在混凝土壩樞紐工程中，用于混凝土工程施工的各種費(fèi)用約占整個工程總投資的60%~70%，這充分表明混凝土工程關(guān)系到整個工程建設(shè)的質(zhì)量、工期、投資和效益。

現(xiàn)就DL/T 5144-2001《水工混凝土施工規(guī)范》（簡稱《規(guī)范》）涉及到的混凝土原材料和施工縫處理，進(jìn)行綜述。

1 混凝土原材料

　　近代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使筑壩技術(shù)對混凝土工程有新的更高的要求，如水工混凝土應(yīng)滿足抗壓、抗拉、抗?jié)B、抗凍、抗裂、抗沖耐磨和抗侵蝕等要求。

《規(guī)范》中要求采用新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備。很多方面要通過原材料的選用和控制來達(dá)到設(shè)計要求。

1.1 水泥

　　水工混凝土選擇水泥品種的原則主要是根據(jù)工程部位、技術(shù)要求和環(huán)境條件。對水位變化區(qū)外部混凝土、有抗沖耐磨和抗凍要求的混凝土，宜選用中熱硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，也可選用普通硅酸鹽水泥。選用中熱硅酸鹽水泥，既可滿足混凝土各項性能要求，又可降低混凝土發(fā)熱量，減少溫度裂縫。內(nèi)部混凝土，宜選用中熱硅酸鹽水泥，也可選用低熱礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥...等。環(huán)境水對混凝土有硫酸鹽侵蝕時，應(yīng)選擇抗硫酸硅酸鹽水泥。為防止堿活性骨料膨脹，水泥堿含量≤0.6%，熟料堿含量≤0.5%。

　　熟料中氧化鎂含量不超過5%，宜在3.5%~5%范圍�？沽蛩猁}水泥中SO3含量不得超過2.5%，礦渣硅酸鹽水泥中SO3含量為4%~7%，其他水泥品種中SO3含量不得超過3.5%。特別強(qiáng)調(diào)每一個工程所用水泥品種以1~2種為宜，并應(yīng)固定供應(yīng)廠家。

　　《規(guī)范》中還強(qiáng)調(diào)應(yīng)優(yōu)先使用散裝水泥。散裝水泥的運(yùn)輸可以用散裝水泥罐、散裝水泥車、集裝箱等。規(guī)定水泥進(jìn)入工地的儲罐溫度不宜超過65℃，特殊情況下，允許放寬到70℃。

1.2 骨料

　　水工混凝土可選用天然骨料、人工骨料，或兩者互相補(bǔ)充。選用人工骨料時，有條件的地方宜選用石灰?guī)r質(zhì)的料源。

特別強(qiáng)調(diào)如骨料供應(yīng)發(fā)生變化時，應(yīng)按照現(xiàn)行建筑材料規(guī)程進(jìn)行詳細(xì)的補(bǔ)充勘察和堿活性成分含量試驗，未經(jīng)專門論證，不得使用堿活性骨料。有潛在的堿骨料反應(yīng)時，限制水泥、外加劑、摻合料中的堿含量是防止堿骨料反應(yīng)的主要措施。

　　細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好；人工砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.4~2.8范圍內(nèi)。有條件時，細(xì)骨料可分兩級使用。細(xì)骨料應(yīng)采取脫水、排水、遮蓋和加強(qiáng)管理等綜合措施，保持含水率穩(wěn)定，人工砂飽和面干的含水率不宜超過6%。細(xì)骨料的含水率穩(wěn)定，仍然是控制水膠比和混凝土出機(jī)口坍落度穩(wěn)定的重要措施之一。

1.3 摻合料

　　目前混凝土摻合料有粉煤灰、硅粉、凝灰?guī)r粉、磷渣粉加凝灰?guī)r粉等。

我國的Ⅰ級、Ⅱ級粉煤灰，特別是Ⅰ級灰，具有明顯的減水增強(qiáng)和顯著改善混凝土多種性能的效果，并可降低混凝土水化熱溫升�！兑�(guī)范》提出宜優(yōu)先選用Ⅰ級和Ⅱ級粉煤灰。三峽二期工程全部使用了Ⅰ級粉煤灰。

1.4 外加劑

　　水工混凝土常用的外加劑有：引氣劑、普通減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑、緩凝劑、泵送劑等。

一個工程摻用同種類外加劑的品種宜選用1~2種，并由專門生產(chǎn)廠家供應(yīng)，以保證混凝土質(zhì)量。

混凝土摻入適量引氣劑，能產(chǎn)生分布均勻的細(xì)微氣泡，含氣量控制在4.5%~5.5%范圍內(nèi)，可以改善混凝土和易性，顯著提高硬化混凝土抗凍性。

