第２２卷第６期 贵州水力发电 ＧＵＩＺＨ０Ｕ ＷＡＴＥＲ ＰＯＷＥＲ ２００８年１２月 ・试验与研究・ 沙沱水电站四级配碾压混凝土拌和物性能试验研究 吴元东 （贵州乌江水电开发有限责任公司沙沱电站建设公司，贵州 沿河５６５３００） 摘要：现有技术规范规定碾压混凝土一般采用二、三级配，最大粒径为４０～８０ ｍｍ，目前国际国内对四级配碾压 混凝土的研究和应用几乎是空白。本文以乌江沙沱水电站工程为研究背景，在国内首次系统地全面地开展了四 级配碾压混凝土配合比、性能及施工工艺试验研究。通过原材料选择、配合比设计、施工工艺调整，克服了四 级配碾压混凝土设计和施工可能存在的缺点和困难，使四级配碾压混凝土在筑坝技术中成为现实，对推动筑坝 技术的进步具有重大的技术经济效益和广阔的应用前景，填补了在四级配碾压混凝土研究领域中的空白。 关键词：水工材料；四级配碾压混凝土；混凝土拌和物性能试验；沙沱水电站 中图分类号：ＴＶ５２８．０６２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００７—０１３３（２００８）０６－ｏ０５６—０３ ０ 引言 乌江为长江右岸最大支流，多年平均径流量为 白。本文仅就四级配碾压混凝土拌和物性能展开试 验研究。 ５３４亿ｍ ，集中落差为２ １２４ ｍ，是我国十二大水 电基地之一。沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游 约７ ｋｍ处，是乌江干流开发选定方案中的第９级。 工程枢纽由碾压混凝土重力坝、左岸引水发电系 １ 四级配碾压混凝土拌和物性能试验 １．１试验原材料 沙沱水电站大坝四级配碾压混凝土试验原材料 采用茂田４２．５普通硅酸盐水泥、大龙电厂粉煤灰、 南京瑞迪高新技术公司的ＨＬＣ—ＮＡＦ缓凝高效减水 剂、山西桑穆斯建材化工有限公司的ＡＥ引气剂。 统、地面厂房、右岸５００ ｔ级船闸等主要建筑物组 成。该电站碾压混凝土重力坝坝高１０１ ｍ，坝顶长 ６３１ ｍ。工程以发电为主，兼顾航运，装机容量为 ４×２８０ ＭＷ，年设计发电量为４５．５２亿ｋＷ・ｈ，水 库总库容为７．７亿ｍ ，工程计划于２０１１年首台机 组发电。 工程现场使用的粗、细骨料，其特大石粒径为１２０ ｍｍ；人工砂细度模数为２．７２，石粉含量为 １４．２％。 １．２试验方法 目前，沙沱水电站大坝常态混凝土已用到四级 配，骨料最大粒径达到１５０ ｍｍ。骨料最大粒径的 沙沱水电站大坝机拌四级配碾压混凝土的出机 拌和物照片见图１、图２，按照《水工混凝土试验规 增加带来的最大好处是胶凝材料用量减少，降低混 凝土温升，从而达到节约投资和保证工程质量的良 好效果。而对于碾压混凝土，现有技术规范规定一 般采用二、三级配，最大粒径４０—８０ ｍｍ。目前国 程》（ＳＬ３５２－－２００６）碾压混凝土拌和物工作度（ 值）的试验方法测定 值：混凝土立方体试模规 格为４５０ ｍｍ×４５０ ｍｍ×４５０ ｍｍ，将四级配碾压混 凝土拌和物分２层装入试模中，每层混凝土拌和物 装入后，均放上成压板及振动器，加压振动成型。 １．３基本用水量试验 际国内对四级配碾压混凝土的研究和应用几乎是空 白，主要是由于骨料粒径增加、碾压混凝土拌和物 的骨料包裹较差和大骨料分离的问题，制约了四级 沙沱水电站大坝四级配碾压混凝土基本用水量 配碾压混凝土的应用。 本课题以沙沱水电站工程为研究背景，在国内 首次系统全面地开展四级配碾压混凝土配合比、性 能及施工工艺试验研究。通过先进的原材料选择、 试验采用０．５０水胶比、６０％粉煤灰掺量、３０％砂 率，石子组合比为特大石：大石：中石：小石＝２０： ３０：３０：２０，试验研究不同用水量下的 值，初步 确定符合 值要求的四级配碾压混凝土的基本用 配合比设计、施工工艺调整，克服了四级配碾压混 凝土设计和施工可能存在的缺点和困难，使四级配 碾压混凝土在筑坝技术中成为现实，对推动筑坝技 收稿日期：２００８—０６—２７ 术的进步具有重大的技术经济效益和广阔的应用前 景，填补了在四级配碾压混凝土研究领域中的空 ・作者简介：吴元东（１９７０－－），男，贵州省仁怀市人，工学硕士，高 级工程师，长期从事水电工程建设管理工作，现任沙沱 电站建设公司经理。 ５６・ 吴元东：沙沱水电站四级配碾压混凝土拌和物性能试验研究 ２００８年第６期 图１ 沙沱水电站大坝四级配碾压混凝土拌和物 图２沙沱水电站大坝测定四级配碾压 混凝土拌和物的ＶＣ值 水量。试验结果表明，当 值取４～６ ｓ时，四级 配碾压混凝土的基本用水量为７２—７０ ｋｇ／ｍ ，与三 级配碾压混凝土相比可以降低８—１０ ｋｇ／ｍ 用水量， 节约胶凝材料ｌ６—２０ ｋｇ／ｍ 。 １．４砂率的选择试验 沙沱水电站大坝四级配碾压混凝土沙率的选择 试验采用０．５０水胶比、７２ ｋｇ／ｍ。