本科毕业论文-—碾压混凝土材料断裂的实验研究.doc

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1、题 目：碾压混凝土材料断裂的实验研究专业学 号： 姓 名：鲁帅指导教师：易虹岚学习中心：奥鹏 西 南 交 通 大 学 网 络 教 育 学 院2014年 6 月 29 日院系 专 业 道桥 年级 学 号 姓 名 鲁帅 学习中心 奥鹏 指导教师 易虹岚 题目 ： 碾压混凝土材料断裂的实验研究 指导教师评 语 是否同意答辩 过程分(满分20) 指导教师 (签章) 评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩组组长 (签章) 年 月 日 毕 业 论 文 任 务 书班 级 学生姓名 鲁帅 学 号 开题日期： 2014 年 2 月 10 日 完成日期： 2014 年 7 月 5 日题 目 :;碾压混

2、凝土材料断裂的实验研究1、 本论文的目的、意义:碾压混凝土是一种干贫混凝土，水的用量少，同时水泥用量约为普通混凝土的一半甚至更少，它采用碾压震动机械进行震动压实。碾压混凝土的优点在于高比例的粉煤灰掺 量，使混凝土具有良好的可碾性，满足了连续、快速、高强的施工要求 ，所以它工程上特别是大坝建设中应用比较广泛，因此对其性质进行深入研究。2、学生应完成的任务: 在碾压混凝土劈拉试件中设置各种不同尺寸的试件，并进行劈拉实验。通过对不同试件劈拉结果的对比分析，得出结论。 在碾压混凝土劈拉试件中设置了各种不同尺寸的试件，并进行了劈拉实验。通过对不同试件劈拉结果的对比分析， 1）碾压混凝土存在尺寸效应，其总

3、体规律与普通混凝土是相同的。2）确定了碾压混凝土的应力分析公式，并推到出双K断裂参数的计算公式3）根据碾压混凝土的断裂试验结果，结合普通混凝土的断裂韧度尺寸效应公式，得到适用于碾压混凝土的断裂韧度尺寸效应公式。4）通过对碾压混凝土诱导缝等效强度试验研究得到穿透与非穿透型试件，面积削弱S对混凝土强度影响的规律。3、 论文各部分内容及时间分配：（共 3 周）第一部分绪论 ( 2 周) 第二部分碾压混凝土试验 ( 16 周) 第三部分总结与展望 ( 1 周) 评阅或答辩 ( 2 周)4、 参考文献1 孙恭尧,王三一,冯树荣. 高碾压混凝土重力坝M . 北京:中国电力出版社,2004.2 林长农,金双

4、全,涂传林. 碾压混凝土层面强度特性试验研究J . 红水河,2000 ,19 (3) :9-13.3 成方,安冬英,林长农. 碾压混凝土层面极限拉伸试验研究J . 红水河,2001 ,20 (2) :62-65.4 简政, 黄松梅, 涂传林,等. 碾压混凝土层面断裂试验研究J . 西安理工大学学报,1997 , 13 (2) :129-134.5 简政, 张浩博, 黄松梅. 碾压混凝土断裂性能研究J . 西安理工大学学报,1998 ,14 (2) :152-156.6 沈英, 曾昭扬, 周立峰. 碾压混凝土坝层面剪切断裂分析J . 力学学报,1994 ,26 (6) :679-689.7 金庭

5、节. 龙滩高坝碾压混凝土的层间抗剪强度参数J . 红水河,1995 ,14 (3) :12-17.8 曾昭扬,王燕生. 高碾压混凝土拱坝诱导缝和横缝布置研究 R . 北京:清华大学,1998.9 张林,徐进,陈新,等. 碾压混凝土断裂试验研究J . 水利学报,2001 , (5) :45-49.10 张小刚. 碾压混凝土诱导缝断面强度、断裂的试验研究和数值模拟D . 大连:大连理工大学, 2005.11 王智文. 碾压混凝土拱坝诱导缝等效强度试验研究与分析D . 大连:大连理工大学,2003.12 Kaplan M F. Crack Propagation and the Fracture o

