水电施工技术２０１５第３期总第８１期 表２粉煤灰主要性能检测结果 密度／ｇ・ｃｍ－ ２．４７ 需水量比／％ ９０ 烧失量／％ ２．００ Ｓ０ ／％ ０．８５ 细度／％ １１．３ 表３轻烧氧化镁主要性能检测结果 氧化镁／％ ９０．２４ 含水量／％ Ｏ．０２ 游离氧化钙／％ １．７４ 活性度／ｓ １０６ 细度／％ ３．５ 烧失量／％ １．４８ ３试验方法 试验采用水胶比为０．４７、粉煤灰掺量３５％、 二级配常态混凝土，轻烧氧化镁掺用方法按ＧＢ ５０１ １９－２００３《混凝土外加剂应用技术规范》要求 进行，以水泥、掺合料和轻烧氧化镁为胶凝材料 表４ 试验 Ｗ 的混凝土，设轻烧氧化镁取代胶凝材料率为Ｋ， 设基准混凝土配合比中的水泥用量为ｍｅ和掺合 料用量为ｍＦ，轻烧氧化镁用量为ｍＥ＝（ｍｅ＋ｍＦ） ， 掺合料用量ｍＦ＝ｍＦ・（１－Ｋ）、水泥用量ｍｃ＝ｍｃ （１－Ｋ）。试验配合比见表４。 混凝土配合比 氧化 Ｃ Ｆ ．】Ｍ＿ＰｃＡ（１） ＺＢ－１Ｇ 水泥品种 编号 Ａ 级配 Ｗ／Ｃ （ｋｇ／ｍ ） ｌＯ０ 镁（％） Ｏ．０ （ｋｇ／ｍ。） １３８ （ｋｇ ） ７５ （％） （／７／） ２．０ Ｂ Ｐ・ＬＨ４２．５ １Ｏ０ １０２ Ｏ．４７ ｌＯ５ １．Ｏ ２．５ ４．０ １３７ ｌ３８ ｌ３ｇ ７４ ７４ ７５ Ｏ．６ ２．０ ２．２ —２．２ Ｃ Ｄ Ｅ Ａｌ Ｐ・ＭＨ４２．５ １０７ １０４ １０８ ５．Ｏ ０．Ｏ ４．０ １４１ １４４ １４４ ７６ ７７ ７７ ２．２ ２．２ ２．４ Ｄ１ ４试验结果分析 ４．１混凝土拌和物性能 在相同坍落度条件下，不同品种水泥混凝土 影响，随着轻烧氧化镁掺量的增加，３０分钟和 ６０分钟的坍落度损失逐步降低，降低幅度最大 为３０％，最小降幅为４％。 凝结时间随轻烧氧化镁掺量增加而缩短。加入 ４％的轻烧氧化镁后，低热水泥掺与不掺轻烧氧化 镁混凝土拌和物初凝、终凝时间分别缩短１３．６％ 和９．６％；而中热水泥混凝土凝结时间变化不大。 在相同坍落度条件下，分析轻烧氧化镁对不 同品种水泥混凝土含气量损失的影响，在相同轻 烧氧化镁掺量条件下，３０分钟含气量损失Ａ１比 Ａ增加２％，Ｄ１比Ｄ减少１６％，６０分钟含气量损 失Ａ１比Ａ增加３３％，Ｄ１比Ｄ减少２４％，结果说 明，未掺轻烧氧化镁的中热水泥混凝土含气量损 失比低热水泥混凝土含气量损失大，掺轻烧氧化 镁的中热水泥混凝土含气量损失比低热水泥混 凝土含气量损失小，掺轻烧氧化镁有利于降低混 凝土的含气量损失；分析不同轻烧氧化镁掺量对 低热水泥混凝土的影响，随着轻烧氧化镁掺量的 增加，３０分钟和６０分钟的含气量损失逐步降低， 降低幅度最大为４７％，最小为１５％。 说明轻烧氧化镁对低热水泥混凝土拌和物凝结 时间影响较为明显。 