天然砂石骨料碾压混凝土质量控制综述

天然砂石骨料碾压混凝土质量控制综述

吴正敏

（嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，广元苍溪，628400）

摘要：碾压混凝土拌合物质量将直接影响工程质量安全，而采用天然砂石骨料拌制碾压混凝土，质量控制难度较大。本文结合亭子口水利枢纽的骨料及工程特点，重点阐述了天然砂石骨料的料场规划、生产、拌制、配合比试验等工艺及质量控制难点。经过骨料试验检验及碾压混凝土取芯检测表明，碾压混凝土满足各项施工技术要求和设计指标，VC值控制稳定，保证了施工安全和质量。

关键词：亭子口；水利枢纽；碾压混凝土；天然砂石骨料

引言

近20 年来,中国在建、已建的碾压混凝土坝(包括围堰等临时工程)已达160座之多,筑坝技术越来越成熟,在采用砂石骨料品种选择上,国内在建和已建的碾压混凝土坝绝大部分是采用灰岩、花岗岩等岩石生产出的人工砂石骨料［1］，亭子口水利枢纽大坝工程是碾压混凝土重力坝，天然砂石骨料储备充足，碾压混凝土由天然砂石骨料拌制，但碾压混凝土质量控制难度较大，需要从天然砂石骨料的料场规划、生产、拌制、配合比试验等环节进行质量控制，以确保碾压混凝土拌合物质量，进而确保大坝的工程质量安全。

1 料场选择与开采

1.1 料源情况

工程约500万m3，经估算需要砂砾石净料约850×104m3，其中粗骨料

净料约596×104m3，细骨料净料约254×104m3；土料约1.34×104m3。经初步设计阶段勘测，坝址下游23km的河段分布的回水坝、花家坝、杜里坝、张家坝、右双漩滩、左双漩滩、葡萄堡等七个料场，查明砂砾石总储量约1686×104m3，其中砾石储量约1311×104m3，砂储量约375×104m3，满足工程所需的砂石骨料。

1.2 砂砾料质量及碱活性

天然砂砾石料场中含有硅质岩、砂岩等碱活性岩石，均为具有潜在危害性的活性骨料，根据前期勘察成果在水泥碱含量不大于0.90%或混凝土总碱量不大于2.5kg/m3时，掺不小于20%的粉煤灰均能有效抑制骨料碱活性。

1.3 料场选择

（1）双漩滩～花家坝河床料场

双漩滩～花家坝河床料场是指嘉陵江大桥下游150m的双漩滩起，止于坝轴线下游10km的花家坝的枯水位以下河道上砂砾石的储量。料场顺江分布，河道长约8.4km，河床宽约100～200m，分布面积约1.176km2，料场高程358.5～368.9m，料场多位于水位以下，以水下开采为主。南充－广元高速公路的公路桥及兰渝（兰州－重庆）铁路的铁路桥分别从该区通过，为保征大桥基础的安全，铁路桥上游150m至公路桥下游150m范围内砂砾石不宜开采。

根据勘探和物探揭示，该料场砂卵砾石堆积厚度为5.90～13.60m，为卵砾石夹砂，无含泥夹层，无剥离量。下游堆积厚度大于上游端，砂卵砾石层结构松散。卵砾石主要由石英岩、砂岩、硅质岩以及少量花岗岩组成，

卵砾石一般表面光滑，磨园度较好，粒径大小不均，粒径多在20～200mm，分选性差；砂呈浅灰色，以粉粒和细粒为主，有少量中粒，成份以石英颗粒为主，含少量泥。

根据钻探及物探成果，采用平行断面法进行储量计算，考虑到受水下开采能力的限制，储量计算时对水下10m的储量进行计算，双漩滩～花家坝河床料场可开采的区域内砂砾石总储量约为438.83×104m3，其中砾石储量约375.37×104m3，砂储量约63.46×104 m3。

（2）韩家河～王家河河床料场

韩家河～王家河河床料场范围为坝轴线上游0.6km的韩家河起，止于上游8.5km的王家河的嘉陵江河床及河漫滩。

根据勘探和物探揭示，该料场砂卵砾石堆积厚度为 6.25～12.5m，为卵砾石夹砂，无含泥夹层，无剥离量。下游堆积厚度大于上游端，砂卵砾石层结构松散。卵砾石主要由石英岩、砂岩、凝灰岩以及少量燧石组成，卵砾石一般表面光滑，磨园度较好，粒径大小不均，粒径多在20～200mm，分选性差；砂呈浅灰色，以细粒为主，有少量中粒，成份以石英颗粒为主。

储量计算采用平行断面法，考虑到受水下开采能力的限制，储量计算时对水下12m的储量进行计算，水位线采用实测水位，勘察期间嘉陵江水位线高程369.65～374.97m。勘探结果为：该料场砂砾石总储量957.35×104m3，其中净砾石储量812.02×104m3，净砂储量145.33×104m3。

（3）砂砾石料场开采及质量

上述料场粗骨料可以满足混凝土用粗骨料的质量技术要求：卵砾石粒度模数为6.38～8.31，粒度模数平均值为7.33，针片状含量8.74%，软弱颗粒含量0.09%；细骨料细度模数为1.46～3.49，细度模数平均值为2.16，

平均粒径为0.345。粗骨料以5~ 80mm级配含量为主，约占总储量的62.9%，级配较好。由砂砾石的物质组成可知，粗细骨料中均含有碱活性骨料。细骨料以细砂、粉细砂为主。

主体工程细骨料主要采用砂（卵）砾石粉碎制砂，砂的细度模数为2.9～3.0，平均粒径0.45mm左右，为中粗砂，级配良好，达到混凝土用细骨料质量技术要求。

2 成品骨料生产

亭子口水利枢纽天然砂石骨料的生产系统主要承担约500.0万m3混凝土所需的骨料生产任务，系统需加工砂石成品料总量约1150.0万t（其中粗骨料约800.0万t，细骨料约350.0万t），需满足高峰期月浇筑强度25.0万m3混凝土所需骨料的生产要求，其中碾压混凝土（RCC）高峰月浇筑强度20.0万m3。

2.1 成品骨料生产工艺

（1）细骨料细度模数的质量控制

随时掌握天然砂来源情况和各个车间制砂的品质情况，即掌控第二筛分车间、细碎车间、超细碎车间、棒磨车间和回水小系统砂的细度模数指标及在掺和后成品砂的综合指标，始终将成品砂细度模数控制在合格范围

以内。

（2）细骨料石粉含量质量控制

成品砂的组成情况：

a.第二筛分车间：细度模数1.2~1.9之间；

b.细碎车间：细度模数2.8~3.2之间；

c.超细碎制砂：细度模数2.8~3.1之间；

d.棒磨车间：细度模数2.9~3.1（可调）。