6、f ConcreteJ . ACI Journal ,1961 , 58 (6) :590-610.13 Bazant Z P. Size Effect in Blunt Fracture : Concrete , Rock , MetalJ . Journal of Engineering Mechanics ,1984 , 110 (4) : 518-535.14 Carpinteri A , Chiaia B , Ferro G. Size Effects on Nominal Tensile Strengh of Concrete Structures : Multifractalit

7、y of Material Ligaments and Dimensional Transition from Order to DisorderJ . Materials and Structures , 1995 , 28 : 311-317.15 Duan K, Hu X Z , Wittmann F H. Size Effect on Fracture Resiastance and Fracture Energy of Concrete J . Materials and Structures ,2003 , 36 : 74-80.备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月

8、日诚信承诺一、 本论文是本人独立完成；二、 本论文没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。承诺人（钢笔填写）：鲁帅 2014 年6月29日目 录摘要( I )1 绪论( 1 )1.1 概论( 1 )1.2 碾压混凝土在工程中的应用及其发展历程( 1 )1.3 碾压混凝土的力学性能( 9 )1.4 从细观力学研究碾压混凝土(10 )1.5 本文的主要研究工作(14 )2 碾压混凝土试验(14 )2.1 DSCM白光数字散斑相关方法(14 )2.2 碾压混凝土层面I型断裂破坏的试验研究(15 )2.3 碾压混凝土断裂韧度尺寸效应公式的确定(19 )2.4 碾

9、压混凝土层面断裂及劈拉破坏(22 )2.5 碾压混凝土层面断裂韧度楔入劈拉试验(31 )2.6 碾压混凝土诱导缝等效强度试验(34 )2.7 本章小结(40 )3 总结与展望(42 )3.1 本文的工作总结(42 )3.2 需要进一步解决的问题(42 )致谢(43 )参考文献(44 )附录A(46 )附录B(60 )西南交通大学网络教育毕业设计（论文） II摘 要碾压混凝土是一种干贫混凝土，水的用量少，同时水泥用量约为普通混凝土的一半甚至更少，它采用碾压震动机械进行震动压实。碾压混凝土的优点在于高比例的粉煤灰掺 量，使混凝土具有良好的可碾性，满足了连续、快速、高强的施工要求 ，所以它工程上特别

10、是大坝建设中应用比较广泛，因此对其性质进行深入研究。在碾压混凝土劈拉试验中设置了各种不同尺寸的试件进行试验。通过对不同试件劈拉结果的对比分析，得到； 1）碾压混凝土存在尺寸效应，其总体规律与普通混凝土是相同的。2）确定了碾压混凝土的应力分析公式，并推到出双K断裂参数的计算公式3）根据碾压混凝土的断裂试验结果，结合普通混凝土的断裂韧度尺寸效应公式，得到适用于碾压混凝土的断裂韧度尺寸效应公式4）通过对碾压混凝土诱导缝等效强度试验研究得到穿透与非穿透型试件，面积削弱S对混凝土强度影响的规律关键字：碾压混凝土；尺寸效应；断裂韧度；劈拉ABSTRACTRoller compacted concrete

11、is a dry lean concrete, which is about half even less of the dosage of the water of common concrete, it adopts roller compaction machine to shake . The advantages of high Roller compacted concrete is of fly ash concrete is good, can satisfy the continuous grinding, fast, high strength, the construct

12、ion requirements, so it is widely used on project for its properties, especially on dam construction project, thus we do further research on it. We make various size of specimen on the roller compacted concrete test. According to the results of the different specimens ,we can conclude that: size eff

13、ect exists in roller compacted concrete ,it is the same of ordinary concrete on law; the roller compacted concrete stress analysis formula is determined ，and we deduce the fracture parameters of double K calculation formula; according to the results of roller compacted concrete test, combined with t

14、he size effect formula of fracture on the common concrete ,we infer the size effect formula of fracture ,which can apply on roller compacted concrete; based on the equivalent strength of roller compacted concrete induction seam through experimental test, we get the law of the weakening S the area of

15、 concrete effect on the strength.Key words：roller compacted concrete ;size effect ; fracture toughness ;split西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 571 绪论1.1 概论碾压混凝土作为一种超干硬性无坍落度振动压实的材料, 由于具有可以大面积快速施工、减少水泥用量、简化温控措施等优点, 在工程中尤其是在坝体中的应用广泛。碾压混凝土筑坝技术是 20世纪70年代末80 年代初国际上发展起来的一种新的筑坝技术，至今已有30年历史，目前全世界已建成碾压混凝土坝323 座。碾压混凝土筑坝技术具有工

16、艺简单、上坝强度高、工期短、造价低、适应性强等特点，具有巨大的经济和环境效益，已经成为最有竞争力的坝型之一，在世界大坝建设中得到了长足发展和广泛应用。中国于1986 年建成了第一座碾压混凝土坝坑口重力坝，在此之后的20 年，碾压混凝土筑坝技术在中国得到了快速发展，无论理论研究或工程实践都有大量的创新与突破。目前中国已建成各类碾压混凝土坝92座，碾压混凝土重力坝高由50多米发展到100米级、200米级，坝体碾压混凝土方量由4万余立方米发展到500万余立方米；碾压混凝土拱坝高由75米发展到100米级、130米级，坝体碾压混凝土方量由10万余立方米发展到50万余立方米。据不完全统计，截至2005年，

17、我国已建、在建的坝高超过30米的碾压混凝土大坝有70余座。因此对碾压混凝土的性能进行研究。1.2 碾压混凝土在工程中的应用及其发展历程碾压混凝土是一种干贫混凝土，水的用量少，同时水泥用量约为普通混凝土的一半甚至更少，它采用碾压震动机械进行震动压实。碾压混凝土的优点在于高比例的粉煤灰掺量，一方面使混凝土具有良好的可碾性，满足了连续、快速、高强的施工要求；另一方面使其温度特性、变形特性、强度特性与常规混凝土有较大的不同。碾压混凝土施工方法是将土石方施工机械容量大、速度快、大面积作业的优点和混凝土强度高。耐久性好的特点融汇到一体, 从而达到快速经济施工目的的施工方法。1.2.1 粉煤灰对混凝土的力学

18、性能的影响(a)对于级粉煤灰，它的最显著特点是具有较强的减水作用以固定水胶比的方式掺人粉煤灰，它的这一作用没有得到体现。由于粉煤灰的活性不及水泥熟料，特别是在早龄期，粉煤灰几乎不发生火山灰反应，因此，在早龄期，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土压缩强度降低。在晚龄期，由于粉煤灰火山灰作用和对水泥熟料水化反应的促进作用，以及它的微集料效应，使得在较小掺量情况下，粉煤灰混凝土的压缩强度可以赶上和超过不掺粉煤灰混凝土的压缩强度，但当粉煤灰掺量较大时，粉煤灰混凝土的压缩强度则低于不掺粉煤灰混凝土的压缩强度。对于混凝土的拉伸强度和极限拉伸变形，它们与水泥浆体含量有着密切的关系。由于I级粉煤灰具有较强的减水作用

19、，在固定水胶比下，混凝土用水量的减少必将伴随着胶材用量的减少，使得水泥浆体含量减少。因此，以这种方式掺入级粉煤灰，混凝土的拉伸强度和极限拉伸变形必然降低。以固定胶材用量的方式掺人I级粉煤灰，它的减水作用体现在降低水胶比上。水胶比是混凝土力学性能的最敏感因素，水胶比的降低将使得混凝土力学性能提高，这可以补偿水化反应的不足。因此，以这种方式掺用品质优良的I级粉煤灰可以在较大的范围内使混凝土强度提高，即便在较早的龄期，混凝土力学性能也不会显著地降低。对于拉伸强度和极限拉伸变形，由于水泥浆体含量没有减少，硬化水泥石的性能有所提高，因而混凝土的拉伸强度和极限拉伸变形不会显著降低，甚至会有所提高。以粉煤灰

20、取代砂的方式掺人工级粉煤灰，水泥用量没有减少，粉煤灰的活性毕竟高于砂，加之它的优良的形态效应和微集料效应，因而以这种方式掺入粉煤灰，混凝土力学性能必将提高。采取超量取代的方式掺人I级粉煤灰，它从提高胶材用量和减少用水量两个方面降低水胶比，一般说来，都将使混凝土力学性能提高，这与粉煤灰的超量取代系数有关。 (b)对于级粉煤灰，它的掺人对混凝土用水量影响不大对于这种粉煤灰，固定水胶比的掺入方式与固定胶材用量的掺人方式是一致的。以这种方式掺入级粉煤灰，在早龄期，混凝土的力学性能随粉煤灰掺量的增加而降低；在晚龄期，如若掺量较小，则粉煤灰混凝土的力学性能可以赶上和超过不掺粉煤灰的混凝土，但若掺量较大，粉