在相同坍落度条件下，分析轻烧氧化镁对不 同品种水泥混凝土坍落度损失的影响，在相同轻 烧氧化镁掺量条件下，Ａ１和Ｄ１分别比Ａ和Ｄ ３０ 分钟坍落度损失增大１６％＊Ｄ ２５％，６０分钟坍落度 损失增大４６％和２５％，中热水泥混凝土坍落度损 失比低热水泥混凝土大，时间越长损失越明显； 分析不同轻烧氧化镁掺量对低热水泥混凝土的 中国水利水电第三工程局有限公司 表５ 混凝土拌和物性能试验结果 ∞ 辐 试验 凝结时间（ｈ：ｍｉｎ） 坍落度（ｏｔｎｉ）／坍落度损失（％） 含气量（％）／含气量损失（％） 编号 初凝 终凝 出机口 ３Ｏｍｉｎ ６０ｍｉｎ 出机口 ３０ｍｉｎ ６０ｍｉｎ Ａ １１：Ｏ０ １６：２５ ６３ ３３／４７．６ ２８／５５．６ ５．１ ４．４／１３．７ ４．１／ｌ９．６ Ｂ １１：１０ １６：３０ ５３ ３１／４３．１ ２５／５２．８ ４．８ ４．３／１０．４ ４．０／１６．７ Ｃ ９：１０ １４：３０ ６０ ３９／３５．０ ２８／５３．３ ５．８ ５．２／ｌＯ．３ ４．６／２０．７ Ｄ ９：３０ １４：５０ ６０ ４０／３３．３ ２９／５１．７ ５．９ ５．３／ｌＯ．２ ４．７／２０．３ Ｅ ９：１５ １５：１０ ５２ ３３／３６．５ ２８／４６．２ ５．５ ５．１／７．３ ４．９／１０．９ Ａ１ ９：１０ １２：５０ ５８ ２６／５５．２ １１／８１．０ ５．Ｏ ４．３／１４．０ ３．７／２６．０ Ｄ１ ９：Ｏ０ １３：０５ ６５ ３８／４１．５ ３２／５０．８ ５．８ ５．３／８．６ ４．９／１５．５ ４．２强度 氧化镁会降低混凝土的抗压强度和劈拉强度ｎ ， 对掺轻烧氧化镁混凝土抗压强度和劈拉强 降低幅度与轻烧氧化镁掺量有关。具体见图１ 度进行分析，考虑到低热水泥的后期强度增长， 和图２。 增加了９０ｄ龄期的测试。不同品种水泥掺入轻烧 表５ 混凝土抗压强度和劈拉强度试验结果 试验 水泥 氧化镁 抗压强度（ＭＰａ） 劈拉强度（ＭＰａ） 水胶比 编号 品种 （％） ７ｄ ２８ｄ ９０ｄ ７ｄ ２８ｄ ９０ｄ Ａ ０．Ｏ ８．２ ２５．３ ３９．７ ０．７５ ２．１０ ２．９９ Ｂ １．０ ６．３ １９．２ ２９．７ ０．６０ １．８ｌ ２．２７ Ｃ Ｐ・ＬＨ４２．５ ２．５ ７．４ ２２．２ ３４．１ Ｏ．７８ ２．１８ ２．９３ Ｄ Ｏ．４７ ４．０ ７．Ｏ ２Ｏ．５ ３４．４ ０．７６ １．９２ ３．０８ Ｅ ５．０ ６．３ １９．０ ３０．９ Ｏ．７４ １．７２ ２．７３ Ａ１ Ｏ．０ １２．５ ２２．６ ３ｌ＿９ １．１１ １．７６ ２．５６ Ｐ・ＭＨ４２．５ Ｄ１ ４．０ １２．１ ２１｜２ ３Ｏ．３ １．１４ １．８１ ２．５１ ０ ２０ 柏 ６０ ８。 １００ ０ ２０ ４ｏ ∞８０ １００ 龄期／ｄ 龄期／ｄ 图１ 轻烧氧化镁掺量对低热水泥混凝土抗压强度和劈拉强度的影响 从图ｌ中抗压强度分析，随着轻烧氧化镁掺 ２２％；从图１中劈拉强度分析，随着轻烧氧化镁 量的提高，抗压强度降低口 ，最大降低幅度为 掺量的提高，劈拉强度总体是降低的趋势，但规 ６９ 中国水利水电第三工程局有限公司 表７混凝土抗冻、抗渗试验结果 试验 编号 Ｃ Ｃ２０Ｆ１５０Ｗｌ０ Ｄ１ Ｏ．４７ ４．Ｏ 设计 要求 水胶 比 氧化 镁（％） ２．