大坝碾压混凝土试验研究

□丁华丽（河南省水利第二工程局）

大坝碾压混凝土试验研究

□丁华丽（河南省水利第二工程局）

打磨岗烟草水源工程大坝为碾压混凝土重力坝，为了更好的完成施工，保证施工质量，通过碾压混凝土碾压试验，获得准确的碾压参数，同时检验了施工过程中各系统设备运行的可靠性和配套性，确定了特殊部位施工方法，最终确定了施工工艺和施工参数，为碾压混凝土现场施工提供了依据，取得了较好的效果。

打磨岗；碾压混凝土坝；碾压混凝土试验；施工参数

0　引言

打磨岗烟草水源工程位于内乡县马山口镇外坡自然村上游约400m处，坝址控制流域面积112.30 km2，水库总库容983.30万m3，兴利库容536万m3。大坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高47.50m，坝顶长度234m。是一座以灌溉供水为主要任务的小（l）型水利工程。

1　试验目的及任务

1.1试验目的

碾压混凝土碾压试验目的是为了更好的完成施工，保证施工质量，通过试验，验证配合比设计的科学性、合理性，检验经试验确定的碾压混凝土施工配合比的性能，确定与配合比相适应的拌和工艺参数。通过现场碾压试验，获得准确的碾压参数。同时检验施工过程中的原材料生产系统、混凝土制备系统、运输系统和浇筑系统设备运行的可靠性和配套性，确定特殊部位施工方法，并最终确定施工工艺和施工参数，为碾压混凝土现场施工提供依据。

1.2试验依据及配合比设计

本试验的依据主要为设计图纸及相关设计文件要求、《水工混凝土试验规程》SL352-2006、《水工碾压混凝土试验规程》（SL48-94）、《水工碾压混凝土施工规范》（SL/53-94）、《水工碾压混凝土施工规范》（DL-T5112-2009）、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）、《混凝土外加剂》GB8076-2008等有关规定。

混凝土配合比试验，主要先检查原材料的性能，满足施工要求后，再进行外加剂与水泥的适应性试验，用达到要求的原材料进行下一步的试验，即不同砂率、不同水灰比、不同粉煤灰掺量、不同减水剂掺量等进行试验，检测各种状况下的混凝土性能，最后选出最优的配合比。本次试验采用经第三方实验室试验确定的C9015W2F50三级配及C9020W6F100二级配碾压混凝土和变态混凝土配合比。

2　碾压试验

2.1混凝土试拌

依据SL48-94，选取不同的级配、不同的砂率进行试拌，选出骨料分离少，在固定水胶比及用水量条件下，拌和VC值小，混凝土容重大，强度高的砂率；用水量与VC值关系试验。用维勃稀度仪进行测定，选择不同的用水量试拌后测定VC值；选择不同的水胶比进行成型试验，计算出水胶比与抗压强度关系式；选择不同的水胶比进行成型试验，测定混凝土抗压强度；各级配选择不同的用水量进行试验，用塌落度测定仪测其混凝土塌落度值，选出施工要求塌落度的用水量。

2.2混凝土性能试验

选择不同水胶比、不同级配的成型试件进行试验，测定碾压混凝土抗渗等级；选择不同水胶比、不同级配的成型试件进行试验，测定碾压混凝土拌合物的凝结时间，测定碾压混凝土的轴心抗拉强度，测定碾压混凝土在水和负温共同反复作用下的抗冻能力来确定抗冻等级，测定碾压混凝土棱柱体试件的动弹性模量。2.3碾压混凝土工艺及参数

2.3.1混凝土碾压试验要获取的主要参数

混凝土碾压试验要获取的主要参数：混凝土拌合的投料顺序和拌合时间；不同混凝土VC值与碾压遍数和碾压行走速度的关系及VC值损失情况；混凝土铺料衔接时间；混凝土层面处理试验；变态混凝土净浆配合比及施工工艺；钻孔取芯对碾压混凝土综合评定。

2.3.2碾压试验场地

碾压混凝土试验场地拟布置在坝基垫层上进行，试验部位平面尺寸为26.35m×60m，分三个区，分别进行C9015W2F50、C9020W6F100以及变态混凝土试验，各区对应混凝土类型见表1：

表1　碾压混凝土试验分区布置表

2.4碾压混凝土试验方法

2.4.1现场碾压试验

碾压试验共分2层进行，通过测定不同碾压遍数时的压实度，确定最佳碾压遍数。碾压控制标准为：外部混凝土相对密实度≥98%，内部混凝土相对密实度≥97%。碾压混凝土采用自卸汽车进站法卸料，卸料高度≥1.50m，用1.00m3挖掘机平仓。堆料摊铺前，人工将分离骨料铲至未碾压的混凝面上，以保证层间结合良好。挖掘机进行大面平整，边角辅以人工铺料，平仓厚度严格控制在30～35cm。