21、煤灰混凝土的力学性能则低于不掺粉煤灰的混凝土。用粉煤灰取代砂，可提高混凝土的力学性能。用级粉煤灰超量取代水泥，由于用水量基本不变，只有胶材用量的增加引起水胶比的变化，这是否能提高混凝土的力学性能，取决于粉煤灰的超代系数。 (c)对于级粉煤灰和等外粉煤灰，它们不仅没有减水作用，而且还显著增加混凝土用水量。以固定水胶比方式掺人这种粉煤灰，它的这种负作用将被盖。尽管如此，由于粉煤灰活性远低于水泥，它的掺入仍将使混凝土压缩强度降低。这在早龄期尤其显著，而在晚龄期，小掺量粉煤灰混凝土的压缩强度可能赶上不掺粉煤灰混凝土的压缩强度，但大掺量时仍将低于不掺粉煤灰混凝土的压缩强度。对于混凝土的拉伸性能，尽管一般

22、来说，掺较差粉煤灰混凝土的拉伸性能低于不掺粉煤灰混凝土的拉伸性能，但不像掺I级粉煤灰时那样明显，其原因是掺级粉煤灰和等外粉煤灰将导致混凝土用水量的显著增加，而在相同水胶比下，用水量的增加必将伴随着胶凝材料用量的显著增加。以固定胶凝材料用量方式掺人级粉煤灰和等外粉煤灰，伴随而来的不是水胶比的降低，而是水胶比的提高，因而将使得混凝土力学性能更大幅度的降低。以级粉煤灰和等外粉煤灰取代砂，或者采用超量取代方式掺人级粉煤灰，由于它将使混凝土用水量增加，因而都不能有效地提高混凝土的力学性能。由于粉煤灰品质的复杂性，由于混凝土性能的多重性，由于掺入方式的多样化，导致粉煤灰对混凝土力学性能影响的复杂性。因此，

23、必须根据具体情况作具体分析。20世纪60年代，世界各国开始碾压混凝土的试验研究，碾压混凝土具备使用大型机械化施工的条件，从而达到缩短工期、降低造价的目的，并且采用高掺粉煤灰或矿渣的方式减少水泥用量，使温度裂缝数量较常态混凝土坝明显减少。我国于1978 年开始研究碾压混凝土筑坝技术, 1979 年和1981 年先后在四川省龚嘴电站公路和预制品场做过两次现场试验。1983 年在厦门机场工地进行了一次大型试验。自此将碾压混凝土应用于大坝工程。福建省坑口水电站是我国第一座碾压混凝土试验坝。我国对碾压混凝土筑坝技术的研究和运用虽然起步较晚但发展速度比较快。我国在借鉴国外碾压混凝土筑坝技术的基础上根据实际

24、情况加以突破。1.2.2 碾压混凝土坝施工目前建设的碾压混凝土坝采用高掺粉煤灰(6065)和低水泥用量(50-60kg/m3)的做法。由于水泥用量少，水化热温升减少，最大温升12160c。某工程采用水泥用量40kg/m3，粉煤灰49kg/m3。混凝土强度完全满足设计R90l00 的要求。采用低于5sVc 值混凝土。这有利于改善层面结合质量且不影响混凝土强度，使碾压混凝土的性能得到更好的发挥。 变态混凝土为我国所独创，其性态由硬性混凝土变成低坍落度(12cm)常态混凝土。通过掺入适量的水泥胶浆，经强力插入式振捣器振捣密实而形成。其层面的结合质量和常态混凝土没有区别，所以在坝的上游面、孔洞结构周边

