蔣娟梅

（葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司 湖北 宜昌 443002）

1 工程概況

馬渡河水利水電樞紐工程所在的泗洋河流域?yàn)榍褰嫌斡野兜囊患?jí)支流，是五峰縣境內(nèi)的第二條大河，馬渡河電站壩址位于泗洋河下游的馬渡河段，距河口5.2km，其壩址以上控制面積392.9km2，壩址處年平均流量11.0m3/s，年徑流總量 3.47億m3，壩頂高程304.0m，正常蓄水位300.0m，發(fā)電死水位 270.0m，水庫總庫容 2463萬 m3，最大設(shè)計(jì)壩高99m。馬渡河水電樞紐工程是泗洋河流域開發(fā)的首期項(xiàng)目，是馬渡河干流梯級(jí)開發(fā)的骨干工程。馬渡河水電站工程總投資2.48億元，年利用小時(shí)3200h，多年平均發(fā)電量9300萬kW·h。

2 設(shè)計(jì)技術(shù)要求

依據(jù)《馬渡河大壩及廠房混凝土配合比試驗(yàn)大綱》要求，混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)要求見表1。

3 原材料的性能檢測

首先對(duì)原材料性能進(jìn)行逐項(xiàng)檢測，查找可能存在的因素。原材料性能檢測成果如下：

3.1 水泥

試驗(yàn)采用華新水泥（宜昌）有限公司普通42.5水泥，其品質(zhì)檢測成果見表2。

從表2可見，水泥所檢各項(xiàng)指標(biāo)均滿足《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（GB175-1999）標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 粉煤灰

采用石門恒興及石門金源電廠的Ⅱ級(jí)粉煤灰，其品質(zhì)檢驗(yàn)成果見表3。

從表3可見，兩種粉煤灰所檢各項(xiàng)指標(biāo)均滿足DL/T5055-1996中Ⅱ級(jí)粉煤灰要求。石門恒興粉煤灰細(xì)度和需水量比小于石門金源粉煤灰，但其燒失量和三氧化硫含量高于石門金源粉煤灰。

3.3 細(xì)骨料

細(xì)骨料采用壩肩開挖料場和李家槽料場人工砂，品質(zhì)檢測成果見表4。

從表4檢測成果看，壩肩開挖料場人工砂的吸水率較李家槽料場人工砂的吸水率高，壩肩開挖料場人工砂的堅(jiān)固性指標(biāo)超出規(guī)范要求，其他指標(biāo)檢測結(jié)果均滿足《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）及《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》（DL/T5112—2000）標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 水泥檢測成果表

表3 粉煤灰品質(zhì)檢測結(jié)果表

表1 大壩混凝土強(qiáng)度等級(jí)及主要技術(shù)指標(biāo)

表4 砂品質(zhì)檢測成果表

表5 粗骨料品質(zhì)檢測成果表

表6 摻高效減水劑混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果表

3.4 粗骨料品質(zhì)檢測

采用壩肩開挖料場和李家槽料場的人工粗骨料，原狀骨料運(yùn)到試驗(yàn)室后，經(jīng)篩分處理后進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。處理后的粗骨料品質(zhì)檢測成果見表5。

3.5 外加劑

在混凝土中摻入適應(yīng)性好的外加劑，可有效改善混凝土的性能，節(jié)約水泥用量，降低成本。室內(nèi)試驗(yàn)采用荊州鑫城特種材料有限公司生產(chǎn)的FDN-4緩凝高效減水劑（粉劑）、山東淄博開發(fā)區(qū)華偉建材有限公司生產(chǎn)的NOF-2B減水劑（粉劑），上海麥斯特有限公司的AIR202引氣劑（液態(tài)）。摻減水劑、引氣劑混凝土性能檢測按《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)范》（DL/T5100-1999）進(jìn)行，摻減水劑混凝土性能試驗(yàn)成果見表6，摻引氣劑混凝土性能試驗(yàn)成果見表7。

3.6 拌和用水

采用葛洲壩城區(qū)生活用水。

4 室內(nèi)混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)

試驗(yàn)采用華新P.O42.5水泥，石門恒興及石門金源電廠的Ⅱ級(jí)粉煤灰，荊州鑫城特種材料有限公司生產(chǎn)的FDN-4緩凝高效減水劑（粉劑）及山東淄博開發(fā)區(qū)華偉建材有限公司生產(chǎn)的NOF-2B減水劑（粉劑），上海麥斯特有限公司的AIR202引氣劑（液態(tài)）。試驗(yàn)時(shí)減水劑均配制成20%濃度的溶液，引氣劑配制成5%濃度的溶液使用，抗裂劑按原液質(zhì)量摻入。骨料分別采用壩肩開挖料場骨料和李家槽料場骨料進(jìn)行試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)了用水量偏大、含氣量偏低的異常情況，針對(duì)此種現(xiàn)象進(jìn)行了技術(shù)分析。