三峽工程設(shè)計時選取花崗巖人工骨料，但試驗表明：花崗巖人工骨料粒形較差，顆粒表面粗糙，需水量增加，相應(yīng)增加水泥用量和水泥水化熱，對混凝土耐久性和干縮等不利。通過試驗研究，原材料方面采取優(yōu)化配比等綜合措施，采用了減水率大于18%的緩凝高效減水劑，摻用需水量比為90%左右的Ⅰ級粉煤灰和優(yōu)質(zhì)引氣劑，使減水率達(dá)到30%以上。

1.5 混凝土總含堿量控制

　　為了提高混凝土的耐久性和使用年限，必須提高混凝土密實程度和抗凍、抗?jié)B及抗侵蝕的能力，為此，除了優(yōu)化混凝土配比以外，還應(yīng)控制混凝土組成材料的總含堿量。國內(nèi)外對混凝土總含堿量的規(guī)定可供參考：美國≤3.3 kg/m3,英、日≤3.0 kg/m3，澳大利亞≤2 kg/m3，三峽工程人工骨料沒有潛在的堿活性成分，為了確保工程安全，規(guī)定人工骨料混凝土堿總含量≤2.5 kg/m3，這是非常嚴(yán)格的，也是可靠的。

2 施工縫處理

　　大壩混凝土分層分塊澆筑產(chǎn)生的水平施工縫，縫面一般有水泥浮漿所形成的乳皮，嚴(yán)重影響了層間結(jié)合，降低抗剪和抗拉強(qiáng)度，采取措施處理好施工縫面是確保大壩混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一。

2.1施工縫面處理標(biāo)準(zhǔn)

混凝土縫面處理標(biāo)準(zhǔn)：“去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙”。為此，需在澆筑前清掃縫面上的污物和灰塵并排除積水。

2.2 施工縫面處理方法

①人工鑿毛：勞動強(qiáng)度大，工效低；

②高壓水沖毛：沖毛水壓力達(dá)25~50 MPa，效率高，間歇期超過2周，沖毛效果差；

③低壓水沖毛：在混凝土終凝后，用0.3~0.6 MPa的水壓沖毛，可能會沖掉2~3 cm厚的表層混凝土；

④利用風(fēng)砂槍沖毛：對齡期長的混凝土沖毛有效，但費(fèi)工費(fèi)時費(fèi)料，施工干擾大；

⑤鋼絲刷機(jī)械刷毛：工效高、效果好、費(fèi)用大；

⑥噴灑緩凝劑：可促使混凝土表面緩凝，延長沖毛時間。

以上6種方法，采用高壓水沖毛較為經(jīng)濟(jì)合理。

2.3 施工縫鋪設(shè)砂漿問題

　　混凝土施工縫面處理的常規(guī)方法是鋪設(shè)2~3 cm厚砂漿。但從仔細(xì)觀察和分析中可以看出，鋪設(shè)砂漿并不很理想，譬如打砂漿增加了拌和和運(yùn)輸?shù)暮芏喹h(huán)節(jié)，特別是鋪設(shè)砂漿后會因間歇時間過長而曬干，反而影響施工縫面的結(jié)合。為了加快施工速度和簡化施工程序，多年來就盼望在保證質(zhì)量的前提下，找到能取代打砂漿的方法和措施。2.4 施工縫處理的試驗和應(yīng)用

2.4.1 德沃夏克壩施工縫處理試驗

　　美國陸軍工程兵團(tuán)在德沃夏克壩專門做了鋪砂漿和不鋪砂漿的對比試驗。試驗倉面面積186 m2，澆筑塊厚1.5 m，施工縫用28 MPa水壓沖毛。骨料最大粒徑152 mm，水灰比0.66，水泥含量104 kg/m3 ，粉煤灰45 kg/m3，砂率21.5%，含氣量6%，平均坍落度5 cm。砂漿水灰比0.66，砂漿水泥含量288 kg/m3，粉煤灰125 kg/m3，砂1680 kg/m3�；炷�土養(yǎng)護(hù)后，鉆取了直徑240 mm、總長55延米的垂直與水平的混凝土芯樣，作了直觀檢查和彎曲、剪切、滲透等試驗，直觀檢查很難分辨出接縫是否鋪設(shè)砂漿。試驗后，他們認(rèn)為這兩種接縫的效果都是好的。因此，大壩后期施工就不再鋪設(shè)水泥砂漿。水平施工縫處理方法對比試驗成果表，見表1。