25、、岩石边坡接合等部位可以采用同一种混凝土。这就使施工作业十分方便，消除了两种混凝土结合不好的现象。在某工程采用振动式夯改装手提式振动刀板，将PVC 编织布条带压到碾压混凝土内。在拱坝的诱导缝需进行灌浆，某工程研制出一套可进行重复灌浆的预制混凝土组合块诱导缝造缝技术 并在拱坝中推广使用。连续上升浇筑混凝土碾压混凝土坝是施工的关键技术。普定工程中采用了翻转模板，实行升程连续浇筑的方法，创造出连续40 多天不间歇施工，一次上升15m 的快速施工记录我国根据20多年的研究成果和实践经验的总结，结合了我国粉煤灰资源极其丰富的实际情况，采用不设纵缝、少设横缝、高掺粉煤灰胶结材料用量、连续式浇筑等有中国特点

26、的施工方法。在施工中主要是采用适当大的浇筑面积和不间歇地连续浇筑上升施工，达到加快筑坝速度和缩短工期的目的。对设有横缝的坝体，根据混凝土拌和浇筑系统的生产能力以及浇筑季节等具体情况，将2个或3个坝段合在一起，作为一个浇筑块进行浇筑，然后再造横缝。对不设横缝的整体坝则是全坝面浇筑。当需设横缝时，可切割造缝，也可用钻孔法造成邮票孔式诱导缝，满足控制横缝位置的要求。我国是采用高掺粉煤灰低水泥用量的混凝土，其水化热总量不高，早期放热量又很小，一般三天温升仅2，混凝土内外温差很小，利用3-4天间歇时间散热效果也很不明显，所以我国许多工程普遍采用连续浇筑上升施工。碾压混凝土不设纵缝, 少设横缝, 或者不设

27、横缝, 可以大面积施工作业, 加快了浇筑速度。但由于仓面大, 上层混凝土有可能还未及时浇筑, 由于层间间隔时间过长, 下层混凝土已经初凝, 因此层面便产生冷缝。冷缝是形成碾压混凝土渗漏的重要通道。高掺粉煤灰, 低水泥用量, 中胶凝材料用量的混凝土, 由于混凝土的胶凝材料相对较少, 如若施工中质量控制不严或措施不当, 则容易在缝面产生渗漏通道。针对这一情况, 现场施工时必须控制施工层间间隔时间小于允许间隔时间。尽管工程界现从满足设计技术要求的物理力学性能指标出发, 用碾压混凝土施工层间允许间隔时间如何合理确定是关键问题, 用碾压混凝土的初凝时间及对应的贯入阻力两个指标可权使问题迎刃而解, 且更为

28、合理。碾压混凝土是通过强力振动和碾压的共同作用, 对超干硬性混凝土进行压实的一种施工方法, 是把混凝土坝结构与材料和土石坝施工方法两者的优越性加以综合、改进、相互结合而形成的一种筑坝技术。碾压混凝土筑坝, 温控措施简单、水泥用量少, 可采用通用机械设备实现快速施工, 大大缩短水电建设工期、节约投资, 不愧为一种好、快、省的施工方法。碾压混凝土筑坝技术一经出现便很快引起我国大坝界的重视, 并于8 0 年代初进行了试验和应用, 目前我国已有福建坑口电站、龙门滩、大广坝、观音阁、棉花滩、五强溪、江垭、沙牌等碾压混凝土坝5 0 余座。近期还将有很多大坝采用碾压混凝土施工, 这无疑给碾压混凝土的施工设备

29、带来广阔的市场。1.2.3 碾压混凝土坝的发展 (a)天生桥二级水电站工程20 世纪80 年代中期建设的天生桥二级水电站是我国首批在大型主体工程中应用碾压混凝土筑坝技术的工程之一，左岸重力坝段采用上游面常态混凝土作防渗护面、下游面预制模板护面兼作施工模板的技术方案，溢流坝段采用了碾压混凝土外包常态混凝土，即“金包银”方案。该工程筑坝技术及配合比参数选择代表了我国刚引进碾压混凝土筑坝技术时的材料配合比水平。其配合比特点是：低用水量、低胶材用量、低水泥用量，高VC 值，低外加剂用量（0.4%），关注到层面防渗问题，依靠迎水面的常态混凝土防渗。(b)普定碾压混凝土拱坝工程20 世纪90 年代初期建成

