聚丙烯纤维混凝土施工技术总结及技术指南宁波市白溪水库建设指挥部国家电力公司华东勘测设计研究院中国水利水电十二工程局聚丙烯纤维混凝土在水利工程中应用研究课题组2001年4月报告核定：葛其荣报告审查：高翔、李秋生报告编写：劳俭翁、朱强、钟秉章目录1、概述 (1)2、面板特征 (1)3、面板混凝土配合比 (2)3.1面板混凝土设计指标 (2)3.2面板混凝土设计配合比 (2)3.3混凝土材料的性能 (2)3.4现场生产性试验 (4)4、混凝土施工 (5)4.1现场施工准备 (5)4.2施工顺序及施工工艺 (6)4.3混凝土浇筑 (7)5、28#试验块施工 (10)5.1混凝土设计配合 (11)5.2现场生产性试验 (11)5.3试验块施工 (11)6、混凝土检测成果 (11)6.1现场施工检测成果 (11)6.2纤维均匀性检测 (13)6.3混凝土力学性能检 (13)6.4混凝土温度检测结 (15)6.5裂缝检测 (16)6.6裂缝成因分析 (16)7、施工经验 (17)附聚丙烯纤维混凝土在溢洪道陡槽底板中的应用聚丙烯纤维混凝土施工技术指南1、概述聚丙烯纤维作为工程建筑材料在工程建筑中的应用已有二十多年发展历史，但其在水工建筑物中的应用尚有待进一步试验论证。

为此，白溪水库建设指挥部委托南科院针对白溪水库大坝Ⅱ期面板混凝土进行室内试验研究，并曾将阶段成果在溢洪道进口段作过施工试验，把施工中存在的问题反馈给南科院，并进行了配合比修正。

并于8月份提供最终配合比室内试验成果报告，为验证聚丙烯纤维混凝土在大坝面板上施工适宜性，指挥部决定于9月份在Ⅱ期面板的少量板块上进行施工工艺性试验。

试验工作在精心组织下，按照《掺改性聚丙烯纤维混凝土现场试验（施工）措施》的内容和要求，做好前期准备工作，先进行面板1#块施工，在总结经验的基础上再进行3#块和9#块的施工。

经专家组评定，建议在Ⅱ期面板上应用。

通过试验块的经验总结，对试验块暴露出的问题，如坍落度及混凝土运输时间控制、压面困难、工序衔接等问题在后续块施工中采取了相应的对策，并对混凝土拌制方式进行改进。

为进一步检验聚丙烯掺量多少对混凝土质量及施工工艺的影响，于11月30日在28#块上进行了增加聚丙烯掺量（1.2kg/ m3 ）的对比试验。

白溪水库Ⅱ期面板混凝土于2000年9月20日开浇至2000年12月5日结束，历时77天，共浇筑聚丙烯纤维混凝土11000 m3。

2、面板特征Ⅱ期面板共划分33个条块，除1#、33#板块外，其余均为12m宽板块，斜长由17.33m～78.33m。

1#试验块：最大板宽8.5m，最大斜长17.33m，平均厚度31.5cm，单块混凝土方量34.5m3，单块表面积109.4m2。

3#试验块：最大板宽12m，最大斜长40.32m，表面积408.2 m2，平均板厚33.5cm，单块混凝土方量136.7 m3。

28#块：最大板宽12m，最大斜长78.2m，表面积938.3m2，平均厚度36.8cm, 单块混凝土方量345.0m3（掺1.2Kg聚丙烯试验块）。

3、面板混凝土配合比3.1 面板混凝土设计指标混凝土强度等级为C25，抗渗标号S8，抗冻标号D100，含气量4～5%，机口坍落度6～8cm，二级配混凝土，最大骨料粒径＜40mm。

3.2面板混凝土设计配合比设计配合比由南科院提供，见表1、表2。

表1 聚丙烯混凝土设计配合比表2 施工配合比3.3混凝土材料的性能本工程所用混凝土材料种类见配合比表，各种材料的基本性能（检测成果）如下：3.3.1 水泥采用宁波海螺525#普通硅酸盐水泥，其物理力学性能见表3。

