南水北调大型渡槽高性能混凝土配合比试验研究与应用
□陈志层 □陈丽霞 □陈传锋 □郭文丽
【摘 要】混凝土耐久性一直是影响建筑物安全运行效能和寿命的关键，各种收缩引起的开裂问题更是水工混凝土结构物防裂控制的重点和难点。本文结合南水北调大型渡槽高性能混凝土配合比试验，通过对多元材料组合混凝土的试验研究、特别是抗裂性能，采用圆环抗裂等试验方法进行了研究，优选提交的施工配合比满足了大体积薄壁结构高性能混凝土的施工浇筑以及抗裂、抗渗等耐久性要求。
【期刊名称】河南水利与南水北调 【年(卷),期】2011(000)018 【总页数】3
【关键词】大型渡槽；高性能混凝土；耐久性；圆环抗裂
一、工程概况
漕河渡槽段是南水北调中线工程总干渠上的一座大型交叉建筑物，是控制应急段工程的关键项目之一。工程位于河北省满城县城西约9km的神星镇与荆山村之间，距保定市约30km，多年平均气温12.2℃，最高气温40.4℃，最低气温-23.4℃，最大风速18.0m/s，年均无霜冻期191d。漕河干渠总长9319.7m，渡槽全长2300m，设计流量125m3/s，最大流量150 m3/s，地震设计烈度为6度，渡槽建筑物等级为Ⅰ级。漕河大型渡槽由进口渐变段，进口段、进口连接段、槽身段(包括落地矩形槽段、20m跨多侧墙槽段)、出口段等组成。渡槽槽身为大体积薄壁结构，多侧墙段为三槽一联简支结构预应力混凝土，具有跨度大、结构薄、级配小、等级高的特点,最大单跨长度30m，底宽20.6m，
底板厚50cm；详见图1。 （一）配合比设计要求
漕河渡槽槽身高性能混凝土设计指标C2850F200W6，强度保证率95%、配制强度59.1 MPa，抗冻等级F200，抗渗等级W6，弹性模量≥3.45GPa，轴压强度≥32.0MPa，轴心抗拉强度≥2.75MPa。 （二）配合比设计技术路线及难点
渡槽槽身为大体积薄壁结构预应力混凝土，具有跨度大、结构薄、钢筋密集等特点,采用最大粒径25mm的骨料，其中砂料可能发生碱骨料反应。漕河渡槽C50混凝土配合比设计技术路线为：采用适宜的水胶比，选用性能优良的聚羧酸高性能减水剂，达到尽可能降低用水量和水泥用量，研究以水泥为主体的多元复合材料不同组合对高性能混凝土抗裂等性能的影响，研究纤维、减缩剂等材料的防裂效果，设计优选大体积薄壁结构低温升、高极限拉伸值、高抗冻、高抗裂等性能良好的混凝土施工配合比。
二、原材料试验
（一）水泥
采用水泥为河北太行P·O42.5水泥，水泥检测结果为密度3.09g/cm3、比表面积371m2/kg、细度0.9%、抗压强度57.8 MPa、抗折强度8.5MPa、水化热314kJ/kg,氧化镁2.67%、碱含量0.37%，结果表明：水泥的物理力学性能和化学成分分析符合《普通硅酸盐水泥》(GB 175-1999)和《水泥化学分析方法》(GB/T 176-1996)的要求。 （二）粉煤灰
采用河北微水Ⅰ级粉煤灰，检测结果：细度7.5%、需水量比93.8%、烧失量
2.95%、密度2.11g/cm3、碱含量0.79%，符合《水工混凝土掺用粉煤灰技术规程》DL/T 5055-1996Ⅰ级粉煤灰的要求。 （三）硅粉
采用青海省山川铁合金股份有限公司“山川”牌硅粉，检测结果：SiO2含量85.50%、烧失量2.20%、SO3含量1.28%、碱含量2.2%，抗压和抗折活性指数28d分别为128%、120%，活性指数＞90%指标，满足《水工混凝土硅粉品质标准暂行规定》水规科(1991)10号标准要求。 （四）矿渣微粉
采用山东济南鲁新新型建材有限公司的粒化高炉矿渣粉，检测结果：密度2.87g/cm3、比表面积442m2/kg、需水量比100%,SiO2为32.06%、CaO为38.85%,抗压和抗折活性指数28d分别为100.7%、92.8%，活性指数≥70%指标要求。结果表明：粒化高炉矿渣粉满足《用于水泥混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准要求。 （五）骨料
采用漕河工程现场岭东料场天然砂和人工碎石，天然砂FM=2.73,碎石最大粒径25mm，表观密度2715kg/m3。结果表明砂石料品质满足《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001要求。 （六）外加剂
选用碱含量低且具有抗裂性能的上海淘正化工有限公司的CS-SP1型第三代聚羧酸高效减水剂，该减水剂具有高减水、高保坍、高增强作用，同时碱含量低并具有良好的抗裂性能；引气剂选用石家庄市中伟建材有限公司的DH9A引气剂。CS-SP1检测结果：减水率30%，28天抗压强度比152%。减缩剂选用江
南水北调大型渡槽高性能混凝土配合比试验研究与应用