用水量、６０％掺 量粉煤灰，石子组合比为特大石：大石：中石：小 石＝２０：３０：３０：２０，试验研究砂率对 值的影响 以及选择符合 值要求和适合四级配碾压混凝土 施工的砂率。试验采用３２％、３０％和２８％三个砂 率进行四级配碾压混凝土的砂率选择试验。试验结 果表明，随着砂率的增大， 值略有加大；但砂 率在３２％～２８％范围内对 值的影响不大，也未 见砂率为２８％时 值加大的现象，这是因为碾压 混凝土的砂率比常态混凝土的砂率要丰富。从拌和 物的外观看，四级配碾压混凝土砂率选择３０％较 为合适，与三级配碾压混凝土的砂率为３４％相比， 也比较符合规律。 １．５石子组合比对 值及振实湿密度的影响试 验 在常态混凝土配合比设计中，以石子的最大振 实密度来确定石子的组合比。由于碾压混凝土是超 干硬性混凝土，为提高大骨料的抗分离能力，三级 配碾压混凝土的石子组合比基本上为３：４：３，而不 按最大振实密度来确定石子的组合比。对于四级配 碾压混凝土来说，其石子组合比的选择既要有较大 的振实密度，也要满足振动碾压施工的要求，以避 免大骨料严重分离，出现骨料架空、碾压不密实的 现象。 沙沱水电站大坝四级配碾压混凝土石子组合比 试验采用０．５０水胶比、７０ ｋｇ／ｍ 用水量、６０％掺 量粉煤灰、３０％砂率，试验研究不同石子组合比对 四级配碾压混凝土ＶＣ值及振实湿密度的影响。试 验结果表明，四级配碾压混凝土的ＶＣ值随着大骨 料比例的增大而减小；在相同加压振动成型条件 下，３种石子组合比的四级配碾压混凝土的振实湿 密度都能达到２ ４００ ｋｇ／ｍ 以上，其中以特大石：大 石：中石：小石为２．５：３：２．５：２组合的振实湿密度最 高。由于室内采用强制式拌和机拌和，出料高度不 大，装料成型时也可以避免大骨料过分集中，不能 明显区别３种石子组合比的抗分离性能，在实际施 工中３：３：２：２组合比的抗分离弱点可能会更突现一 ４ ４ ４ ４ ４ ４ ４ ４ ４ 些。从劈开的碾压混凝土中可以观察到，３种石 子组合比中的大骨料与砂浆的结合都比较好，但 ３：３：２：２组合比的碾压混凝土显得大骨料偏多，比 较三级配碾压混凝土的石子组合比３：４：３，四级配 碾压混凝土的石子组合比采用特大石：大石：中石： 小石为２．５：３：２．５：２或２：３：３：２是比较合适的。 趔 图３沙沱水电站四级配碾压混凝土 １ ２ ３ 石子组合比 （石子组合比中１为２：３：３：２，２为２．５：３：２．５：２，３为３：３：２：２） 图４沙沱水电站四级配碾压混凝土 ＶＣ值与石子组合比关系曲线 ・５７・ 第２２卷第６期 ２ ２ 一 山． 一、 稍 ２ 贵州水力发电 ２ ２ ２００８年１２月 适，与三级配碾压混凝土的砂率为３４％相比，也 比较符合规律。 （３）四级配碾压混凝土的ＶＣ值采用４—６ ８较 为合适，不仅加压振动成型的湿密度能达到２ ４００ ｋｇ／ｍ 以上，而且大骨料表面裹浆情况较好，有利 于提高大骨料表面与砂浆的黏结强度。 （４）从劈开的碾压混凝土中可以观察到，３种 石子组合比碾压混凝土中的大骨料与砂浆的结合都 比较好，但３：３：２：２组合比的碾压混凝土显得大骨 １ ２ ３ 石子组合比 料偏多，比较三级配碾压混凝土的石子组合比３：４： （石子组合比中１为２：３：３：２，２为２．５：３：２５：２，３为３：３：２：２） ３，四级配碾压混凝土的石子组合比采用特大石：大 图５沙沱水电站四级配碾压混凝土振实湿密度 石：中石：小石为２．５：３：２．５：２或２：３：３：２是比较合 与石子组合比关系曲线 适的。 ２ 结束语 （５）四级配碾压混凝土是一个值得进行试验研 究和具有使用前途的新的碾压混凝土品种。关于相 （１）当 值取４～６ Ｓ时，四级配碾压混凝土 同水胶比下，大骨料用量增加对抗拉强度、极限拉 的基本用水量为７２～７０ ｋｇ／ｍ ，与三级配碾压混凝 伸值和弹性模量的影响，以及对施工工艺的要求等 土相比，可以降低８～１０ ｋｇ／ｍ。用水量，节约胶凝 一系列问题，沙沱水电站工程正在进行系统的室内 材料１６—２０ ｋｇ／ｍ。。 和现场的专题试验研究，以使这一新的碾压混凝土 （２）四级配碾压混凝土砂率选择３０％较为合 品种尽快在工程实际中得到应用。 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｂｅｈａｖｉｏｒ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ ＲＣＣ Ｍｉｘｔｕｒｅ ｗｉｔｈ Ｄｅｇｒｅｅ ４ ｏｆ Ｇｒａｄａｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｈａｔｕｏ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ＷＵ Ｙｕａｎ－ｄｏｎｇ （Ｓｈａｔｕｏ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｕｊｉａｎｇ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｌｔｄ，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ，５５０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｐｅｃｉｉｆｅｄ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｎｏｗ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｓｅｔ ｔｈａｔ ＲＣＣ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ａｄｏｐｔ ｄｅｇｒｅｅ ２ ｏｒ ３ ｏｆ ｇｒａｄａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｉｓ ｆｒｏｍ ４０ ｔｏ ８０ ｍｍ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ＲＣＣ ｗｉｔｈ ｄｅｇｒｅｅ ４ ｏｆ ｇｒａｄａｔｉｏｎ ｉｓ ａｌｍｏｓｔ ｖａｃａｎｔ ｉｎ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ．Ｍａｋｉｎｇ Ｓｈａｔｕｏ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ａｔ ｉｆｒｓｔ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｍｉｘ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ，ｂｅｈａｖｉｏｒ，ａｎｄ ｔｅｓｔ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＲＣＣ ｗｉｔｈ ｄｅｇｒｅｅ ４ ｏｆ ｇｒａｄａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍａｔ— ｉｃａｌｌｙ ａｎｄ ｆｕｌｌｙ．Ｂｙ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｍｉｘ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｈｉｅｓ ｉｎ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＲＣＣ ｗｉｔｈ ｄｅｇｒｅｅ ４ ｏｆ ｇｒａｄａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｕｒｍｏｕｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ＲＣＣ ｗｉｔｈ ｄｅ． ｒｇｅｅ ４ ｏｆ ｇｒａｄａｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｐｕｔ ｔｏ ｕｓｅ ｉｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｄａｍ．Ｉｔ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔ， ｗｉｄｅｌｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ．Ｉｔ ｉｆｌｌｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｖａｃａｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ＲＣＣ ｗｉｔｈ ｄｅｇｒｅｅ ４ ｏｆ ｒｇａｄａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ；ＲＣＣ ｗｉｔｈ ｄｅｇｒｅｅ ４ ｏｆ ｇｒａｄａｔｉｏｎ；ｂｅｈａｖｉｏｒ ｔｅｓｔ ｔｏ ＲＣＣ ｍｉｘｔｕｒｅ；Ｓｈａｔｕｏ Ｈｙｄｒｏ． ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ 洪家渡水电站获建设工程鲁班奖 ２００８年１１月１０日，由中国建设工程鲁班奖评审委员会颁布的２００８年度中国建设工程鲁班奖（国家 优质工程）评选结果已公示，其中由贵州乌江水电开发有限责任公司负责建设的乌江洪家渡水电站名列榜 中。 据悉，这是“新鲁班”奖评选办法修订后进行的首次建设工程评审，电力行业共有６项工程入围了 本年度建设工程鲁班奖。 （本刊摘自《乌江水电》报２００８年第１Ｉ期） ・５８．