2.90 2.92 0.090.22 0.080.26 85.2 138.2 63.6 116.1 0.780.87 表 2 水泥試驗指標 常規技術指標測試 項目 技 術 指 標 試 驗 情 況 細度 80m方孔篩篩余 不得超過 10 % 1.2% 比表面積 應大于m2/kg m2/kg 凝結 時間 初凝 不得早于 45 min 2 h 45 min 終凝 不得遲于 10h 3 h 50 min 安定性 餅法

6、必須 合格 未發現裂縫、彎曲為合格 / 雷氏法 c-a平均值5mm為合格 c-a平均值 1 mm 抗折 強度 在 養 護箱，溫 度201相對 濕 度大于90% 的 條 件 下 養 護 3d 不 得 小 于 (mpa) 3.5 4.1 28d 6.5 7.4 抗壓 強度 3d 16.0 18.9 28d 42.5 47.3 （b）水泥：水泥的選擇考慮到與專用外加劑的相容性，普通硅酸鹽水泥配制的自密實混凝土，和易性、勻質性好， 混凝土外觀質量好，便于拆模，不宜使用凝結速度較快的水泥，因此，采用甘肅祁連山水泥有限公司生產的“鐵騎”牌，散安po25裝普通硅酸鹽水泥配制的自密實混凝土。水泥到現場后按要求

7、對水泥的不同批次進行抽樣檢測（表2），經檢測滿足配制自密實混凝土的要求。 （c）粉煤灰：選用蘭州西固宏大熱電有限責任公司生產的級粉煤灰，其質量符合級粉煤灰品質和指標的要求（表3）。在混凝土中摻加粉煤灰能有效改善混凝土工作性能， 提高混凝土的密實度，增強混凝土耐久性。 粉煤灰和水泥配制的混凝土和易性、勻質性好，混凝土硬化時間短，混凝土外觀質量好，便于拆模。 表3粉煤灰試驗指標 項目 技 術 指 標 試 驗 結 果 細度（%） 12 20 45 11.513.8 三氧化硫（%） 3 3 3 2.10.56 燒失量（%） 5 8 15 5.77.1 需水量比（%） 95 105 115 96.910

8、0 （d）外加劑：根據骨料及其它拌合材料，摻入適量外加劑后，混凝土可獲得適宜的粘度、良好的粘聚性、流動性、保塑性。石門河堆石壩采用北京華實納固科技有限公司生產的hsng-218sd普通堆石混凝土外加劑。 （e）粗、細骨料：粗、細骨料為金強河右岸漫灘上的砂礫石料場質量較好的砂礫石料層。砂礫石料場含礫率63.1667.8%，平均值65.8%，含砂率32.236.9%平均值34.2%，作為砼用骨料滿足本工程所需。 （f）拌合用水：采用清凈的石門河河水，水質良好，對普通混凝土及混凝土中的鋼結構無腐蝕性。 4.2配制 配制自密實混凝土的原理是通過外加劑、膠結材料和粗細骨料的選擇與搭配和精心的配合比設計，

9、充分考慮自密實混凝土流動性、抗離析性、自填充性、漿體用量和體積穩定性之間的相互關系。將混凝土的屈服應力減小到足以被因自重產生的剪應力克服，使混凝土流動性增大，同時又具有足夠的塑性粘度，令骨料懸浮于水泥漿中，不出現離析和泌水問題，能自由流淌并充分填充模板內的空間，形成密實且均勻的膠凝結構。因此，在配制中主要應采取以下措施：借助以萘系高效減水劑為主要組分的外加劑，可對水泥粒子產生強烈的分散作用，并阻止分散的粒子凝聚，使混凝土拌合物的屈服應力和塑性粘度降低。 4.3配合比 在自密實混凝土配合比中主要有水泥、粗、細骨料及外加料。施工材料在自密實混凝土澆筑施工的過程中，按工程要求選取，在對水泥進行選取的

