內蒙大壩口水庫改擴建工程混凝土、砌石體試驗研究

1、47J~~J水電工程設計DWRHE2013年第32卷第3期內蒙大壩口水庫改擴建工程混凝土、砌石體試驗研究李昆翟中文摘要針對高寒地區(qū)高抗凍等級F300的設計要求，對大壩口工程的兩個料場的天然骨料分別進行了混凝土配合比試驗；同時用細石混凝土作膠凝材料進行了砌石體的研究試驗，通過試驗，得出與現(xiàn)場施工方法一致的砌石體的抗壓強度、變形(彈性)模量，對控制施工質量具有指導作用。關鍵詞混凝土配合比設計砌石體強度變形模量彈性模量泊松比中圖分類號TV43

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

3、級建筑物設計，次要建筑物按4級建筑物設計。1混凝土試驗11試驗用原材料水泥：采用內蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市團羊水泥有限公司生產的“團羊”牌普通硅酸鹽425水泥和復合硅酸鹽325水泥(以下分別簡稱為P0425、PC325)。外加劑：減水劑為天津雍陽減水劑廠生產的UNF一5高效減水劑：引氣劑為北京翰苑技術開發(fā)公司生產的石頭牌MPAE引氣劑。骨料：混凝土骨料采用大壩口溝南側料場和大壩口溝庫內料場的天然砂礫料。12混凝土配合比設計與試驗1_2_1混

4、凝土的設計要求與配制強度混凝土的設計技術要求列于表l?；炷翉姸缺ＷC率P為90％、95％(概率度系數(shù)t為128、1645)，混凝土的配制強度按公式。=計算。各部位混凝土的配制強度列于表1。表1混凝土設計要求及配制強度1_22t昆凝土配合比設計混凝土配合比試驗二級配混凝土采用小石：中石=50：50的比例，三級配混凝土采用小石：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。一級配混凝土和二、三級配混凝土拌和物坍落度分別控制在60～80mm和50～70mm范圍內?；炷僚浜媳纫姳?。1_23混凝土特性試驗結果及分析混凝土特性試驗主要包括混凝土抗壓強度、軸拉強度、彈性模量、極限拉伸及耐久性(抗?jié)B、抗凍性)試驗等。試驗結果列于表2。由表2可以看出：(1)兩種水泥混凝土28d抗?jié)B等級均大于W6，滿足設計要求的W4和W6的抗?jié)B等級。(2)水灰比為060～070的2種水泥分別用2個料場的骨料拌制

6、混凝土，均滿足細石混凝土C15的配制強度要求(3)編號為N6、N8、K8、K10及K12的二級配混凝土，均滿足防滲面板及結構混凝土C25W6F300的設計要求。由圖1中5組混凝土抗6水利水電工程設計DWRHE2013年第32卷第3期(3)建議混凝土墊層(C15W4F100、三級配)選擇N7、K7、K9、N16或K16。(4)建議選N8和K10作為結構混凝土(C25W6F300、二級配)配合比。2砌石體試驗21試驗用原材料211砌石體試驗

7、用膠凝材料砌石體主要采用水泥砂漿或一、二級配混凝土作膠凝材料。對于本工程，按照設計要求砌石體試驗選用Cl5(一級配)混凝土作膠凝材料。上述表2列出了C15(一級配)混凝土配合比試驗結果。由表2試驗數(shù)據(jù)可知：編號為N5、K1、N4和K0的混凝土配合比28d抗壓強度均滿足C15的配制強度要求。因此可作為砌石體試驗用膠凝材料。21_2砌石體試驗用骨料砌石體試驗用骨料要求石料新鮮、完整、質地堅硬表面無剝落層和裂紋，塊石外形大致呈方形上下兩面基本

8、平行且大致平整，無尖角、薄邊本_T程砌石體試驗用骨料采用明路溝塊石料場的塊石，其各項性能均符合相關規(guī)范要求。2_2試驗依據(jù)本工程砌石體試驗按照SL252006《砌石壩設計規(guī)范》中的相關要求進行。23砌石體試件成型砌石體試驗按砌石體設計密度pa=2200～2400kg／m進行設計試驗。試驗采用試體尺寸(長寬高)為500mmx500mmx600mm的長方體。砌石體試件成型按如下操作要求進行：(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。(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，并用手錘適當敲打，以座漿溢出為好，使其達到密實。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，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。當每層石料擺好后，即用膠凝材料進行灌漿。(4)振搗。灌漿完成后，采用插入式振搗器振搗，使其達到完全密實。整個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砌石體特性試驗結果砌石體變形(彈性)模量和抗壓強度試驗采用分級加載法進行。砌石體變形模量和彈性模量E試驗結果分別按下列公式(1)和公式(2)進行計算：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)射信號出現(xiàn)時的荷載，N；A——試體受壓面積，cm。；

11、——量測變形的標距，cm；△()l_Pl～P2之間的全變形，cm；△_JPl～P2之間的彈性變形，cm。砌石體泊松比結果按下列公式(3)進行計算：：(3)。S縱式中：l￡——砌石體泊松比；s橫——試體橫向應變；——試體縱向應變。依據(jù)上述公式(1)～(3)，砌石體的變形(彈性)模量、泊松比試驗計算結果及抗壓、抗拉強度室內試驗結果列于表3。從表3中試驗數(shù)據(jù)可見：4組編號(N5、K1、N4和K0)砌石體試驗結果均與相關規(guī)范的設計指標取值要求相