1999年第1期湖 南 电 力 第19卷
水下不分散混凝土在水下工程中的应用
罗映波 湖南电力工程总承包公司(长沙410007)
摘 要 就水下不分散混凝土絮凝剂的基本特性及其在水电厂水下工程中的应用进行了叙述,为水下工程设计及施工提供了一种新的思路。关键词 水下不分散混凝土 特性 应用
在水中自由落下极少出现水泥流失现象,基本上不会引起其配合比的变化(见表2),具有普通混凝土无法比拟的水下抗分散性,因此可以保证水下浇筑混凝土的质量。
表2 配 合 比 表
类 型普通混凝土水下不分散混凝土
粗料最空气水灰砂率大粒径含量比
范围 %
%mm%
2020
0 引 言
在许多的水下工程中,如老水电厂的修复工程等,由于种种原因,难以形成干地施工,或因形成干地而造价昂贵,且普通混凝土在水下施工由于水洗作用而使所浇筑的混凝土的质量难以得到保证,不能满足工程要求。这样,工程技术人员在水下工程设计及施工时就希望有一种新的材料和施工方法来解决这些问题。水下不分散混凝土及其施工工艺的出现较圆满地解决了这些问题。
-3水
粗骨絮凝水泥细骨
料料剂
360489
811520
906996
2.7
5545.31985534.7269
1 工程特性
水下不分散混凝土是在普通混凝土内掺入以纤维素系列或丙烯系列水溶性高分子物质为主要成分的絮凝剂而成形的。是一项具有独特工程特性的新的水下混凝土施工技术。与普通混凝土相比,它具有以下特性。1.1 抗分散性
1.2 自流平性、填充性和流动性
水下施工不象干地施工一样可对混凝土进行震
捣使其达到密实和平整。水下不分散混凝土由于絮凝剂的粘稠性使其富有塑性,因而显示出与普通混凝土不同的优良的流动性。这种流动性使混凝土在密布的钢筋、骨架及模板的缝隙之间也可靠自重填充,且自流平整,具有优良的填充和自流平性。1.3 凝结特性
一般来说掺入纤维系列的絮凝剂在相同的条件下比普通混凝土缓凝约5～10h,而掺入丙烯系列的絮凝剂,其凝结特性与普通混凝土的基本相同。另外,可使用调凝剂控制凝结时间。1.4 抗压强度
水下不分散混凝土的抗压强度与普通混凝土一样符合水灰比定则,在一般掺量的范围之内,抗压强度的保证率在80%左右,但絮凝剂掺入量增减对其抗压强度有一定影响,如图1所示。
在水下浇筑普通混凝土会因水洗作用而引起水泥流失和材料的分离,从而导致所浇筑的混凝土强度的大幅度下降。由于渗入了具有粘稠作用的絮凝剂,使水下不分散混凝土即使在水中自由落下,也很少出现由于水洗作用而引起的材料分散现象。表1为60cm水中自由落下的水下不分混散凝土与普通混凝土的水筛试验情况。
表1 水筛试验比较
搅拌配合比
水中落下后配合比
水下不分搅拌配合比
散混凝土水中落下后配合比
%
水水泥细骨料粗骨料
普通混凝土
19.811.423.4
20
26.915.528.214.3
31.225.920.018.8
37.648.337.638.7
2 工程应用
由于我国目前尚没有一套完善的水下不分散混凝土的施工规范。在参考国内外这方面成功经验的同时,通过对马迹塘水电厂大坝护坦水下补强工程
从表1中可以看出,加入絮凝剂的水下不分散砼—42—
第19卷 罗映波:水下不分散混凝土在水下工程中的应用1999年第1期
图1 絮凝剂的掺入量与抗压强度的关系
注:水下试块在40cm水中自落成型
的实施,为水下不分散混凝土在工程应用中取得了一些成功的经验,兹介绍如下。2.1 搅拌与运输
图2 水下不分散混凝土的配合比设计程序2.2.3.1 浇灌前的准备。浇灌前用吊绳进行水下探
根据混凝土施工浇筑强度要求,并保证混凝土
拌和在施工中的连续性,应配备2台0.5m3强制式搅拌机在陆地拌和,且熟料通过溜槽运输至水上施工平台。但熟料运距(含工作平台运距)应控制在100m范围内,其溜槽可用
测,使导管落在较低位置处,管端至基面间隔距离应保持在0.1～0.2m,并保持导管管身垂直。再将直
