高性能C70泵送硅粉混凝土在小浪底工程中的应用

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摘要 小浪底工程的主要泄洪建筑物孔板洞、排沙洞、明流洞使用了C70高标号的硅粉混凝土，为满足设计要求，混凝土中掺用了粉煤灰、硅粉，大多数为泵送入仓。通过对高强混凝土配合比的设计，以及对施工过程中进行质量控制，证明C了0泵送高强混凝土在小浪底工程的应用是成功的。

关键词 高强混凝土配合比设计水泥砂石料

小浪底工程的主要泄洪建筑物孔板洞、排沙洞、明流洞使用了C70高标号的硅粉混凝土，数量约50万m3。为保证混凝土的抗冲耐磨性能，设计强度等级为C70，抗渗标号S6，抗冻标号D50。为满足设计要求，混凝土中掺用了粉煤灰、硅粉，大多数为泵送人仓。

一、混凝土原材料及生产设备

1．水泥
采用洛阳和渑池水泥厂生产的P0525R(旧标准表示符号，下同)和525MH两种水泥；粉煤灰采用Ⅱ级粉煤灰；硅粉系压密产品，制成硅粉浆使用。各胶凝材料性能检测结果表明，均满足合同《技术规范》的要求。

2.外加剂
系进口西卡(Sika)公司产品。有减水剂(V2)、增塑剂(NN)、缓凝剂(Retarder)、引气剂(AER)，性能检测均足合同《技术规范》的要求。

3．砂石料
开采、筛分均自坝址下游约10km处的连地料场，产量可达700t/h。拌和楼附近备有成品料仓。在拌和衡量前可对粗骨料进行二次筛洗脱水，骨料性能检测指标满足合同《技术规范》的要求。

4．生产设备
混凝土拌和系统系美国JOHNSON公司设备。配有4X3.5m3自落式拌和罐，常规混凝土产量为200m3/h，衡量、记录全部由计算机控制。配套有制冰系统，设计制冰量可达5～6t/h，最低温度达8t，可保证掺冰70kS/m3以上，混凝土运输搅拌车每车可装运6—12m3混凝土。

二、C70级混凝土配合比的选用

1．采用标准
合同《技术规范》规定：混凝土配合比由国际承包商依据美国《普通混凝土、重质混凝土及大体积混凝土配合比选择的标准方法》(ACl211.1)进行试验后，经工程师审批后投入使用。

2．配合比设计、控制
国际承包商在混凝土质量控制方面最关注的是平均强度和坍落度，对W/C控制则是次要的；在质量统计数据中，不出现离差系数、强度保证率特征值。
从他们提供的C70混凝土配合比中可以看出：同级配C70混凝土，W/C变化幅度在0.21～0.27；在单位用水量与坍落度的关系方面也不易看出设计规律。如A1/A2-2配合比坍落度为16～18cm，用水量为125kg；Al/A2—4配合比级配、坍落度与其相同，而加水量仅94kg；再有Al-P14-2配合比设计坍落度为13～16cm，而加水量仍为94kg；还有同等级混凝土设计坍落度相同，三级配加水量大于二级配加水量的反常现象。如A2-P10三级配混凝土加水量为110kg，改为二级配后加水量减为99kg。当混凝土强度达不到设计要求应降低W/C时，却在增加水泥用量的同时，又增加了用水量，显然与我们的做法不同。

三、采取的措施

1．按设计强度要求，参考混凝土强度保证率，确定配制强度
合同《技术规范》规定的混凝土强度等级为C70,评定验收标准是：
①任何5个连续抗压试验结果的平均值要大于等于规定强度；
②5个连续抗压试验结果中低于规定强度的试件不得多于1个，最低的试验结果与规定抗压强度之值不得大于3.5MPa。

这里没有明确提出各部位工程混凝土强度保证率。若采用国内混凝土配制强度的做法，可较好地从根本上保证设计强度。若混凝土强度保证率按80%(最低限)考虑，按实际混凝土强度统计平均离差系数(CV)0.10计算，其混凝土配制强度应为：

R配=R标/ 龄期 统计组数 平均值 标准差 离差系数 评价 保证率 65 28 491 71.1 7.02 0.10 - 80.7 70 90 407 804 6.91 0.09 优良 93.3   4．调整混凝土流动性测试技术 我国现行规程未作专门要求，建议在室内建立坍落度与扩散度的测试数据关系，现场以扩散度为主，坍落度为辅，评定流动性。国内有资料介绍将坍落度桶倒置，装满后测试拌和物流：下的时间来评定混凝土可泵性的方法可以参考。
5．高强混凝土质量统计评估方法探讨 采用现行《水工混凝土施工规范》SDJ207-82中规定的数理统计方法。当样本数量大于30组时，计算出强度保证率，以抗压强度离差系数值大小判定优劣等级。C70混凝土的离差系数CV均为0.09～0.10，均匀性为“优秀”；依据《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001规定衡量混凝土生产质量水平以试件28天龄期抗压强度标准差表示。从标准差绝对数值来讲，已超过了6.0MPa，就这样的标准差而言，已不是高水平、高质量的混凝土。

可见这两个规范具体评价混凝土生产质量水平时的结论是不一致的，建议专家对高标号混凝土质量评定方法进行研究。
五、结 语
经过了大量的生产实践和验证试验，C70泵送高强混凝土在小浪底工程取得了成功地运用。体会如下： 　　
①选用水泥等级应不低于42.5MPa，W/C控制在0.23～0.26；特别是应选用低碱含量、低水化热的水泥品种。 　　
②粗骨料最大粒径应小于等于63mm，宜用或多用人工碎石，增加骨料表面与水泥的胶结能力。 　　
③宜掺用20%左右的粉煤灰，硅粉掺量以5%～8%为宜；用7天或28天龄期控制早期强度，将强度设计龄期定为56天或如天或者更长。 　　
④泵送混凝土的流动性测试，建议采用坍落度与扩散度相结合的测试方法评估其和易性。
(作者为小浪底工程咨询有限公司西霞院项目部副总监、高级工程师)

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