黑泉水库混凝土面板堆砂砾石坝面板防裂技术探讨

　　10多年来，随着面板坝在我国不断兴建，面板混凝土技术水平有了很大提高，对面板混凝土所用的原材料及其配合比设计、混凝土各种性能以及面板结构中的有些问题有了进一步的认识，防止面板裂缝取得了很大进展，有的坝混凝土面板裂缝很少甚至没有发生裂缝。为使我国面板坝建设向更高水平发展，总结我国面板混凝土各个方面的经验，本文结合黑泉工程的实际，在当地环境气候条件下，从混凝土原材料的优选与混凝土配合比的优化、提高面板混凝土的抗裂能力，改进施工工艺，加强施工质量控制等方面进行了一些探讨。

　　1黑泉坝面板混凝土设计混凝土面板是大坝的主体防渗结构，它承受着比其他坝型的防渗体更大的渗透比降。为确保其安全运行，对面板混凝土的抗渗性和耐久性的要求，比强度更为重要。从国内外己建坝的运行情况可知，面板的主要问题是裂缝渗水，它影响到混凝土和钢筋的耐久性和大坝正常运行。防止面板开裂是混凝土面板坝设计的重要内容，应通过面板混凝土设计予以保证。黑泉水库混凝土面板设计技术性能要求如表1所示。

　　表1黑泉水库混凝土面板设计指标参数施工部位抗压强度（28d）MPa抗冻标号D抗渗标号S极限拉伸保证率P/离差系数Cv保证强度/MPa面板2840m高程以上面板2840m高程以下混凝土绝热温升，以减少混凝土的冷缩率。

　　12原材料优选1为使面板混凝土达到较高的抗裂性能，首先要结合面板混凝土的设计指标和当地材料的实际情况，尽量选用可大抗裂性能的原材料。

　　1.21水泥―94）规定面板混凝土的水泥品种“宜优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，其标号不低于425”。通过对水泥的物理、化学性能检测与经济比较，同时结合施工单位在西北各水电工程的施工实践，采用甘肃永登水泥厂生产的祁连山牌525散装中热硅酸盐水泥，其物理、力学、化学性能稳定，经抽样检测富裕系数在1.05~1.15之间，每批产品均有产品合格证，是理想的混凝土胶凝材料。

　　2砂石骨料混凝土砂石骨料采用阳山大湾和大河坝料场的天然砂砾石料，经筛分系统筛分冲洗后，按砂石骨料筛逐级堆放在储料场内，对其物理性能和坚固性进行了试验。砂的细度模数F.M= 3.3，属粗砂，其中乃<0.3mm的颗粒含量在0.2左右。粗骨料为卵石，针片状含量相对偏多，对混凝土的强度有所影响，但未超过15的指标规定。砂石骨料的坚固性试验采用硫酸钠饱和溶液浸烘法，经过5次循序，其重量损失率不超过设计要求。

　　（小石）、20~40mm（中石）两级配，其比例为：小石：中3外加剂和掺和料国内面板混凝土采用外加剂的情况有很大差别，绝大多数工程在面板混凝土中只掺用引气剂，黑泉则采用引气剂与高效减水剂复合使用。外加剂选用江苏江都外加剂厂生产的高效减水剂FDN及石家庄外加剂厂生产的DH9引气剂。外加剂性能试验按混凝土外加剂（GB8076 1997）进行，FDN掺量按厂家推荐掺量，FDN掺量在0.5~0.8时，减水率在18. ，符合高效减水剂一等品指标。由于大通桥头电厂粉煤灰质量达不到要求，经过比较选用山西神头二电厂的粉煤灰，粉煤灰的品质指标和等级评定依据水工混凝土掺用粉煤灰技术规范（DL/T5055―1996）进行检验，粉煤灰为优质一级灰。硅粉为青海民和硅铁厂生产，经检验质量符合标准。

　　施工用水为宝库河的水，经取样分析，符合设计要求。

　　1.3混凝土配合比设if1根据设计要求，配合比采用掺外加剂、粉煤灰和硅粉3种混凝土进行试验。经过大量的试验推荐3组配合比方案进行比较，如表2所示。其实测技术性能如表3所示。具体配合比参数确定如下：表2推荐混凝土配合比材料用量/kg.cm编号级配水灰比砂率/水泥水粉煤灰硅粉砂中石小石二表3混凝土实测各项性能编号塌落度含气量抗拉强度/MPa抗压强度/MPa弹性模量/104MPa极限拉伸/10抗渗性抗冻性干缩值0水灰比：水灰比是控制面板混凝土的抗渗性和耐久性的主要指标。水灰比愈大，则混凝土孔隙率亦大，因而透水性也大，根据黑泉坝处于高寒地区，海拔高程在2800m以上，极端低气温达一33.1抗冻要求高，经比较确定水灰比为0.35.（2）用水量：在水灰比的使用范围内，混凝土的用水量不受水灰比的影响，影响用水量的主要因素是水泥品种、外加剂和掺和料的种类和掺量、粗细骨料的级配以及施工时对混凝土拌合物塌落度的要求等因素。降低用水量对减少混凝土的收缩和渗透性，提高耐久性是十分有效的。因此，确定用水量为（3）掺合料：从表3可知，掺硅粉的混凝土比掺粉煤灰的混凝土前期强度高，能提高混凝土的抗冻和抗渗性能，可以改善施工性能，但硅粉混凝土的收缩率比粉煤灰混凝土的收缩率较大，易产生收缩裂缝。而掺粉煤灰的混凝土早期强度比硅粉混凝土低，后期强度长率较高，可以减少水化热和面板的收缩量，对防止裂缝很有利，可以减少混凝土透水性，提高抗侵蚀性，提高施工和易性并减少泌水和离析等优点。由于掺入粉煤灰将降低混凝土的抗冻性，只要合理应用引气剂使其具有一定的含气量，抗冻性可以保证。根据黑泉的实际情况，为了保证混凝土沿斜溜槽长90m下滑具有良好的和易性，且黑泉砂较粗，在加入一定DH9引气剂的情况下，掺入粉煤灰来取代部分水泥和砂。后确定掺入粉煤灰，掺量为53kg/m3.通过试验及对比分析，选定的混凝土施工配合比为M―9配合比。

　　2混凝土自身抗裂性能评价。武汉：湖北科学技术出版社，1997.方坤河，曾力，阮燕，吴定燕。混凝土面板堆石坝面板混凝土防裂性能的研宄。红水河，1996（4）4-5.（责任编辑：周群）1面板混凝土配合比设计思路面板混凝土的设计指标要通过混凝土配合比设计来保证的，为满足面板混凝土的施工技术要求，通过掺用高效减水剂、引气剂和降低水灰比来解决混凝土耐久性较低的问题，其次为了降低混凝土的绝热温升，考虑掺适量粉煤灰等量取代部分水泥，降低