【大体积混凝土】石虎塘温控方案

1概述

赣江为江西省第一大河流，自河源至吴城全长780km。其中万安以上为上游，长350km，河宽200m～600m，穿越山地和丘陵，地势较高，河床质多粗沙和卵砾石，部分河段为礁石，枯水平均比降0.32‰，属山区性河流；万安至樟树为中游，长263km，河宽一般600m～900m，跨越吉泰盆地，两岸台地丘陵相间，沿河两岸多为沙壤土组成的台地，长期受水流冲刷，岸线崩塌河床拓宽，枯水河面宽浅，枯水期平均比降0.16‰；樟树至吴城为下游，长167km，河宽约1000余米流经冲积平原，地势较低，两岸筑有圩堤，属平原河流，河床质多中、粗沙，枯水平均比降0.07‰。吴城至湖口属鄱阳湖区，长81km，枯水平均比降0.047‰，吴城以下20km的褚溪河口是鄱阳湖五河来水的总汇口。

石虎塘航电枢纽系赣江赣州至湖口河段自上而下6个规划梯级中的第3个梯级，坝址位于泰和县城公路桥下游26km的石虎塘村附近，下距吉安井冈山大桥33km，坝址左岸有赣粤高速公路京九铁路和105国道通过，现有航道等级为Ⅵ级，对外交通较方便。石虎塘航电枢纽工程处于赣江流域，赣江流域属亚热带湿润气候，春夏梅雨多，秋冬降雨少，春秋季较短，冬夏季较长，春寒夏热，秋凉冬冷，结冰期短，四季变化明显。

石虎塘航电枢纽工程W5标，主要包括左岸船闸、7.5孔泄水闸、左岸土石坝、坝顶公路桥、施工导流与水流控制及岸坡防护工程等。施工时间从2009年6月到2011年6月。其中泄洪闸底板及闸墩，船闸底板与上下闸首结构断面尺寸与实体尺寸均超过1m，混凝土一次浇注量大，属于典型的水工大体积混凝土。由于混凝土的水化热作用，混凝土浇筑后将经历升温期、降温期和稳

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定期三个阶段，在这个过程中混凝土的体积在温度变化影响下亦随之伸缩，若

各块混凝土体积变化受到约束就会产生温度应力，如果该应力超过混凝土的抗

裂能力将导致混凝土开裂；因此为了避免混凝土出现裂缝，提高混凝土耐久性，保证工程质量，必须对混凝土的配合比进行优化设计和采取温控养护措施。望项目部按温控方案制定详细的实施细则。

2船闸及泄洪闸混凝土配合比优化设计

2.1原材料的选择

水泥：江西青源（齐峰）水泥有限公司的P.042.5水泥；

粉煤灰：吉安井冈山华能电厂生产的Ⅱ级灰，需水比为94%，烧失量为4.04%；

矿粉：江西新华建材有限公司S95级灰，比表面积＞400m2/kg，实测为435 m2/kg；

外加剂：江西迪特科技有限公司HPW型聚羧酸外加剂；

粗骨料：石虎塘赣江卵石，采用3级配，粒径5～80mm；

细骨料：石虎塘赣江河砂，细度模数2.5～3.1；

拌合水：洁净水。

2.2 密实骨架堆积法混凝土配合比设计

当混凝土中水泥用量大时，其水化温升高，收缩大，易产生温度裂缝。为此，本课题组采用密实骨架堆积法进行混凝土配合比设计，从而达到了减少胶凝材料用量、提高混凝土耐久性和体积稳定性的目的。密实骨架堆积设计法不仅可以优化集料的组成级配，而且显著提高了混凝土材料的结构致密性，在保证混凝土具

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有良好工作性的条件下，最大限度的降低胶凝材料的用量进而提高混凝土的力学性能、耐久性和经济性。用密实骨架设计配合比，是通过寻求混凝土中的粗细骨料的最大密度来寻找最小空隙率，因为粉煤灰的密度及细度都比砂要小，因此可以在找出粗细骨料的最佳比例后，再通过寻求掺合料和粗细骨料的最大密度，计算出最紧密堆积时粗细骨料、掺合料的最佳比例。通过计算以及项目部提供的基础配合比综合考虑，利用缓凝型外加剂配制出以下配合比：

表2-1密实骨架堆积法混凝土配合比

编号标

号

各组分用量（kg/m3）

水水泥

粉

煤

灰

矿

粉砂

小石

（5-

20mm

）

中石

(20-

40m

m)

大石

(40-

80m

m)

外

加

剂

1 C20 108 81 61 36 644 410 547 410 1.78

2 C25 108 89 67 40 627 419 558 419 1.96

3 C30 108 98 7

4 44 58

5 432 57

6 432 2.16

试验，对密实骨架堆积法混凝土的3个配合比做了力学性能试验，得到数据如表2-2：

表2-2 各配比混凝土工作性能和力学性能

编号塌落度（mm）抗压强度（MPa）

7d 28d

1 40 11.1 18.6

2 35 13.1 21.6

3 35 14.8 24.5

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工作性能满足要求，虽然水工大体积混凝土以90天龄期评定，考虑到28天强度偏低，在不增加胶凝材料，不影响混凝土工作性能的前提下，进行了调整：

表2-3各标号混凝土优化配合比

编号标

号

各组分用量（kg/m3）

水水泥

粉

煤

灰

矿

粉砂

小石

（5-

20mm

）

中石

(20-

40m

m)

大石

(40-

80m

m)

外

加

剂

A C20 103.

2

81 61 36 645 411 548 411 1.82

B C25 100 89 67 40 630 420 560 420 2.0

C C30 99.4 98 74 44 610 427 569 427 2.20

表2-4 各配比混凝土工作性能和力学性能

编号塌落度（mm）抗压强度（MPa）

7d 28d

A 35 11.6 19.6

B 30 13.5 23.9

C 30 15.2 27.5

通过调整，在不改变胶凝材料总量的前提下，减小水灰比，微调减水剂的掺量，混凝土的工作性能满足设计要求的10-40mm的塌落度，28天强度从80%

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