2.4.2 烏江渡工程施工縫處理試驗

　　我國烏江渡工程對施工縫的各種處理方法也作了對比試驗，施工縫不同處理方法的抗剪強(qiáng)度見表2。

從試驗成果看，高壓水沖毛的接縫膠結(jié)強(qiáng)度最高。使用高壓水沖毛，僅要求縫面露出砂子不露出石子，沖毛深度很淺，平均深度約1~3 mm，混凝土損耗率少，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

　　烏江渡工程從1976年起，對壩體混凝土水平施工縫已不再鋪設(shè)砂漿（壩體迎水面5~7 m范圍除外）。接縫混凝土一般厚50 cm，增加砂率2%~3%，坍落度增加1~2 cm，根據(jù)振搗條件，總的混凝土坍落度不宜小于5 cm。

　　上述施工方法，是在室內(nèi)和現(xiàn)場試驗的基礎(chǔ)上取得的。從現(xiàn)場的鉆孔取樣得知，不鋪砂漿的混凝土施工縫面，肉眼已不易分辨。實測87 d齡期的抗彎強(qiáng)度為60.6 kg/cm2,不低于整體混凝土的抗彎強(qiáng)度，其抗壓、劈裂抗拉、抗剪強(qiáng)度分別為：265 kg/cm2、16.4 kg/cm2、51.9 kg/cm2，均不低于整體混凝土�？�?jié)B標(biāo)號大于B12，亦不低于整體混凝土。

2.4.3 葛洲壩工程施工縫面處理試驗

①室內(nèi)試驗??室內(nèi)試驗項目為：抗壓、劈裂抗拉、抗彎及抗?jié)B�；炷�土標(biāo)號為R28200號，一級配，水泥用量249 kg/m3，砂率，木鈣摻量為水泥用量的0.25%，水灰比0.55，水泥品種：荊門礦渣大壩水泥425號。試驗成果見表3。

從室內(nèi)試驗成果看，水平施工縫鋪不鋪砂漿的抗壓強(qiáng)度均能滿足設(shè)計要求，兩者的指標(biāo)尤其是后期（90 d）相差甚微；抗彎強(qiáng)度指標(biāo)，不鋪砂漿優(yōu)于鋪砂漿；但兩者劈裂抗拉強(qiáng)度相差較大，不鋪砂漿28 d劈拉強(qiáng)度僅13.4×105 Pa，達(dá)不到設(shè)計要求，90 d齡期強(qiáng)度有所增加，但仍偏低，為前者的65%。

②現(xiàn)場試驗 現(xiàn)場試驗結(jié)合生產(chǎn)進(jìn)行，混凝土200號，三級或四級配。每個試驗倉半邊倉鋪砂漿，另半邊不鋪砂漿，澆筑28 d后，用直徑219 mm鉆頭取樣，室內(nèi)鋸切加工進(jìn)行力學(xué)性能試驗。芯樣的接縫用肉眼很難辨認(rèn)。

芯樣力學(xué)性能試驗成果見表4。

表4所示，縫面不鋪砂漿的力學(xué)強(qiáng)度較鋪砂漿的偏低。室內(nèi)試驗和現(xiàn)場取樣試驗資料都表明：整體混凝土優(yōu)于有縫面的混凝土；相同施工條件下，縫面鋪砂漿優(yōu)于不鋪砂漿。

③從現(xiàn)場混凝土芯樣獲取率看施工縫處理這次現(xiàn)場鉆孔取樣，共有120個接縫面，48個縫面在取芯樣過程中斷裂，占縫面總數(shù)的40%，其中鋪砂漿的斷裂22個，未鋪砂漿的斷裂26個，分別占各自接縫面60個的36.7%和43.3%。

　　總起來看，斷裂數(shù)少的情況有以下幾種：縫面坑洼不平、石子外露者，縫面用風(fēng)砂槍沖毛者，混凝土為三級配者，這與一般的概念相同，說明縫面斷裂數(shù)與縫面處理質(zhì)量和混凝土澆筑質(zhì)量密切相關(guān)�；炷�土骨料粒徑越大，水泥用量越少，對上下層結(jié)合不利，鋪砂漿或增加砂率的必要性越大。二級配混凝土倉位，特別是高標(biāo)號二級配混凝土，可以不鋪砂漿。

2.4.4 三峽工程對施工縫不鋪砂漿的試驗和措施