天然砂石骨料碾压混凝土质量控制概要

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）。

已确定的各车间制砂设备工况及主要参数，如下表：

各车间制砂设备工况及主要参数表

通过各个车间生产工况的调整，确保成品砂细度模数始终控制在中砂范围，石粉含量控制在国家现行标准范围以内。

（3）细骨料含水率的质量控制

在砂石加工系统第二筛分车间与棒磨车间成砂后，经螺旋洗砂机进行砂水分离后，通过直线脱水筛进行机械脱水。

细碎及超细碎车间采用干法生产工艺，将筛分后的干砂掺入成品砂中，以降低含水量。

进入成品砂堆场后，分区堆存，利用盲沟进行自然脱水。