30、的普定碾压混凝土拱坝，是我国第一座高度超过80 m 的碾压混凝土拱坝。在材料研究的目标中，提出了要利用碾压混凝土自身防渗而不另设防渗层的要求，其碾压混凝土必须具有防裂、防渗、层面结合良好等性能。普定拱坝筑坝材料研究充分体现了我国碾压混凝土筑坝材料研究的进步和发展，主要表现为：配合比方面，提出了富胶凝材料，迎水面防渗混凝土材料采用小骨料级配，防止骨料分离，由此采用了二级配混凝土，胶凝材料用量达到了188 kg/m，石子级配为5050，外加剂掺量较高，除提高减水率之外，极大地延长了碾压混凝土的初凝时间，使层面能够塑性结合，提高了层面抗剪及抗渗能力，混凝土的VC值明显下降至105 s，从而提高了碾压

31、混凝土的和易性和可碾性；首次提出要充分利用人工砂中0.16 mm以下的石粉，特别是0.08 mm以下与水泥细度相当的部分，作为碾压混凝土的惰性混合材，以提高碾压混凝土的可碾性、出浆率，从而提高其抗渗性和层面结合性能；首次关注到碾压混凝土自身收缩性能，希望能够通过外掺MgO 和提高水泥中的MgO 含量，达到使碾压混凝土自身体积变形呈微膨胀型，以补偿部分温降收缩，从而提高碾压混凝土的抗裂能力，由于研究时间太短，该技术仅在坝体强约束区垫层混凝土中应用。为提高层面结合能力，防止层面渗漏，还采用了在上游迎水面二级配混凝土区层面铺小水胶比的水泥粉煤灰净浆，在该坝施工后期，逐渐发展成在迎水面防渗二级配混凝土

32、加净浆、用插入式振捣器振捣的变态混凝土技术。在原材料上选用了MgO 含量较高的纯硅酸盐水泥，水泥厂家不需掺用混合材，而是在配合比设计中提高混合材掺量来降低水泥的水化热温升。在三级配碾压混凝土配合比中，除适当放大水胶比，降低用水量，减少胶材用量，适当提高掺和料比例之外，其他要求和迎水面二级配混凝土一样。其配合比用水量为84 kg/m，水泥用量仅为54 kg/m，胶凝材料用量为153 kg/m，较天生桥二级水电站三级配混凝土140 kg/m 的胶凝材料用量有较大幅度的提高。正是由于在碾压混凝土筑坝材料方面采取了综合技术措施，保证了碾压混凝土本体的抗渗性能，提高了层面结合性能，使得我国第一座全断面碾

33、压混凝土拱坝，在上游面不另设防渗层的情况下，达到了防裂、防渗、层面结合良好的目标。(c)石门子水库和龙首拱坝工程20 世纪90 年代末期建设的新疆石门子水库和甘肃龙首碾压混凝土拱坝，是我国碾压混凝土筑坝技术由温和、湿润的南方地区发展到干燥、温差极大、气温很低的北方地区的典型代表。在这个过程中，碾压混凝土筑坝材料技术得到进一步发展，除成功运用前述材料技术之外，采用了外掺MgO 技术和提高碾压混凝土抗冻耐久性技术，并且解决了西北戈壁滩天然砂料细度模数大、缺少细颗粒（新疆石门子水库），天然砂细度小且混有超细土粒（甘肃龙首水电站），导致混凝土用水量偏高的技术问题。这两个工程碾压混凝土材料研究中，充分继

34、承了普定工程的成熟技术，其配合比特点鲜明：（1）采用低水胶比，大掺量粉煤灰，大掺量引气剂联合掺用，研究提高碾压混凝土耐久性，掌握其变化规律，总结了在高掺粉煤灰情况下，如何才能有效提高碾压混凝土的抗冻耐久性，并成功地将碾压混凝土抗冻耐久性由50 次或100 次提高到300 次。（2）成功地在干燥、严寒、温差大的自然条件下采用外掺MgO 技术，均外掺MgO 4%左右，以部分补偿碾压混凝土的收缩，减少了混凝土的裂缝。（3）对如何在干燥、高蒸发地区有效延长碾压混凝土的初凝时间进行了研究，提出外加剂相关类型及掺量对缓凝时间的影响成果，在配合比设计中，选用了能有效延长缓凝时间的外加剂，并根据工程实际进一步