径29cm、用木板和泡沫板制成的滑塞吊在导管内,使之在距水面10～15cm间的位置。同时检查混凝土搅拌及运输系统是否处于正常状态。
2.2.3.2 首次下灌混凝土量的确定。第一次下灌的
斜架至搅拌机出料口,在斜架上铺设U型钢板溜
槽,铺设斜度应小于40°,槽末端装一储料斗储料至水下导管。
2.2 水下不分散混凝土浇筑2.2.1 配合比
混凝土量必须保证能将导管底端完全埋入混凝土中30～50cm深,导管才不会出现返水。为此导管进出
口处应安装可储备1.5～2.0m3混凝土的储备料斗。当吊绳剪断后,保证够数的混凝土源源不断流入导管中,以便保证埋住导管。
2.2.3.3 仓面平整度的控制。由于水下不分散混凝
水下不分散混凝土配合比必须满足强度、水下
抗分散性、耐久性、填充性及施工和易性等要求。
在设计配合比时,主要考虑以下因素:水灰比、絮凝剂的掺量、单位用水量及砂率等,其设计的简要程序如图2。
2.2.2 仓面划分及导管布置
应根据搅拌机生产能力、浇灌区混凝土的需要量及导管所控制的流动斗径,来确定分导数目及导管布置。根据以上因素,一般采用
2.2.3
导管法浇筑水下不分散混凝土
土具有优良的流动性、填充性,使得仓面能够自流平。浇灌后,用吊绳对仓面进行测量比较,仓面平整符合设计要求。凹凸正负可控制在0.1～0.3m内。2.2.3.4 浇筑过程。水下不散混凝土的浇筑过程应该是一个连续的过程,每仓混凝土要一次浇筑完成,中间不能停止。当导管埋得过深而砼下注困难时,应缓缓提升管使砼能顺利下注为止。一般导管提升一次为10～30cm。
3 质量影响因素及施工要点
根据施工经验,我们认为影响水下不分散混凝土浇灌质量的因素很多,主要因素如图3所示。
—43—
1999年第1期湖 南 电 力 第19卷
根据图3,为保证水下不分散混凝土的浇灌质量,在施工过程中应控制好以下几个主要环节:
a.所采用的各种材料必须通过质检部门的检验,应满足国家的有关规定。
保b.严格控制配合比,确保絮凝剂掺量准确。证坍落度在20～25cm之间,坍扩度在45～55cm之
间。
一般水c.保证加料顺序的正确,确保搅拌时间。
下不分散混凝土的搅拌时间应比普通混凝土搅拌时
间延长1～2min。
d.一般应采用强制式搅拌机。
e.熟料应根据工程实际情况采用适当的运输方式,且应控制好运输距离和运输时间。
f.采用导管法浇灌时应保证首次下灌混凝土必须埋住导管,且保证浇筑过程导管不至返水。
g.采用导管浇筑时,最好在静水中施工,如浇筑区流速超过1m s后,对其浇筑质量将有较大影响。因此控制浇筑区流速越小越好
。
图3 影响水下不分散混凝土质量的因素
得的成功经验将对未来水下不分散混凝土的推广应
4 结 论用起到积极推动作用。 水下不分散混凝土这种新材料的研制成功必将
(收稿日期:1998210207)为未来水下工程的施工开辟一片新的天地。马迹塘水电厂大体积水下不分散混凝土的浇筑成功及所取
(上接第50页)
不具有优势,选型时必须慎而又慎。
5.3 阳逻电厂厂址条件较好,如选用单相变压器时
5 结 论
5.1 国产500kV变压器制造质量近几年虽有明显
提高,但故障率仍相对较高,且制造质量仍是引起
故障的主导原因,从制造和运行业绩及经济上分析选用国产三相变压器的时机尚未成熟。
5.2 进口500kV变压器价格昂贵,事故仍时有发生,近几年故障率没有明显下降,部分厂家产品存在明显的质量问题。以目前的故障率来看,经济上也—44—
可采用铁路运输,选用三相变压器时可采用水陆联
运的运输方案,运输问题已不是制约主变选型的因素。
5.4 综合评价国产7台单相、2台三相及进口三相3个方案初始投资及事故损失费用,采用单相变压器组方案具有明显经济优势,所以阳逻电厂三期工程推荐选用国产单相变压器组方案。
(收稿日期:1998208217)