碾压式混凝土是一种干硬性贫水泥的混凝土,采用硅酸盐水泥、火山灰质掺和料、水、外加剂、砂和分级控制的粗骨料拌制而成,具有无塌落度的特性。它通过振动碾分层压实,广泛应用于水利工程、道路建设等领域。下面将从多个方面对碾压式混凝土进行详细阐述。
1. 原材料组成
碾压式混凝土的主要原材料包括硅酸盐水泥、火山灰质掺和料、水、外加剂、砂和分级控制的粗骨料。其中,火山灰质掺和料如粉煤灰或天然火山灰的掺量可高达胶凝材料总量的30%~60%,旨在减少水泥用量,降低造价,并推迟凝结时间。
2. 物理特性
碾压式混凝土是一种干硬性混凝土,其维勃稠度值通常在20s左右,属于超干硬性混凝土。这种特性使得混凝土在运输和摊铺过程中不易产生分离,且易于通过振动碾压达到高密度和高强度。
3. 施工工艺
碾压式混凝土采用与土石坝施工相同的运输及铺筑设备,通过振动碾分层压实。施工过程中,需尽量减少倒运次数,避免骨料分离。摊铺层厚度一般为15~25cm,铺料过程需尽量控制水平,以保证碾压效果。
4. 分类与应用
碾压式混凝土坝主要分为两类:一类是以日本“金包银”模式为代表的RCD,采用中心部分为碾压混凝土填筑,外部用常态混凝土防渗和保护;另一类为全碾压混凝土坝(RCC),具有结构简单、施工快、强度高、造价低等优点。RCC最初用于修建水利大坝,现已广泛应用于停车场、货场及公路路面。
5. 优点与特点
碾压式混凝土具有混凝土体积小、强度高、防渗性能好、坝身可溢流等特点,同时兼具土石坝施工程序简单、快速、经济、可使用大型通用机械的优点。碾压式混凝土还具有节约水泥、水化热低、干缩性小、耐久性好等优点。
6. 配合比设计
碾压式混凝土的配合比设计需考虑水泥用量、掺和料掺量、水灰比等因素。我国RCC路面配合比设计通常采用绝对体积法或假定容重法计算,W/C一般为0.3-0.4之间,水泥用量约在200-260kg/m³之间。
7. 拌和与运输
碾压式混凝土拌和可采用普通混凝土拌和机,但由于其含水量小,混合料不易拌和均匀,因此拌和时间需适当延长。运输过程中,需采用汽车运输,并覆盖蓬布以防日晒或雨淋。
8. 摊铺与碾压
碾压式混凝土的摊铺需边卸料、边摊铺、边平仓,以保证碾压混凝土料始终卸在已平仓的混凝土面上。碾压过程通常先无振碾压2遍,然后有振碾压8遍,再根据需要无振碾压1~2遍,直至达到设计要求。
9. 质量控制
碾压式混凝土的质量控制主要包括原材料检验、配合比设计、拌和、运输、摊铺、碾压等各个环节。施工完成后,需及时用核子密度仪检测碾压混凝土压实容重,确保达到设计要求。
10. 经济性
碾压式混凝土由于节约水泥、施工速度快、养护时间短等优点,从经济性角度来看,与普通混凝土相比可减少工程费用30%以上。碾压式混凝土还能降低施工环境污染,具有良好的社会效益。
11. 存在问题与挑战
尽管碾压式混凝土具有诸多优点,但仍存在一些问题有待解决。如层面结合处容易成为渗水的薄弱层面;混凝土运输与摊铺过程易产生骨料分离等。这些问题需要通过不断改进施工技术和提高管理水平来解决。
碾压式混凝土是一种性能优良、成本低廉的新型混凝土材料,在水利工程、道路建设等领域具有广泛的应用前景。随着施工技术的不断改进和提高,碾压式混凝土必将在未来发挥更加重要的作用。