10、時候，采用普通硅酸鹽水泥，盡量不要采用凝結速度過快的水泥，主要是凝結速度過快的水泥，會導致混凝土中的流動性喪失。選擇粗細骨料粒徑20mm 的連續級配石子；細骨料則是應選用中砂，對砂中的含泥量以及含水量進行嚴格控制。在自密實混凝土澆筑過程中，摻合料在自密實混凝土的漿液中占有很大的比例，而且可對混凝土澆筑過程中，產生的水化熱進行有效的控制，從而有效的保障混凝土自身的質量。 配合比設計根據結構物的結構條件、施工條件及環境條件所需要的自密實性能進行設計，在綜合強度、耐久性和其他性能要求的基礎上進行，采用絕對體積法進行配合比設計（表4）。配合比采用增加粉體材料用量和選用優質高效減水劑或高性能減水劑，提高

11、漿體的粘性和流動性，形成良好的自密實性能為目的。自密實配比根據結構物的結構環境、自然環境、氣溫、施工工藝等在施工過程作出適當調整。在調整配合比時，考慮水膠比對自密度混凝土設計強度的影響和水粉比對自密實性能的影響（表5）。 表4 c20混凝土配合比 材 料 水泥 （kg） 粉煤灰 （kg） 砂 （kg） 石子 （kg） 水 （kg） 外加劑 （kg） 用 量 240 208 817 884 156 7.3 表5 配合比調整試驗結果 項目 擴展度（mm） v漏斗時間（s） 坍落度（mm） 3d強度 （平均值） 28d強度 （平均值） 試驗結果 650 13.44 270 13.4mpa 26.8

12、設計要求 600750 725 250280 20mpa 4.4試拌 確定出自密實混凝土的配合比后，進行試拌，每盤混凝土的最小攪拌量不小于25l，同時檢驗拌合物工作性能，包括坍落度、坍落擴展度，必要時采用模型及配筋模型試驗等方法測評拌合物的流動性、抗分離性、填充性和間隙通過能力。 試拌兩組以上的試塊，標養至7d、28d進行試壓，以28d強度為標準檢驗強度。根據試配結果對配合比進行調整，混凝土性能、強度指標、耐久性等均能滿足規定的配合比。 4.5 模板和設備準備 由于自密實混凝土流動性大，混凝土凝結以前可持續對模板產生較大的側壓力，所以模板要有足夠的強度、剛度和穩定性才能滿足流態混凝土所產生的側

13、壓力，不得有低于最高澆筑表面的開放部分或缺口，模板間的縫隙不大于2mm。施工前攪拌站及施工技術人員檢驗模板直立、鋼筋及保護層厚度等情況，對影響混凝土澆筑的問題施工中及時采取處理措施。根據現場施工情況混凝土泵布置在合理的位置，保證混凝土澆筑順利和均勻布料的需要。 5.施工工藝 在自密實混凝土施工前編制詳實的施工組織設計，施工流程、施工方法、施工工藝，施工過程中總結經驗和存在的不足，不斷改進完善施工方法和施工工藝，保證工程質量，提高施工進度，降低施工成本。 5.1基礎處理 將壩基開挖至設計要求的新鮮基巖面，清除松動巖塊及石渣，用高壓水槍對壩基進行沖洗干凈，滿足澆筑混凝土的條件。對混凝土上、下層結合

14、面一般只需清除表面浮渣及積水，倉面上的混凝土乳皮、表層裂縫、由于泌水造成的低強混凝土（砂漿）以及嵌入表面的松動堆石予以清除，并進行鑿毛處理。清除其表面乳皮，并將外露塊石上的水泥漿清除干凈。 5.2 堆石入倉 壩體堆石料選用料場的凝灰巖，堆石混凝土強度等級c20，控制堆石料飽和抗壓強度50mpa。堆石料采用石門河清水沖洗，入倉含泥量0.5%。入倉堆石料塊徑不小于30cm，塊徑超過80cm的大塊石，放置在倉面中部，以免影響堆石混凝土表層質量。堆石入倉時不得將泥土帶入堆石倉面，對于已帶入倉內的泥土在澆筑自密實混凝土前清除干凈。入倉過程應控制不對下層倉混凝土產生較大的沖擊，以免下層低齡期混凝土內部產生

