内容发布更新时间 : 2024/5/24 8:11:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

HF抗冲磨混凝土在洪口大坝溢流面中的应用

摘要:洪口水电站大坝是国内为数不多的高碾压混凝土重力坝之一,溢流坝反弧底部下游流速较大,一般在40m/s左右,个别点最大流速近43m/s,在国内同类型工程中,流速较大。在校核、设计工况及当闸门开启3m以上时,陡槽段和反弧段部分水流空化数较低,空化数多数小于0.3,对混凝土的抗冲磨性能有较高要求。

关键词：洪口水电站大坝；溢流面； HF抗冲磨砼；施工技术应用 1.工程简介

1.1洪口水电站位于福建省宁德市洪口乡境内,电站水库总库容4.497亿m3,属Ⅱ等大(2)型工程。拦河坝为碾压混凝土重力坝，拦河坝坝顶高程168.00m，坝底高程38.00m，最大坝高130.00m。坝体混凝土总量为76.8万m3，其中碾压混凝土65.7万m3，常态混凝土11.12万m3。

1.2溢洪道陡坡段坝下0+51.471以上部分的溢流面砼设计强度为90dC35W6F100常态混凝土，陡坡段坝下0+51.471以下部分及反弧段溢流面设计强度为90dC50W6F100耐磨、抗冲砼。

2.HF混凝土简介

HF混凝土（HF高强耐磨蚀粉煤灰砼），是由HF外加剂、优质粉煤灰、符合要求的砂石骨料和水泥等组成并按一定的施工工艺要求浇筑的混凝土。HF砼具有干缩性小、和易性好，水化热温升小，施工简单易行，原材料易得，造价低廉等优点。

2.1HF混凝土抗冲耐磨机理

在HF外加剂的激发作用下，活性被激发，与水泥水化产生的Ca(OH)2发生快速反应，生成S-C-H凝胶，即显著提高混凝土的整体强度并使混凝土的胶凝产物致密、坚硬、耐磨，改善胶材与骨料间的界面性能，使混凝土形成一种较均匀的整体。

3.HF混凝土施工

施工前,委托福建省水利水电勘察设计院进行了专项试验研究, 施工中邀请了HF 厂家代表进行现场指导,联合体经过精心组织,合理调配资源,同时进行了多次的现场生产性试验,探索出一条适合洪口大坝工程溢流面HF砼原材料选用具体如下:

3.1原材料品质选用

水泥、粉煤灰、砂石、缓凝高效减水剂均用本工程大坝已经选定和使用的材

料。

3.1.1水泥

水泥用“福源鑫”P.O42.5R，其中水泥的溶物含量为16.18%,碱含量为1.03%，细度3~5%；

3.1.2粉煤灰

粉煤灰采用”富屯”Ⅱ级灰，由邵武华英粉煤灰有限公司生产，细度为12.2~16%，烧失量在2.5~7.7%,活性指数较高,达86%；

3.1.3粗细骨料

砂石料选用坝址附近天然河砂、河卵石轧制的碎卵石。砂子细度模数在2.26~2.71之间，为中粗砂，砂的饱和面干表观密度不小于2.57g/cm3、吸水率为2.1%以内；粗骨料最大粒径不大于40mm，碎卵石中吸水率1.4%~1.7%以下。

3.1.4外加剂

外加剂采用甘肃省电力科学研究院生产的HF外加剂，粉剂,掺2.5%时减水率为29.2%。

其它材料品质须满足《水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）》的要求。

3.2确定施工配合比

3.2.1室内试拌成果

室内共进行了相同水泥用量、不同粉煤灰用量，相同胶凝材料总量、不同粉煤灰掺量的混凝土试拌，试拌成果见表1

表1 混凝土室内试拌成果表 序

号 配合比（kg/m3） 抗压强度

水 水泥 煤灰 粉煤灰掺量 外加剂 W/C+F W/C SP（%） R7 R28

1 100 290 64 18% 2.5% 0.28 0.341 30 49.0 61.8

2 100 290 40 12% 3.0% 0.30 0.345 30 44.4 59.8

3 102 287 32 10% 2.5% 0.32 0.355 30 39.8 52.7

4 102 268 51 16% 2.5% 0.32 0.381 30 41.9 53.6

5 102 255 64 20% 2.5% 0.32 0.40 30 40.7 52.6

从表中可以看出,掺HF外加剂时混凝土用水量仅约102 kg/m3,而掺其它普通减水剂经验用水量约120 kg/m3,说明HF外加剂有较好的减水效果,对抗压强度增强效果明显。

从试验中可以看出，粉煤灰掺量在18%左右时，HF激发粉煤灰活性效果较好，当水胶比不变，胶凝材料总量不变下，粉煤灰掺量变化在一定范围内变化时，其抗压强度变化较小。

3.2.2配合比参数调整

综合专家组意见,最终洪口水电站溢流面混凝土设计配合比为C9050W6F100(HF砼)，其底层为C9035W6F100砼,导墙为C2820砼。

3.2.3施工配合比

根据试拌成果,结合考虑混凝土和易性和施工工艺,HF砼坍落度不大于3cm，与HF砼同步浇下简称导墙砼和溢流面底层砼坍落度宜为3～5cm，在满足施工性能的前提下取小值。每次拌和用水量及外加剂用量须严格控制。

通过拌合物性能、物理力学性能、干缩变形性能、抗冲磨性能对比试验，特别是抗冲磨性能试验，掺HF的混凝土较理想，造价也低，并且不需要另掺其它外加剂等特点，根据试验研究结果，施工配合比见表2

表2 HF抗冲磨混凝土配合比 序

号 水胶比W/(C+F) 粉煤灰掺量F/(C+F) 砂率(%)每方混凝土材料用量(kg/m3）

水 水泥 粉煤灰 砂 小石 中石 HF外加剂

1 0.33 0.20 34 104 256 64 678 593 724 8.00

2 0.31 0.18 32.5 104 278 61 644 602 735 8.48

注:1.表中骨料为饱和面干状态;