碾压混凝土是一种干硬性贫水泥的混凝土,它采用硅酸盐水泥、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,具有无塌落度的特点,并通过振动碾分层压实。这种混凝土结合了混凝土和土石坝的优点,在建筑、道路、桥梁、机场等领域有广泛应用。
基本特性
碾压混凝土是一种干硬性混凝土,其维勃稠度值通常在20秒左右,属于超干硬性混凝土。这种混凝土使用较少的胶凝材料,包括水泥与掺和料共120~160kg/m³,且大量使用掺和料,如粉煤灰或天然火山灰,掺量可达胶凝材料总量的30%~60%。这些特性使得碾压混凝土具有高强度、高耐久性和良好的防渗性能。
施工工艺
碾压混凝土的施工工艺相对简单且快速。它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。在施工过程中,混凝土的平仓与摊铺可以使用推土机或摊铺机,摊铺层厚度一般在15~25厘米之间。碾压过程则先进行无振碾压2遍,然后有振碾压8遍,再根据需要无振碾压1~2遍,直至达到设计要求的压实容重。
应用分类
碾压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,它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;另一类是全碾压混凝土坝(RCC),其低水灰比、坍落度为零,经振动压路机振动、碾压成型。RCC具有结构简单、施工快、强度高、缩缝少、水泥用量少、造价低等优点,特别适用于大体积混凝土工程。
材料组成
碾压混凝土的主要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,粗集料使用连续级配,最大粒径一般为15~20毫米,最大不超过40毫米。水泥用量根据集料级配和软质骨料含量而定,一般在8%~13%之间。为了改善混凝土的和易性、密实性及耐久性,还会掺入适量的粉煤灰、炉渣粉、石英粉等混合材料。
性能优势
碾压混凝土具有多种性能优势。其内部结构密实、强度高,能够充分发挥骨料的强度。干缩性小、耐久性好,抵抗变形的能力强。碾压混凝土还能节约水泥、降低水化热,特别适用于大体积混凝土工程。这些性能优势使得碾压混凝土在各个领域都有广泛的应用前景。
经济效益
相比常规混凝土,碾压混凝土在经济效益方面具有显著优势。据研究,碾压混凝土的单价约为常规混凝土的1/3,且施工速度更快。例如,在美国威洛克里克坝的建设中,全部30万立方米的混凝土工程在短短4个月内竣工。在日本和中国的一些坝体建设中,碾压混凝土也显著缩短了工期、节省了水泥并降低了综合造价。
应用领域
碾压混凝土的应用领域非常广泛。在建筑领域,它适用于各种建筑构件如地下室、框架结构、楼板、梁柱等;在道路领域,它适用于高速公路、城市道路、机场跑道等各种道路工程;在桥梁领域,它适用于各种桥梁结构如桥墩、桥面、梁柱等;在机场领域,它适用于机场跑道、停机坪等工程。碾压混凝土还用于重负荷载路面的碾压水泥混凝土以及水利大坝的建设等。
碾压混凝土以其独特的性能优势和广泛的应用领域在建筑、道路、桥梁、机场等领域发挥着重要作用。随着施工技术的不断改进和专用设备的采用,碾压混凝土的应用前景将更加广阔。