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200m级或复杂条件下碾压混凝土(RCC)大坝的快速施工对RCC的抗裂性提出了越来越高的要求。目前的碾压混凝土筑坝技术在温控防裂方面已充分发挥了作用,即使要让混凝土绝热温升再降低1℃都已经比较困难。为此,有必要在混凝土材料方面有新的技术突破。采用粗水泥进一步降低RCC的绝热温升、提高其抗裂性是本文研究的核心内容。
以喀腊塑克水利枢纽工程RCC重力坝的抗裂问题为研究背景,测试了4种比表面积的P·I水泥配制的RCC的力学性能、变形性能,再根据水泥水化热估算RCC绝热温升,研究水泥比表面积对这些单项性能的影响;评估了这4种RCC的综合抗裂能力。室内试验结果表明,采用粗水泥可改善RCC抗裂性,且水泥比表面积可降至260m2/kg左右。
在新疆现场也进行了相关试验,测试了3组RCC(1组采用P.O水泥的基准RCC和2组采用粗P·I水泥的RCC)的抗压强度及轴拉性能、绝热温升;还测试了这3组RCC的抗渗性、抗冻性。现场试验结果表明,粗水泥配制的RCC力学性能及耐久性不仅满足设计要求而且有较大的富余;而粗P·I水泥明显降低了RCC早期绝热温升。工程已将水泥比表面积降至330±10m2/kg,RCC最高温峰值降低约3℃。
为了更深入地研究粗水泥对RCC抗裂性的影响,本文用Eyetech颗粒激光粒度粒形分析仪对4种用于RCC抗裂性分析的水泥进行了粒度测试,研究了水泥的粒度表征参数(比表面积、特征粒径、均匀性系数)与水泥水化热及强度的关系,尝试寻找更好的表征参数,并针对RCC的抗裂性,提出这些水泥粒度表征参数的适宜范围。尽可能地以降低水泥水化热且兼顾水泥强度要求为原则,再结合RCC抗裂性分析结果,对于新疆喀腊塑克水利枢纽工程配制RCC所用的天山P·I水泥,适宜的水泥粒度表征参数范围为:比表面积260m2/kg~290m2/kg、特征粒径47μm~56μm。