基于含湿率的碾压混凝土层间结合质量检测方法

［摘要］ 层间结合质量是影响碾压混凝土耐久性和大坝抗滑稳定性的重要影响因素。 针对连续浇筑碾压层面的施 工质量控制，采用快速测试碾压混凝土结合面上下层含湿率指标，并结合成型碾压层间的劈拉强度值和抗剪强度 值推求了已碾与待碾层不同层间间隔时间下保证结合质量的最佳含湿率匹配范围并推导出相应层间结合强度与 含湿率的模型公式。 结果表明：层间间隔时间为 1.5h 时，上下层含湿率在 19％ ～20％ 时，层间结合质量良好； 层面间隔时间变长，最佳结合质量的含湿率数值变大。

引言碾压混凝土坝由于具有施工速度快、节省水泥 和温控措施简单等优点，在水利水电工程中得到广 泛应用。 但是层面结合质量一直是碾压混凝土坝 的关键薄弱点，层面分层特性对碾压混凝土整体性 下降的影响也不可忽视，杨华全等［１］ 研究表明，在 初凝时间以内层面的劈拉强度和抗剪强度降低幅 度均在 １０％ 左右。 并且随着龄期增长，层面影响系 数有增大趋势［２］ 。

在实际施工过程中，碾压混凝土拌合物从拌合 站运输至仓面再到摊铺开来碾压前后，其工作性能随着温湿度、风速等环境因素而发生变化。 但是在 现场施工过程中针对连续浇筑碾压上升的层面一 般不做处理，层面结合质量的好坏程度无法得到保 证。 谢彦辉等［３］ 、姜福田［４］ 认为用初凝时间来控制 层面结合质量是不够的，提出一种利用贯入阻力与 历时、轴拉强度和黏聚力之间关系的方法作为层面 控制标准。 但该方法操作不便，不利于在实际工程 中使用。 为了更好地保证层面结合质量，急需一种 新的方法来解决这个问题。 本文根据在初凝之前 环境变化导致碾压混凝土性能变化是由碾压混凝 土中水分含量的差异导致这一原因，提出一种新的 控制检验方法。 该方法直接测试初凝之前上下层结合面碾压 混凝土含湿率来反映其工作性能。 控制上下层结合面碾压混凝土的性能也是保证层间结合质量最 直接有效的措施。 采用碾压混凝土含湿率快速检 测［５］工作性是该方法实现的前提。 本文通过测试 碾压混凝土上下层面含湿率指标，检测层面的劈拉 强度和抗剪强度，判定层面结合质量的好坏，为施 工现场提高层间结合质量实时检测提供可能。

1试验材料与方案

1.1材料及配合比

采用的水泥为江苏省中联水泥股份有限公司 生产的P.042.5 水泥；粉煤灰为 Ι 级灰；砂为河砂， 细度模数为 2.62；粗骨料采用砂石厂提供的碎石， 粒径为5 ～20，20 ～ 40，40 ～ 80mm；减水剂为江苏博 特新材料股份有限公司生产的JM⁃11缓凝高效减水 剂；水采用生活饮用水。 配合比结果如表 1所示。

1.2试验方法

试件 按 《 水 工 碾 压 混 凝 土 试 验 规 程》 DL / T5433—2009 规定成型，带层面试件分2 次成型。 王迎春［6］指出，现场原位抗剪的极限抗剪强度与室 内湿筛后层面抗剪的极限抗剪强度的比值平均为 0.78，黏聚力比值为0.56，摩擦系数差别不大。 基 于以上相关关系和室内试验的可行性，室内层面劈 拉强度、抗剪试验结果采用三级配碾压混凝土湿筛 后的 150mm × 150mm × 150mm 立方体试件的层面 试验结果。 试验针对碾压混凝土初凝之前的性能进行研 究，考虑实际施工情况，试验上下层时间间隔取为1.5h。 为方便研究强度随含湿率变化规律，将含湿 率分为 5个区间，对应的含湿率区间为 16 ％ ～ 17％ ， 17％ ～ 18％ ， 18％ ～ 19％ ，19％ ～ 20％ ，20％ ～ 21％ 。 不同含湿率采 用同一配合比的碾压混凝土在相同时间内受不同 环境变化形成。 上层碾压混凝土含湿率和下层碾 压混凝土含湿率按不同区间浇筑形成结合面。 对 成型的试件在自然养护条件下养护至规定龄期进 行试验。 抗剪试验采用多点法，设计最大法向应力 为 3.0MPa，分四级施加进行抗剪试验，根据库仑定 律τ ＝ σｆ′ ＋ ｃ′用最小二乘法进行拟合，计算极限抗剪 强度（σ ＝ 3.0MPa）和黏聚力 ｃ′。

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