５ 试验龄期 （ｄ） ２８ ２００次冻融循环后 Ｗｎ（％） １．３５ ０．３５ 抗渗（加压到１．０ＭＰａ） 渗水高度（咖） 结果评定 ２８．Ｏ ２７．０ ）ｗｌ０ ＞ｗｌ０ Ｐｎ（％） ９８．５５ ９７．８１ 从表７中可以看出，对两组２８ｄ龄期的混凝 土进行冻融循环试验和抗渗试验，结果显示两组 抗冻和抗渗性能均满足设计要求，且差异不大。 量为４．０％。拌和楼机口抽检结果表明，混凝土 强度、抗冻、抗渗等性能与室内研究结果基本一 致；极限拉伸、抗压弹模结果与同强度等级不掺 轻烧氧化镁混凝土基本相当（结果见表８、表９）； 混凝土自生体积变形呈微膨胀趋势，１２６５ｄ龄 期，混凝土自生体积变形值为８０．１４×ｌ０一，且 ５实际工程应用 溪洛渡水电站工程在右岸６＃尾水洞３＃施工 支洞上层岔洞封堵时，采用混凝土强度等级为 Ｃ２０Ｆ１５ＯＷｌＯ，二级配泵送混凝土，轻烧氧化镁掺 变形基本趋于稳定。工程应用取得了较好效果。 表８ 混凝土拌和物检测结果 Ｗ Ｆ （％） 砂率 减水剂 （％） （％） ＺＢ—ｌＧ 坍落度 含气量 （／万） （舢） （％） 工程部位 右岸６ 尾水洞３ 施工支 强度等级 级配 Ｗ／Ｃ （ｋｇ／ｍ。） Ｃ２０Ｆ１５０ 泵送／ ＪＭ—ＰＣＡ ＺＢ－１Ｇ 洞上层岔洞封堵 Ｗ１Ｏ （Ｏ＋１６～Ｏ＋３３） Ｏ．４７ ｌ３８ 宣威３５ ４１ ／ｏ．６ ／ｏ．４５ ｌ６５ ５．７ 表９ 抗压强度（ＭＰａ） ７ｄ １４．９ 混凝土性能结果 抗拉弹模（ＧＰａ） ７ｄ ３１．１ 劈拉强度（ＭＰａ） ７ｄ １．２４ 极限拉伸值（×ｉ０－４） 轴拉强度（ＭＰａ） ７ｄ Ｏ．６４ 抗压弹模（ＧＰａ） ７ｄ ２９．４ ２８ｄ ２５．９ ２８ｄ ２．１８ ２８ｄ ０．８４ ７ｄ １．４９ ２８ｄ １．９２ ２８ｄ ３４．３ ２８ｄ ３４．２ 续表９ 混凝土性能结果 抗冻性能 冻融次数 相对动弹性模量（％） １５Ｏ ９３．３７ 抗冻性能 抗冻等级 冻融次数 相对动弹性模量（％） 质量损失率（％） ＞Ｆ１５０ ｌ５０ ９３．３７ ２．３６ 质量损失率（％） ２．３６ ６抗裂性分析 采用黄国兴哺 提出的抗裂计算公式对掺轻 烧氧化镁水泥混凝土抗裂性进行分析，抗裂系数 Ｋ值越大，表明混凝土抗裂性越好。计算公式如 下： Ｃ——为混凝土的徐变度，×１０一／ＭＰａ； Ｇ一为混凝土自生体积变形，×１０一； ａ——为混凝土线膨胀系数，×１０一／＇Ｃ； Ｔｒ——为混凝土的水化热温升，℃； ￡ｓ——为混凝土的干缩率，×１０一。 ｋ＝（。ｐ＋ＲＬＣ＋Ｇ）／（Ｔｒ＋￡Ｓ） 在计算时，假设混凝土其他性能结果不变， ｐ——为混凝土极限拉伸，×１０～； Ｒ广一为混凝土轴拉强度，ＭＰａ； 表４ 轻烧氧化镁掺量（％） 自生体积变形（×ｌ０ ） Ｏ 一１０．２ 仅考虑混凝土自生体积变形对抗裂性的影响，根 据计算公式，可得出抗裂系数呈增大趋势。 混凝土抗裂系数结果 １．Ｏ ９．１５ ２．５ ５２．１２ ４．Ｏ ９５．４７ ５．Ｏ １３６．