15、微裂縫，對壩體混凝土造成早期損傷。在澆筑自密實混凝土前必須防止雨水沖刷堆石導致泥漿在接觸面上堆積，每層堆石厚度控制在小于2.0m。 5.3拌合 自密實混凝土拌合物除滿足凝結時間、泌水、粘稠性、保水性等普通混凝土性能外，還應滿足混凝土自密性能和施工要求。每次混凝土開盤時，對首盤混凝土性能進行測試，根據測試結果進行適當調整，直至混凝土性能符合要求，而后才能確定混凝土的施工配合比。嚴格按配合比料單進行配料。嚴格計量，粉劑的稱量誤差不超過1，骨料的稱量誤差不超過2。當含水率有顯著變化時，配合中及時檢測和調整用水量。攪拌機投料順序為先投入骨料和粉劑干拌，再加入水和外加劑拌合攪拌時間約90s。 5.4 輸

16、送 拌合站設在場地開闊建筑物附近合理的位置，混凝土輸送管路采用支架、氈墊、吊具等加以固定，不得直接與模板和鋼筋接觸，出口使用軟管和錐形管。在攪拌機出料口下安裝混凝土輸送泵，將拌和料卸入泵內將自密實混凝土料直接壓入倉內，僅增加輸送管道的長度，但減少了二次運輸的環節。 5.5 澆筑 自密實混凝土采用泵送方式入倉，在入倉時采取多點澆筑，保證澆筑點連續布置，其間距控制在2m左右，在一個澆筑點的自密實混凝土填滿后再移至下一個澆筑點。在澆至層面頂部時，使自密實混凝土面低于堆石面520cm，形成突出塊石，以利上、下層面間結合。澆筑中嚴格控制拌合料入倉，禁止在倉內加水，發現混凝土拌合易性較差時，應及時檢查拌合

17、環節，采取相應措施保證混凝土拌合物的質量。澆筑速度不要過快，防止卷入較多空氣，影響混凝土外觀質量。在澆筑后期應適當加高混凝土的澆筑高度以減少沉降。混凝土澆筑之后的靜停過程中，因氣泡溢出可能形成澆筑層面沉陷，需在澆筑時適當提高澆筑標高，在混凝土初凝前補澆至規定標高，局部低凹處適當用較小塊石填補。 5.6 堆石混凝土養護 每層堆石混凝土澆筑完畢，及時加以覆蓋防止水分散失，并在終凝后立即灑水養護，灑水養護時間不少于7d，養護期內保持混凝土表面濕潤，以防止混凝土出現干縮裂縫。氣溫在零下澆筑的混凝土初凝后，混凝土面及時用塑料薄膜覆蓋，防止水分蒸發，塑料薄膜上覆蓋保溫材料。模板在混凝土達到規定強度后方可拆

18、除，拆除模板后應在混凝土表面涂刷養護劑進行養護。 6.缺陷處理 澆筑自密實混凝土過程中斷4小時以上時，應首先澆筑同配合比的自密實砂漿，使其完全覆蓋堆石體內已喪失流動性的混凝土表面，然后澆筑自密實混凝土；對于硬化堆石混凝土內部的缺陷采用水泥灌漿的方式進行修補；立模澆筑的堆石混凝土缺陷應在拆模后24h內完成修補。 7.質量控制 在混凝土拌合定期對混凝土拌和物的均勻性、拌合時間和稱量衡器的精度進行檢驗，發現問題應立即處理；對各種原材料的配料稱量檢查記錄；混凝土的坍落度、坍落擴展度、v漏斗通過時間每2h進行檢測，確保混凝土澆筑質量。 8.質量檢驗 在自密實混凝土施工過程中，常用的檢測方法有：坍落擴展度試驗、v 形漏斗試驗和u 形箱試驗。通過對混凝土的工作性能進行檢測，確定混凝土質量是否滿足施工要求。 自密實混凝土達到齡期后堆石混凝土鉆孔取芯檢測混凝土的密實度、強度、抗滲性能。經鉆孔取芯混凝土較為密實，c20混凝土抗壓強度cu.k=2428 mpa，鉆孔壓