表3 水泥物理力学性能3.3.2 粉煤灰选用北仑电厂粉煤灰，试验结果（见下表4）符合Ⅱ级标准，满足设计要求。

表4 粉煤灰特性3.3.3聚丙烯纤维由方大纺织化纤有限公司提供(南科院资料)，其性能标准见表5。

表5 聚丙烯纤维特性3.3.4 集料本工程所用集料为白溪河道天然砂砾石经筛分后获得，试验用集料的检验结果如表6：3.3.5 外加剂外加剂选用中国水利水电十二局科研所产品，其性能指标见表7、表8。

经检验，NMR高效减水剂、BLY引气减水剂符合国标规定的一等品要求。

3.4 现场生产性试验在面板试验块施工前，于9月19日，在工地试验室对南科院A-3配合比进行试拌，拌制方量0.0398m3，测试混凝土坍落度偏小，不能达到6~8cm要求，加水300cc后，重新拌制，实测坍落度为6.7cm。

试拌测试结果见表9。

表9 混凝土坍落度和凝结时间通过试拌对A-3配合比进行调整，并经南科院复核，调整后的混凝土配合比见表10。

表10 A-3*混凝土配合比4、混凝土施工4.1现场施工准备4.1.1 砂石料系统布置砂石料加工系统布置于下游右岸、距坝顶约1000m，为面板混凝土浇筑提供各种档骨料。

4.1.2 混凝土拌和系统布置坝顶填筑至▽173.38，宽约15m，长约400m，根据其长条形地势，采用一条龙布置方案，将100m的拌和系统布置在坝顶（见附图2）。

本系统配置0.75m3拌和机3台、16m长皮带机2台、电子秤配料机4台、ZL30装载机1台。

4.1.3 坝面布置坝坡上布置两台钢筋台，2台3t卷扬机，2套无轨滑动模板，均为14m，4台5t卷扬机。

每套滑模采用2台卷扬机牵引，每台钢筋台与用1台卷扬机牵引，牵引系统由卷扬机、配重块和滑轮组成。

坝面布置有混凝土卸料受料斗，后面连接溜槽，控制混凝土入仓，斜溜槽设置在钢筋网上，并用铁丝固定，每个仓面设置两条溜槽。

4.1.4 水、电布置在坝顶前沿布置1条4″水管用于混凝土拌和及面板养护。

水源以右岸趾板上的4″水泵直供为主，以左岸叶岙溪引水为辅。

施工用电从溢洪道变压器架线至施工现场，以满足拌和系统、混凝土浇筑及照明用电，同时在坝顶布置一台100kw柴油发电机供应急使用。

4.2 施工顺序及施工工艺4.2.1 施工顺序面板混凝土浇筑从右岸向左岸跳仓浇筑，即P1-2→P33-2（先浇块）→P2-2→P32-2（后浇块）。

4.2.2 施工工艺单块面板施工工艺流程框图4.3 混凝土浇筑4.3.1 混凝土拌制4.3.1.1 混凝土拌制方式的选择除1#试验块以外的面板混凝土拌制在坝顶拌和站进行，由2~3台750升拌和机完成，采用A-3*配合比（见表10）拌制混凝土。

为便于计量，每拌混凝土按0.591m3配料（三包水泥）。

砂石料秤量由电子秤完成，水泥、粉煤灰、聚丙烯纤维、外加剂人工投放，水泥每包50kg，粉煤灰每拌27kg，在出厂时秤量装袋，聚丙烯纤维每包0.532kg，由厂家出厂时秤量包装，外加剂按用量制作容器投放，各种材料设专人投放，并做好记录。

