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三峡工程高性能大坝混凝土配合比设计技术措施 陈文耀1，李文伟1(1.中国长江三峡工程开发总公司试验中心，湖北 宜昌)摘? 要：本文介绍了三峡工程大坝混凝土配合比设计思想及采取的技术措施.通过采用优质缓凝高效减水剂、引气剂、Ⅰ级粉煤灰、具有微膨胀性质的中热水泥、限制原材料及混凝土中总碱含量、并缩小水胶比、增大粉煤灰掺量等综合措施和技术路线，有效地降低了混凝土用水量，改善了混凝土工作性，保证了混凝土抗冻耐久性，提高了混凝土的体积稳定性，实现了高性能大坝混凝土的目标. 关键词：三峡大坝；高效减水剂；Ⅰ级粉煤灰；微膨胀水泥；高性能混凝土 ??? 三峡工程第二阶段混凝土采用花岗岩人工骨料，由于母岩为粗粒结构和粗晶粒镶嵌结构，骨料表面粗糙，使混凝土用水量较长江天然骨料高30%以上.混凝土用水量高，不但增加了混凝土的孔隙率，而且胶凝材用量相应也高，增大混凝土干缩，不利于温控防裂，降低了体积稳定性，影响混凝土的耐久性.因此，三峡工程大坝混凝土配合比设计的首要任务，就是要在适应施工方案，满足混凝土设计技术指标的前提下，尽可能降低混凝土单位用水量.三峡工程混凝土配合比优化的目标是在满足设计技术指标及施工要求的前提下，达到高性能大坝混凝土的要求，使混凝土具有较高的耐久性、抗裂性、低热性、体积稳定性、良好工作性和经济合理性.为此，我们在混凝土配合比试验设计过程中，根据混凝土设计指标要求和花岗岩人工骨料的特点，对原材料进行了优选，采取小水胶比和增大粉煤灰掺量等技术路线，对配合比进行了优化.在优化过程中主要采取了如下几项技术措施. 1 掺用引气剂提高混凝土耐久性 ??? 混凝土抗冻性是耐久性的一项重要指标，在混凝土中引入一定数量结构合理的微小气泡，可使混凝土获得良好的抗冻耐久性.为了获得一定数量结构合理的气泡，对引气剂进行了优选，选择出满足国标一等品要求技术经济性较好的PC-2和DH9引气剂供工程使用，检测结果见表1.并规定湿筛混凝土含气量为4.5%～5.5%，混凝土抗冻标号均可达到D250以上. 表1 二种引气剂混凝土试验结果 品种生产厂家掺量(‰)减水率(%)含气量(%)泌水率比(%)含气量损失(%)抗压强度比(%)收缩率比(%)相对耐久性指标(%)DH9S石家庄0.0507.95.6761.88.910299918311196PC-2青岛科力0.0659.04.7———102989795—90.4GB8076-1997一等品—≥6≥3.0≤70——≥95≥95≥90—≤135≥80合格品—≥6≥3.0≤80——≥80≥80≥80—≤135≥602 掺用Ⅰ级粉煤灰改善混凝土性能 ??? 为了降低人工骨料混凝土用水量，改善和提高混凝土性能，作者探讨了不同粉煤灰品质和掺量对混凝土用水量的影响以及Ⅰ级粉煤灰对混凝土性能的影响. ??? 通过对8个厂家不同品质的粉煤灰进行的品质检验及混凝土用水量试验，发现Ⅰ级粉煤灰具有10%左右的减水效果，Ⅱ级粉煤灰没有减水作用，Ⅲ级粉煤灰则需增加混凝土用水量.经相关分析表明，粉煤灰需水量比X与混凝土用水量W存在特别显著相关关系.相关关系式为W=8.166+1.341X(kg/m3)，相关系数r=0.993，剩余方差S=0.96.因此，粉煤灰需水量比是反映粉煤灰品质的重要指标，直接影响混凝土单位用水量的大小. ??? 用平圩Ⅰ级粉煤灰探讨了不同掺量对各级配混凝土用水量的影响，试验结果见表2和图1.其中试验条件为：平圩Ⅰ级粉煤灰，需水量比88%，DH9引气剂，ZB-1A减水剂，中热525#水泥，坍落度3～5cm，含气量4.5%～5.5%，水胶比0.50. 表2Ⅰ级粉煤灰掺量对混凝土用水量的影响 粉煤灰掺量(%)混凝土用水量(kg/m3)引气剂掺量(%)减水剂(%)二级配三级配四级配0123103910.0050.81011799860.0062010994820.0073010591800.0084010188780.0095010084750.010 ??? 可以看出，品质优良的Ⅰ级粉煤灰，可以有效减少混凝土用水量，且混凝土用水量随粉煤灰掺量的增加而减少.不同级配混凝土用水量与粉煤灰掺量关系规律基本一致.四级配混凝土掺30%平圩Ⅰ级粉煤灰，可减少用水量12%，达到普通减水剂的作用.因此，人们将Ⅰ级粉煤灰称作固体减水剂或矿物减水剂.另外，随粉煤灰掺量的增加，要达到相同含气量