浅谈SETH水利枢纽常态混凝土配合比设计

王彦鹏

(甘肃科瑞水电工程试验检测有限公司,甘肃 兰州730000)

SETH水利枢纽工程(后述简称:本工程)是以碾压混凝土为主的枢纽工程,主要建筑物有重力坝、发电厂房等。工程使用的混凝土多为具有抗冻抗渗要求的碾压混凝土和常态混凝土,碾压混凝土主要用于大坝主体,常态混凝土主要用于基础垫层、消力池以及发电厂房等。本案主要是针对用于工程前期的常态混凝土进行设计试验。

1 原材料试验

1.1 水泥

本工程所用水泥为新疆富蕴天山水泥有限公司生产的普通硅酸盐PO.42.5(专供),其各项指标均符合规范《通用硅酸盐水泥》GB175-2007的要求。(表1)

表1 水泥试验结果

1.2 粉煤灰

本工程所用粉煤灰为新疆东方希望有限公司生产的Ⅰ级F类粉煤灰,其各项物理检测结果符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005中对F类Ⅰ级粉煤灰的标准要求。(表2)

表2 粉煤灰试验结果

1.3 骨料

1.3.1 细骨料

本工程采用自己加工生产的人工砂,对于人工砂根据《水工混凝土试验规程》SL352-2006进行了各项试验,经检测,人工砂各项指标均符合《水工混凝土施工规范》SL677-2014的要求。(表3)

表3 人工砂试验结果

1.3.2 粗骨料

本工程所用粗骨料为自己加工生产的碎石,经检测,碎石各项指标均符合《水工混凝土施工规范》SL677-2014的要求。(表4)

表4 人工碎石试验结果

1.4 外加剂

减水剂:

减水剂为江苏苏博特新材料股份有限公司生产的SBTJM-Ⅱ型缓凝高效减水剂,经检测,此减水剂各项检测指标均符合《混凝土外加剂》GB8076-2008的要求。(表5)

表5 减水剂试验结果

2 混凝土配合比设计

2.1 混凝土配制强度

根据《水工混凝土施工规范》SL677-2014的要求,新疆萨尔托海水利枢纽大坝工程常态混凝土的配制强度按下式计算。

fcu,0=fcu,k+tσ

式中:fcu,0——混凝土配制强度,MPa；

fcu,k——混凝土设计强度等级,MPa；

t——概率度系数,依据保证率P选定；

σ——混凝土强度标准差,MPa。

根据设计文件和规范要求,最终计算出各强度等级混凝土的配置强度如表6。

表6 混凝土配制强度计算表

2.2 关键参数的选取

首先确定粗骨料的最优配比,本案通过测定不同级配组合的紧密密度的方法来确定骨料的最优级配组合,最终确定粗骨料的级配组合为小石:中石=45:55。

砂率、单位用水量的确定方法:在粗骨料为最优级配的条件下,将砂率(或单位用水量)作为变量,水胶比以、粉煤灰掺量及单位用水量(或砂率)取定值,拌合多组试样观察测定混凝土棍度、粘聚性、含砂、析水等情况以及坍落度测值来确定。

粉煤灰掺量的确定需要综合考虑经济性和质量可靠性的原则,在水泥胶砂中掺10%、20%、30%不等的粉煤灰测定7d、28d水泥胶砂强度来确定。

水胶比的确定是混凝土配合比中至关重要的环节,在设计密度一定的情况下,取0.35 、0.40 、0.45 、0.50 不等的水胶比分别测定拌合物的坍落度和抗压强度(7d、28d),在经济合理可靠的情况下确定最适合本工程的水胶比。(表7)

表7 混凝土配合比试验设计参数

3 推荐施工配合比

根据原材料试验、拌合物性能试验结果表明,设计配合比各项参数可以满足设计要求和现场施工的需要,具体见表8。

表8 常态混凝土施工配合比