混凝土拌制时间为5min，先干拌1min，后湿拌4min，即先按中石、小石、水泥、粉煤灰、聚丙烯纤维顺序进料，再干拌，然后加水及液体外加剂，再湿拌。

经过试验块和前期几块面板施工，发现先干拌、后湿拌的拌制方法存在以下问题：⑴混凝土坍落度变化较大。

因干拌时水泥、聚丙烯纤维、黄砂、粉煤灰粘贴在搅拌机筒壁上，拌制后的混凝土坍落度较大。

经敲打筒壁后，粘贴在筒壁上的砂浆掉下，然后加入新的拌和料，而加水量不变，拌制后的混凝土坍落度又变小，故混凝土坍落度难以控制，影响混凝土质量。

⑵环境污染严重。

干拌时水泥、粉煤灰、聚丙烯纤维飞扬，使工作环境受到严重污染，并造成材料损失。

⑶生产效率低。

为减少粘贴在搅拌筒壁上水泥砂浆，每拌一次料后就需停止进料，用榔头敲打一阵后，再进料拌制混凝土，势必延长拌制时间。

用榔头敲搅拌筒壁，虽然能敲下筒壁上的部分水泥砂浆，但筒内刀片上的砂浆很难敲干净，随着拌制次数的增加，刀片上裹满了水泥砂浆，直接影响混凝土拌制质量，因此，必须经常停机，用人工凿除刀片上的砂浆，混凝土生产效率低。

针对上述问题，我局提出取消干拌程序，直接湿拌。

为慎重起见，于10月13日，在现场做干拌1min，湿拌4min与湿拌4min的对比试验，试验成果见表11。

表11 干拌、湿拌对比试验成果表从表11试验成果看，湿拌4min能满足设计要求，为寻找最佳搅拌时间，于10月23日，在坝顶拌和系统做湿拌时间的对比试验，检测结果见表12。

表12 湿拌时间对比试验成果表经过上述试验，最终选择湿拌5min方式拌制混凝土。

4.3.1.2 坍落度的调整坍落度大小直接影响混凝土的运输、振捣、强度及外观质量。

坍落度过大混凝土运输过程中易分离，混凝土强度达不到设计值，且出模后混凝土易下塌，表面平整度差；坍落度过小混凝土在溜槽中易发生堵塞现象，滑行困难，入仓后难以振捣，滑模时阻力大，易拉裂。

因该混凝土坍落度损失较快，现场试验室的试拌结果，1h后坍落度为零。

实际施工中坍落度0.5h后损失1/2。

为寻求最佳坍落度，在施工过程中经常检测机口和仓面坍落度，并结合施工时振捣、滑模、压面等情况及时调整机口坍落度。

1#试验块开始阶段曾出现坍落度地小，难以振捣现象，经及时调整后满足施工要求，后续块施工均得到较好的控制，将机口坍落度控制在4~6cm范围内，比配合比设计值低2cm。

4.3.2 混凝土运输混凝土运输由场外运输和仓面运输两部分组成。

4.3.2.1 场外运输因拌和系统布置在坝顶，运距较短，故采用0.4m3机动翻斗车可满足混凝土运输质量，途中运输在15min之内。

4.3.2.2 仓面运输仓面采用溜槽运输，为避免因日晒、雨淋而影响混凝土质量，同时也为防止飞石伤人，溜槽顶面采用防雨布遮盖。

4.3.3 混凝土浇筑4.3.3.1 混凝土入仓、振捣机动翻斗车将成品混凝土送至所浇块坝顶受料斗，由溜槽至浇筑仓面，采用人工移动溜槽端部，不断调整混凝土入仓部位，使仓面混凝土面高度均匀，并辅以人工平仓。

入仓后停留片刻，再进行振捣，出模后的平整度较好。

仓面设φ30mm 和φ50mm两种振捣器，其数量比普通混凝土振捣多1~2台，振捣时严格按要求操作，确保混凝土内部密实。

4.3.3.2 模板滑升模板滑升速度的控制要根据入仓强度、振捣质量、坍落度大小，是否抬模及出模后是否存在塌坍现象等因素确定，1#试验块平均滑升速度1.711m/h，3#试验块平均滑升速度1.721m/h，最大滑升速度1.898m/h，最小1.576m/h。

后续块施工最大滑升速度3.12 m/h，最小0.71 m/h，平均1.92 m/h。

4.3.3.3 压面混凝土出模后立即进行一次压面，待混凝土初凝结束前完成二次压面。

从实际施工情况看，此种混凝土比普通混凝土抹面难度大，表面不易光滑，工作效率降低，抹面泥工增加1倍（安排6~7人）。

4.3.4 养护、温度检测二次压面结束后立即覆盖塑料薄膜，终凝后掀掉薄膜，覆盖草帘，并进行不间断的洒水养护。

同时1#、3#试验块进行混凝土内外部温度检测，后续块仅进行气温和若干块混凝土内部温度的检测。