35、降低混凝土出机口VC 值，由最初的78 s 降低至35 s。这有赖于外加剂技术的不断进步，减水率的不断提高，可以在保持用水量不变、胶凝材料总量不变的条件下，充分降低VC 值，直至仓面不陷碾。VC 值降低后碾压混凝土含气量有所提高，也有利于提高碾压混凝土的耐久性。（4）西北地区天然砂石骨料中砂子细度模数为2.03.4，细颗粒含量为5%20%，通过对砂子品质对碾压混凝土的影响进行深入研究，进一步揭示了砂子品质对碾压混凝土各项性能的影响。（5）将普定水电站工程后期总结的变态混凝土技术成功运用在这两个工程上，专门进行了变态混凝土配合比及其性能的研究，并且在温控计算中，考虑了变态混凝土对坝体热学性能、力

36、学性能的影响，工程实际应用是成功的。（6）研究了迎水面防渗混凝土采用超富胶凝材料的三级配混凝土取代富胶凝材料的二级配碾压混凝土的可能性。由于上述材料技术的综合应用，碾压混凝土筑坝技术由南方向北方发展取得了成功，这是我国碾压混凝土筑坝材料技术发展的又一大进步。(d)索风营等工程进入21 世纪之后，由于水电建设的快速发展，碾压混凝土筑坝技术在我国也得到了迅速发展，已成为国内主流坝型之一。仅在贵州省就有乌江索风营水电站、思林水电站、沙沱水电站、息烽鱼简河水电站、清水河大花水水电站（134.5 m 高的碾压混凝土拱坝）、格里桥水电站、北盘江光照水电站（高达200 m级的碾压混凝土重力坝）等多个工程在进

37、行建设。这些工程有的已施工完成，有的正在施工，已取得部分成果。这些工程更进一步完善了碾压混凝土筑坝材料技术，其配合比设计具有以下特点：较低的水胶比，迎水面防渗二级配混凝土具有超富胶凝材料总量，用水量适中，由于外加剂的效果较前几代产品更好，因而强缓凝型减水剂的掺量有所下降，但仍保持较低的VC 值，一般控制在35 s 左右，经运输、摊铺损失后仓面VC 值仍可保持在57 s，可碾性非常好，强度保证率很高，超强较多，均可满足南方地区抗冻耐久性达到F100 或F150 的要求。对人工砂的细度模数要求更高，要求中砂的细度模数在2.7 左右，级配、粒径分配更好，充分重视砂中细颗粒含量的利用，由于外加剂减水作

38、用增强，砂中细颗粒含量增加后，用水量并无明显增加，但其可碾性、施工和易性、层面结合性能等得到了大幅提高。在水泥选择上，一般选用普通硅酸盐水泥而很少选用中热水泥，主要是由于中热水泥的强度大都偏低，通过热强比计算可知，中热水泥的热强比并不比普通硅酸盐（或硅酸盐）水泥低，综合分析采用中热或低热水泥并不经济，而且碾压混凝土本身的水泥用量并不高，因此没有刻意追求低热性能。普遍重视碾压混凝土材料的自身体积变形性能，选用收缩比较小或有补偿收缩作用的水泥，或外掺MgO 等其他补偿收缩材料，配合比中充分重视变态混凝土配合比的研究，将变态混凝土的各项性能参数纳入温控防裂计算之中。1.2.4 碾压混凝土筑坝材料的发

39、展趋势从20 世纪80 年代中期至21 世纪，碾压混凝土筑坝材料在我国经历了20 多年的发展和进步，已日趋成熟和完善。虽然近期碾压混凝土筑坝材料出现了两个新的研究方向：一是对骨料要求很低、简易拌和、水泥和胶凝材料的用量很少、对材料几乎没有防渗要求的新型碾压筑坝材料；二是提高最大骨料粒径的四级配碾压混凝土筑坝材料，但到目前还没有在主体工程中应用的实例。因此，总结碾压混凝土发展历程，从目前的技术和发展看，碾压混凝土筑坝材料在性能上仍然以防裂、防渗、层面结合良好为追求目标，配合比研究及参数选择上，将更加侧重以下几方面的研究：（1）迎水面防渗、耐久性要求高的混凝土仍将选择较小的最大骨料粒径，低水胶比和合适的掺和料品种及掺量。（2）成功应用变态混凝土之后，将会进一步研究提高碾压混凝土级配，在可能的条件下将会研究采用三级配变