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碾压混凝土

/roller-compacted concrete/
条目作者孔祥芝

孔祥芝

最后更新 2022-12-23
浏览 222
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采用振动碾碾压振实的干硬性混凝土。

英文名称
roller-compacted concrete
所属学科
水利工程

凝固前与常规混凝土拌合物性能完全不同,凝固后与常规混凝土性能基本相同。碾压混凝土源于20世纪20年代末的贫混凝土、干贫混凝土。

碾压混凝土对水泥品种没有特殊的要求,凡是能用于配置常态混凝土的水泥均可用于配置碾压混凝土。掺合料有粉煤灰、水淬铁矿渣、磷矿渣、凝灰岩、天然火山灰、石灰石粉等。大多数工程碾压混凝土采用Ⅰ、Ⅱ级低钙粉煤灰(F类)。在粉煤灰资源匮乏地区的一些工程采用其他掺合料,如云南景洪水电站碾压混凝土采用磨细水淬铁矿渣和石灰石粉双掺料,两者的比例为50∶50;大朝山水电站工程使用了PT掺合料,由50%磷矿渣和50%的凝灰岩混磨而成。天然骨料和人工骨料均能用作碾压混凝土骨料,人工骨料的岩性可以是石灰岩、花岗岩、白云岩、玄武岩、大理岩、砂岩等。为获得良好的可碾性,碾压混凝土宜选用石粉(粒径≤0.16毫米的颗粒)含量高的细骨料,人工砂石粉含量一般控制在12%~20%,其中粒径≤0.08毫米的微粒含量不宜小于5%,细度模数一般控制在2.2~2.9;天然河砂的石粉含量普遍较低,通常采用粉煤灰代砂或外掺石粉等措施提高石粉含量,细度模数一般控制在2.0~3.0。碾压混凝土普遍掺加减水剂和引气剂,减水剂为萘系缓凝高效减水剂,减水率一般为15%~20%;引气剂在碾压混凝土中引气比在常态混凝土中困难,为了达到足够的引气量,掺量至少要比常态混凝土增加5~10倍。

碾压混凝土配合比按照“水胶比”定则和“用水量”定则设计,采用绝对体积法计算。单位用水量与胶凝材料用量比普通混凝土低,用水量75~100千克/米3,胶凝材料用量100~190千克/米3,其中粉煤灰(掺合料)掺量50%~70%,水泥用量50~100千克/米3。砂率比普通混凝土大,砂率范围30%~39%。骨料采用三级配(最大骨料粒径80毫米)或二级配(最大骨料粒径40毫米)。

碾压混凝土为干硬性混凝土,拌合物坍落度为零,工作性用VC值表示,即混凝土振动液化泛浆所需时间,单位为秒。早期碾压混凝土采用比较高的VC值,后来逐渐减小。如坑口大坝碾压混凝土VC值为15~25秒,光照水电站碾压混凝土VC值为3~5秒。根据大量工程实践,适宜现场碾压的VC值范围为3~12秒,在满足正常碾压的条件下,可采用低VC值。碾压混凝土设计龄期为90天或180天,设计强度等级通常为C10~C25,外部混凝土抗冻等级F50~F300,内部混凝土抗冻等级F50~F100,大坝上游面二级配碾压混凝土抗渗等级W8~W12,内部三级配碾压混凝土抗渗等级W4~W8。与常态混凝土相比,碾压混凝土的极限拉伸值、干缩、绝热温升较低,极限拉伸值一般为0.65×10-6~0.95×10-6

碾压混凝土施工工序包括拌合、运输、摊铺、碾压、成缝、养护等。拌合宜选用强制式搅拌设备,也可采用自落式或强制连续式搅拌设备。运输入仓主要采用自卸汽车、皮带运输机、负压溜槽(管)、满管溜槽(管)等方法。摊铺平仓采用平仓机、推土机。碾压采用振动碾,振动碾行走速度应控制在1.0~1.5千米/时。成缝方式先后经历了掏槽预制隔缝板、造孔填干砂的诱导孔及切缝机具切缝等多种形式。碾压混凝土采用薄层浇筑,碾压完成后的层厚通常为30厘米。

碾压混凝土是将土石方施工机械容量大、速度快、大面积作业的优点和混凝土强度高、耐久性好的特点融为一体,作为筑坝材料得到了迅速发展。1980年,日本建成的岛地川重力坝,第一次在坝心(内部)采用碾压混凝土;1982年,美国建成的柳溪坝(Willow Creek),第一次在全坝采用碾压混凝土;1986年,中国第一座碾压混凝土坝在福建省坑口水电站开始修筑。中国已建成的最高碾压混凝土重力坝(坝高200.5米)为贵州的光照水电站。碾压混凝土的技术进步使得碾压混凝土坝已成为最重要和发展最快的坝型之一。

  • 贾金生,陈改新,马锋玲,等.碾压混凝土坝发展水平和工程实例.北京:中国水利水电出版社,2006.
  • 贾金生.中国大坝建设60年.北京:中国水利水电出版社,2013.
  • 田育功.碾压混凝土快速筑坝技术.北京:中国水利水电出版社,2010.
  • 姜福田.碾压混凝土.北京:中国铁道出版社,1991.
  • 方坤河.碾压混凝土材料 结构与性能.武汉:武汉大学出版社,2004.

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