碾压混凝土重力坝建设中水泥的选用

【摘要】文章根据晒北滩水电站拦河大坝为全段面碾压混凝土重力坝, 从工程监理的角度, 对混凝土质量要求高的要求, 参考水泥单价、运距、运费, 来决定选用水泥厂家, 合理选用水泥, 既提高了工程质量, 又为业主节约了大量资金。

【关键词】晒北滩水电站碾压混凝土水泥选用

1 工程概况

　　祁阳县晒北滩水电站拦河大坝为全段面碾压混凝土重力坝, 坝高97 m, 坝顶高程302.0 m, 坝顶宽为10 m, 坝顶全长248 m, 分9 个坝段, 溢流坝堰顶高程292 m, 设置3 孔12 m×8m 钢质弧型闸门, 采用挑流形式进行消能。基岩面为2.0 m 厚C20 常态混凝土垫层, 上游为RccC20 防渗面板, 中间为RccC15 /Ⅲ碾压混凝土, 溢流坝段溢流面为C30 高标号抗冲耐磨混凝土。大坝混凝土总方量为33.5 万m3, 其中碾压混凝土方量约28.5 万m3, 常态混凝土约5 万m3。

2 水泥的选用

　　大坝碾压混凝土材料的选择, 从2005 年10 月开始到2006 年5 月, 对祁阳县及附近的水泥厂所生产的水泥进行取样检验, 经几十次抽样检验发现, 存在几个问题: 一是水泥与外加剂适应差, 出现假凝、急凝现象, 特别在掺加木质素磺酸钙时十分明显, 主要原因是水泥厂的调凝剂是使用硬石膏或氟石膏, 对于碾压混凝土的大体积和大仓面不适应; 二是祁阳县内水泥厂产品质量不稳定, 水泥强度时高时低, 对某水泥厂抽检7 次, 有4 次强度达不到标准要求( 低于32.5 MPa) , 另一水泥厂抽检时发现安定性不良, 这对大坝碾压混凝土施工十分不利, 将会造成质量事故; 三是水泥凝结时间短, 水泥初凝时间一般在( 1.5～2) h, 对大体积大仓面混凝土根本无法施工。2006年5 月底至6 月初, 监理部派监理人员与业主领导一起对晒北滩水电站附近100 km 范围内的水泥厂的水泥质量和矿物成分进行调查, 依据水工碾压混凝土施工规范招投标文件, 设计要求对数家上规模的厂家进行调查取样, 最后选定5 家, 对这5家厂生产的水泥采取看、查、抽样检查的形式, 首先查该厂近三年来生产的水泥强度、安定性、凝结时间, 生料、熟料的矿物成分等试验成果, 经过计算比较, 哪家的水泥质量比较稳定,水化热低( 或接近中热水泥) 和矿物成分与我们施工所要求的水泥最接近, 就重点抽样检查哪家的水泥。

3 合理选用水泥的经济效益

　　参考水泥单价、运距、运费, 来决定选用的水泥厂家。因晒北滩水电站是民营企业, 必须注重经济效益, 通过分析比较,最后选定冷水滩卫宏水泥有限责任公司生产的湘卫牌普通硅酸盐水泥, 它的各项指标与业主、设计的要求相接近, 特别是该水泥抗折强度较高, 达到52.5 MPa 的水泥的抗折要求, 水化热低( 3d 234kJ /kg) 这对大坝抗裂十分有利。该厂为了满足大坝施工掺加外加剂的要求, 将调凝剂硬石膏改为二水石膏,这样与外加剂适应性良好。按当时市场价格, 如购买某某牌PO32.5 水泥单价230 元/t, 运费38 元/t, 而湘卫牌水泥190元/t, 运费36 元/t, 每吨节约资金42 元, 大坝水泥用量按4.5万t 计算, 则为业主节省资金189 万元。厂房原用某厂水泥,市建筑质监站配合比设计每立方米混凝土水泥用量356 kg,改用湘卫水泥后, 掺高效减水剂, 每立方米混凝土水泥用量为202 kg, 每立方米混凝土节省水泥154 kg, 厂房混凝土按12 800 m3 计算, 可节省水泥近2 000 t, 节省资金58 万元( 厂房水泥单价296 元) , 监理部在选择材料过程中, 积极为业主着想, 在保证材料质量的前提下, 努力为业主节约投资。

　　总之, 合理选用水泥, 既提高了工程质量, 又为业主节约了大量资金, 如在混凝土中掺加高效缓凝减水剂, 减水率达到15%～25%, 与木钙比较, 仍可节约水泥20%, 晒北滩水电站水泥总用量按5 万t 计算, 可节约水泥1 万t, 可为业主节约水泥资金268 万元, 还可以减少混凝土中水化热, 预防大坝开裂, 减少温控费用, 提高了大坝混凝土的质量。