高效混凝土膨胀剂在除险加固工程中的应用

[摘要]本文介绍了HLHEA高效混凝土膨胀剂在临海牛头山水库除险加固工程中的应用，工程实践证明使用HLHEA高效混凝土膨胀剂和减水剂、引气剂等化学外加剂复合，可配制补偿收缩混凝土，提高混凝土抗裂、抗渗、抗冻性能。

[关键词]补偿收缩混凝土膨胀剂抗渗抗冻滑模施工

1 工程概况

牛头山水库位于浙江省临海市灵江流域支流逆溪上，原拦河大坝系沥青混凝土斜墙堆石坝，最大坝高47m，坝顶高程为143m，坝顶长度为420m，上游面板坝坡为1∶2。控制流域面积254km2，总库容2.988亿m3。是一座以灌溉、防洪为主结合供水、发电的综合利用的大型水库。本次除险加固工程内容主要包括大坝、溢洪道、泄洪放空洞、进水口等项目。其中大坝上游面板采用钢筋混凝土面板加固，面板直接覆盖在经表面处理过的沥青混凝土防渗层上，面板厚度为350mm，共设纵向分缝43块，其中单块6.6m宽2块，6m宽13块，12m宽28块，面板最长为104.75m。该大坝钢筋混凝土面板设计强度等级为C30，抗渗等级P8，抗冻等级F100。

2 原材料

2.1 水泥：虎山牌P·O42.5水泥，江山水泥股份有限公司生产，性能见表1；

2.2 砂：河砂，细度模数2.65，表观密度2570kg/m3，含泥量1.0%；

2.3 碎石：5~20mm，20~40mm两级配；

2.4 粉煤灰：台州电厂生产的Ⅱ级灰，烧失量7.28%，45μm筛余18.0%；

2.5 膨胀剂：HLHEA高效混凝土膨胀剂，由浙江合力新型建材有限公司生产，表2、表3为膨胀剂化学成分及性能试验结果；

2.6 减水剂：LN- 2000非引气缓凝高效减水剂，杭州国力建材有限公司生产；

2.7 引气剂：DH9，河北混凝土外加剂厂生产。

3 趾板、面板混凝土配合比设计

根据《水工混凝土施工规范》及临海牛头山水库趾板、面板混凝土设计要求，抗压强度等级为C30、抗渗等级P8、抗冻等级F100。混凝土配合比设计中，混凝土抗压强度保证率采用95%，t=1.645，则混凝土配制强度为fcu,o=fcu,k+tδ=37.4MPa。根据混凝土施工性能要求，趾板、面板混凝土应具有良好的和易性及粘聚性，同时还应具有较高的抗裂性、较低的渗透性及优良耐久性，为此我们在试验室内进行了大量的混凝土优化配合比试验，最终确定混凝土配合比如表4所示。混凝土拌合物和易性好，不泌水，无离析，能满足现场施工需要。混凝土力学性能、变形性能及耐久性见表5。根据上述试验数据，混凝土拌和物各项性能指标良好，混凝土力学、变形性能及耐久性指标均满足设计要求，是较为理想的配合比。

4 混凝土限制膨胀率试验

根据上述混凝土配合比，对混凝土限制膨胀率进行检测，结果见表6。上述试验结果表明，混凝土实测限制膨胀率满足《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119- 2003中补偿收缩混凝土的规定：补偿收缩混凝土水中14d限制膨胀率≥1.5×10- 4，水中14d，空气中28d限制干缩率≤3.0×10- 4。补偿收缩混凝土限制膨胀率较好，可达到补偿收缩的效果。

5 混凝土施工

面板、趾板采用滑模施工，为确保混凝土施工质量，达到补偿收缩混凝土的抗裂防渗效果，在混凝土施工过程中施工方严格按设计配合比要求配制混凝土，对各种材料进行正确计量。混凝土拌和时间比普通混凝土延长60s，保证混凝土拌和均匀。混凝土振捣密实，不漏振和过振，混凝土浇筑后及时进行压光抹面工作，避免表面塑性裂缝产生。加强混凝土养护，混凝土表面抹压后用塑料薄膜覆盖，混凝土硬化后，用湿麻袋覆盖，保持混凝土表面潮湿，养护时间14d以上，冬季施工时注意混凝土防冻，遇到寒流，及时将混凝土用塑料薄膜和保温材料覆盖。

6 效果

牛头山水库除险加固工程从2004年10月份开始施工，到2005年2月份完成，混凝土总用量2万m3，使用HLHEA混凝土高效膨胀剂600吨，通过合理的配比，混凝土达到极好的抗裂、防渗、抗冻效果，混凝土施工后外观良好，未出现大的有害裂缝。到目前为止使用情况良好。

[作者简介] 倪雪金，男，工程师

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