2.4.2混凝土性能检测

①VC值：不同试验区出机口及仓面每碾压层各检测1～2次，且保证每2h至少检查一次，当骨料含水量波动时适时增加检测次数。②温度检测：出机口及仓面均进行检测，检测频率与VC值检测频率相同。③现场压实容重：每个条带按各种压实遍数碾压完毕后各检查三点。检查达不到设计要求的经补碾后重新检查。

2.4.3试验方法

试验共分2层进行，每层松铺厚度为35 cm，各层施工参数见表2。通过现场不同碾压遍数时的压实度测定，确定该VC值时的最佳碾压遍数。

表2　碾压混凝土现场碾压试验各层试验参数表

碾压设备采用22 t振动碾，振动碾行走速度控制在1.00～1.50km/h范围内。混凝土摊铺达到可以碾压的适宜面积的条带后，即开始碾压，混凝土自拌和到碾压完毕，一般控制在2h内。现场压实度从碾压至有振4遍起开始检测，最终碾压遍数以检测合格为准。

压实后采用表面核子密度仪进行密度检测：混凝土密度不得小于设计要求，达不到设计要求的，查找原因，采取补救措施，直到满足要求。碾压条带搭接宽度10～20cm，端头部位的搭接宽度为100cm左右。碾压遍数暂按6～12遍，具体由现场试验后确定。

2.4.4碾压工艺要求

①仓面及入仓要求：试验区采用组合钢模板立模，保证结构尺寸满足要求，结构体型规整。试验开始前在模板上准确标出分区线、分层线。砂浆、净浆摊铺必须严格按分区线进行，摊铺面积以30min能够覆盖为准。入仓口道路采用碎石铺设并设置冲洗平台，保证冲车水管≥2根，脱水距离≥20m，仓口设专人控制入仓，车辆冲洗干净、脱水完毕后方允许进仓。②卸料与摊铺：入仓采用退铺法卸料、铺料。③碾压：碾压方向与摊铺方向一致，振动碾碾压行走速度1.10～1.30km/h，根据不同层次分别采用无振2遍+有振6～8遍+无振2遍碾压，并于碾压至有振4遍后开始压实度检测，最终碾压遍数以压实度检测合格为准。碾压作业采用条带搭接法，碾压条带间的搭接宽度为20 cm，端头部位的搭接宽度不小于振动碾轮距+100cm。

2.4.5养护方法

碾压混凝土终凝后，进行养护，保持混凝土面湿润，以利水泥正常水化，防止混凝土开裂，在低温环境下的养护，主要是保湿，在混凝土面铺设保温材料，在高温干燥天气，采用喷水，喷雾以保持湿润。

2.5碾压混凝土试验质量控制

检验碾压混凝土的称量衡器，其偏差值不得超过DL/T5112-2009中的有关规定。在搅拌机卸料的首尾各取一个试样进行碾压混凝土的均匀性检测，每个试样≥30 kg。在分析法测定骨料含量时，两个样品的差值应＜10%，用砂浆容重分析法测定砂浆容重时，两个样品的差值应＜30kg/m3。

不同试验区出机口及仓面每碾压层各检测VC值1～2次，且保证每2h至少检查一次，当骨料含水波动时适时增加检测次数；出机口及仓面均进行温度检测，检测频率与VC值检测频率相同。混凝土抗压强度在机口取样，按不同强度等级28d龄期各成型一组；每个条带压实完毕后各测三个点检查现场压实容重，检查达不到设计要求的经补碾后重新检查。

2.6碾压试验报告的整理

混凝土碾压试验过程以及试验结束后，对试验进行了客观的总结、数据的收集和整理，并形成试验成果报告，报告形成的试验成果参数主要是：拌和工艺参数、碾压工艺参数（确定压实后厚度为30cm的最佳碾压遍数、碾子行走速度及VC控制值等参数）、富浆混凝土的单位加浆量、浆液的水灰比等。

3　试验成果分析

根据试验检测结果看，碾压4遍时，压实度共检测14次，合格9次，合格率64.30%；碾压6遍时，压实度检测15次，合格14次，合格率93.30%；碾压8遍时，压实度检测12次，检验结果均合格。

4　结语

试验松铺厚度35 cm，压实厚度30 cm，碾压机具的行驶速度1.01～1.50 km/h，碾压混凝土的工作度控制在VC值为2-12 s之间，拌合时间75 s，碾压后表面湿润光亮，微泛灰浆，可碾性好。松铺35 cm，碾压8遍时，压实度合格率为100%，满足施工要求。

（责任编辑：左英勇）

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2016-05-06