石灰石粉替代粉煤灰的混凝土施工研究与应用宋华

石灰石粉替代粉煤灰的混凝土施工研究与应用宋华

宋华

葛洲坝集团第六工程有限公司云南昆明650206

摘要：藏木水电站工程大坝常态混凝土总量约300万m³，需掺合料约26万t。工程地处高原地区，无水工混凝土常用的粉煤灰、矿渣等掺合料资源，交通不便，远距离运输成本高。石灰石粉可当地加工而成，为此研究石灰石粉替代粉煤灰的混凝土施工技术。

关键词：藏木水电站；石灰石粉；替代；粉煤灰；混凝土；施工

1工程概况

枢纽布置格局为重力坝+坝后式厂房，由左、右岸挡水坝段、溢流坝段、厂房坝段、冲砂底孔坝段、坝后式地面厂房、消力池和海漫等组成。大坝共分19个坝段，其中1#~2#为左岸挡水坝段，3#～8#坝段为溢流坝段，9#、16#为左右冲砂底孔坝段，10#～15#坝段为厂房挡水坝段。17#~19#为右岸挡水坝段，大坝最低建基面高程3198.00m，最大坝高116m，坝顶总长度387.50m。坝后式厂房由主机间、安装间、副厂房、尾水渠及进厂道路等建筑物组成。

2研究思路

2.1试验检测选取合格的石灰石粉原材料。

2.2开展各项试验，通过对掺石灰石粉混凝土的抗压强度、和易性、力学性能、绝热温升、稳定性和耐久性进行分析研究，确定常态混凝土是否适合掺石灰石粉。

2.3结合施工现场试验情况，研究石灰石粉掺量、水胶比、坍落度和含气量等参数，确定石灰石粉混凝土的配合比。。

2.4依据掺石灰石粉混凝土的特有特性，有针对性地研究从入仓浇筑到养护的施工方法。。

3关键施工技术

3.1石灰石粉材料选取

石灰石粉为工程当地石灰岩加工而成，经机械加工后颗粒小于0.16mm的微细粒。石灰石粉不完全是一种惰性材料，它具有一定的反应活性，能缓慢地与水泥水化产物发生反应，生产具有一定强度的水化产物，充填混凝土空隙，改善混凝土的空隙结构，从而提高混凝土的性能。

3.3石灰石粉大坝混凝土性能优势分析

对大坝混凝土和易性的影响：在混凝土水量相同的条件下，采用石灰石粉混凝土的和易性要优于采用Ⅱ级粉煤灰，其原因在于石灰石粉具有良好的填充效应。

对大坝混凝土力学性能的影响：采用石灰石粉作为掺合料与采用Ⅱ级粉煤灰的混凝土相比，石灰石粉混凝土的早期抗压强度要更高，但28d和90d的强度要略低。

对大坝混凝土绝热温升的影响：采用石灰石粉作为掺合料的混凝土比采用Ⅱ级粉煤灰混凝土7d龄期前的绝热温升要略高0.1～0.3℃，其原因在于掺石灰石粉混凝土的水泥用量较高，且石灰石粉具有一定的加速水泥水化的效应。

对大坝混凝土体积稳定性的影响：由于石灰石粉在加速水化硅酸钙和水化铝酸钙形成的同时，其自身与氢氧化钙和水化铝酸钙发生反应生成水化铝酸钙晶体，造成混凝土的收缩变形增大。

对大坝混凝土耐久性能的影响：采用石灰石粉混凝土的抗冻等级可以满足设计规定（F100～F150）。相同强度等级下，采用石灰石粉混凝土的渗透系数较采用粉煤灰混凝土的小，其抗渗透能力较强。

4实施效果评价

4.1常规石灰石粉替代粉煤灰的研究主要应用于碾压混凝土上，本项目是基于常态混凝土进行研究，并且成功应用于藏木水电站工程，实施效果良好。

4.2本成果是混凝土采用单一掺合料（石灰石粉），完全替代了粉煤灰，不同于将石灰石粉与粉煤灰混掺拌制混凝土，在国内外尚属首次。

4.3在三级配及四级配的常态混凝土中，石灰石粉的掺量达30%，完全替代粉煤灰，水灰比控制在0.5，含气量按4.0%～6.0%控制，在国内属于一项创新性试验，并得到了应用。

5结语

石灰石粉替代粉煤灰的混凝土施工技术研究与应用，采用工程所在地的石灰石进行加工石粉，避免了远距离运输粉煤灰，降低了运输能耗。在西藏藏木水电站大坝及磨坝峡水电站工程施工过程中，成功实现将石灰石粉替代粉煤灰的混凝土应用于常态混凝土重力坝中。自2011年开始脱离试验阶段，开始大规模投产应用，共浇筑石灰石粉混凝土达26万m³，创造价值达811万。为我国大规模开发西藏以及非洲、东南亚等粉煤灰资源紧俏和地域性匮乏的地区提供了借鉴。

参考文献：

[1]DLT_5055-2007，水工混凝土掺用粉煤灰技术规范.

[2]DL/T5144-2001，水工混凝土施工规范.

作者简介：

宋华（1981-），男，湖北荆门人，学士，工程师，从事建筑工程技术管理工作。