4.1 壩肩開挖料場骨料混凝土用水量偏高及含氣量偏低原因分析試驗(yàn)

在進(jìn)行混凝土試拌時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用壩肩開挖料場骨料拌制的混凝土用水量較大，混凝土引氣困難，經(jīng)與委托方協(xié)商，進(jìn)行了原因分析試驗(yàn)。

4.1.1 不同外加劑、膠凝材料對(duì)混凝土用水量及含氣量的影響分析

由于外加劑與膠凝材料可能會(huì)存在適應(yīng)性問題，分析試驗(yàn)采用二級(jí)配碾壓與常態(tài)混凝土，工程用砂石骨料，常態(tài)混凝土小石與中石比例采用45∶55，碾壓混凝土小石與中石比例采用50∶50，通過更換不同廠家的減水劑和引氣劑，以及不同廠家的水泥及粉煤灰，進(jìn)行對(duì)比分析試驗(yàn)，為便于比較，減水劑摻量均采用0.8%，引氣劑常態(tài)混凝土采用AIR202和DH9，AIR202摻量為 4/10000，DH9摻量為 1.5/10000，碾壓混凝土采用AIR202，摻量為11/10000。試驗(yàn)成果見表8。

從表8可以看出，減水劑采用0.8%摻量 ，AIR202采 用 4/10000，DH9采 用1.5/10000摻量時(shí)，采用不同廠家的減水劑及引氣劑，以及不同廠家水泥和粉煤灰，碾壓混凝土和常態(tài)混凝土用水量均偏大，含氣量均偏低，說明外加劑和水泥、粉煤灰不是導(dǎo)致用水量偏高的主要原因。

4.1.2 砂及砂中石粉含量對(duì)混凝土用水量及含氣量的影響分析

試驗(yàn)采用金安橋工程用砂進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，水膠比、砂率、外加劑摻量均保持不變，僅更換砂子，試驗(yàn)成果見表9。

從表9可以看出，在水膠比、砂率、外加劑品種及摻量、膠材品種、粗骨料品種相同的情況下，用金安橋工程用砂拌制的常態(tài)混凝土和碾壓混凝土，均比本工程用砂拌制的混凝土單位用水量有較大幅度降低，而混凝土含氣量有較大幅度提高，說明砂是導(dǎo)致混凝土用水量偏高、含氣量偏低的主要原因。

考慮到砂中石粉含量可能會(huì)導(dǎo)致混凝土用水量偏高和含氣量偏低，采用常態(tài)二級(jí)配混凝土進(jìn)行了不同石粉含量砂對(duì)混凝土用水量和含氣量的影響試驗(yàn)，試驗(yàn)成果見表10。

表7 摻引氣劑混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果表

表8 不同外加劑、膠凝材料混凝土試拌成果表

表9 不同砂子混凝土試拌成果表

表10 砂不同石粉含量混凝土試拌成果表

試驗(yàn)表明，隨著石粉含量的降低，混凝土用水量略有降低，含氣量略有提高，但變化幅度不大，因此，砂中石粉含量的多少不是影響混凝土用水量和含氣量的主要因素。

5 原因分析及結(jié)論

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，導(dǎo)致混凝土用水量偏大、含氣量偏低的主要原因是工程使用的人工砂，砂中石粉含量多少對(duì)混凝土用水量和含氣量影響不大，分析原因應(yīng)是破碎砂子所采用的巖石巖性所致。但根據(jù)《關(guān)于馬渡河水電工程大壩碾壓混凝土配合比中需水量大的問題討研函》中所述，目前大壩壩區(qū)周圍及初設(shè)中的料場，均為二迭系下統(tǒng)棲霞組巖石，巖性呈深灰色，間或夾有馬鞍組巖石，呈黑色，質(zhì)地較為松散及破碎。大壩砂石料不可能在40km以外找矛口組灰?guī)r或去長江邊運(yùn)江砂，故在后續(xù)的試驗(yàn)中仍采用原有的原材料進(jìn)行，通過加大減水劑和引氣劑摻量達(dá)到降低混凝土用水量和提高混凝土含氣量的目的。

總之，不同的混凝土原材料在設(shè)計(jì)配合比時(shí)可能會(huì)遇到各種不同的情況，希望通過馬渡河混凝土配合比的這些現(xiàn)象可以對(duì)以后的配合比設(shè)計(jì)工作有所幫助。陜西水利