３１ 水电施工技术２０１５第３期总第８１期 ７结论 在混凝土中掺入轻烧氧化镁，对水泥品种和 的特性，有效改善混凝土自生体积变形性能，尤 其适用于抗裂性要求较高的混凝土，能够起到早 期补偿收缩的效果，对改善混凝土抗裂性比较有 利。但在工程应用时，一定要根据工程具体情况， 并通过试验确定最优掺量，同时应选择品质较好 的轻烧氧化镁，确保硬化后的混凝土性能稳定。 ［参考文献］ ［１】张莹，孟云芳，王婷．ＭｇＯ复合生态纤维混凝土 早期力学性能实验研究ＵＪ．四川建材，２０１４，４０（１７７）： ２８—３Ｏ． 轻烧氧化镁掺量对水泥混凝土的影响进行了试 验，重点对混凝土强度、自生体积变形和抗裂性 等进行详细分析，得出以下结论： （１）掺轻烧氧化镁的混凝土较未掺轻烧氧 化镁混凝土凝结时间缩短，坍落度和含气量损失 降低，有利于改善拌和物性能。 （２）掺入轻烧氧化镁后，混凝土的强度呈 降低趋势，随着轻烧氧化镁掺量的增加，强度下 降幅度增加。 （３）掺轻烧氧化镁后低热水泥混凝土自生 ［２］肖延亮，杨忠义．外掺氧化镁混凝土性能试验研 究Ⅱ］．混凝土，２００７，（３）：７２—７３，７７． 体积变形膨胀幅度比中热水泥混凝土大，随着轻 烧氧化镁掺量增加，自生体积变形膨胀量增加， ［３］陈霞，杨华全，李家正．外掺氧化镁混凝土的变 形特征研究口］．人民长江，２０１１，４２（４）：８８—９０，９４． 【４１李承木．氧化镁混凝土自生体积变形的长期试验 研究成果ＵＪ．水力发电学报，１９９９，（２）：１１－１９． 【５］李承木．掺ＭｇＯ混凝土自身变形的温变效应试 验及其应用口１．水利水电科技进展，１９９９，（５）：３３—３７． 【６】黄国兴．对“碾压混凝土抗裂性能的研究”一文 的商榷Ｕ］．水力发电，２００５，３１（２）：７２—７４． 根据掺量的不同，自生体积变形稳定期时间有区 别，一般２７０ｄ后可稳定。 （４）掺轻烧氧化镁的水泥混凝土抗冻和抗 渗性能均满足设计要求；随着轻烧氧化镁掺量提 高，混凝土抗裂性增加。 利用轻烧氧化镁早期水化速度快、膨胀量大 公司中标甘肃兰州第二水源项目 目前，公司与黄河设计院签订了甘肃兰州第二水源项目第三标段施工协议，合同工期１７个月， 于２０１６年１２月２８日完工。 兰州市水源地建设工程将刘家峡水库作为引水水源地，向兰州市供水。工程包括取水口、输水 隧洞主洞、分水井、芦家坪输水支线、彭家坪输水支线及其调流调压站、芦家坪水厂和彭家坪水厂 等。 工程取水口位于临夏回族自治州东乡县境内，距离刘家峡水库大坝上游约４公里处的水库右岸 岸边，上距折达公路祁家渡大桥约１５０米，下距洮河口约２．４公里处。输水隧洞主洞全长３１．２９公里， 其前段约４．８公里位于临夏回族自治州东乡县境内，在约４．８公里处穿越洮河后进入永靖县境内，隧 洞途径三条蚬乡和徐顶乡，在约２８．８公里处进入兰州市西固区柳泉乡境内。距离取水Ｉ：２首部３１．４５７ 公里的输水隧洞主洞末端设置分水井，分水井位于兰州市西固区柳泉乡寺儿沟内，距离芦家坪约１．４ 公里处。 甘肃兰州第二水源项目第三标段引水洞主洞将采用ＴＢＭ施工，目前，公司正组织人力及设备 进点。