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水工建筑物基础(第2版)
1.7.3.1 一、混凝土重力坝的材料
一、混凝土重力坝的材料

1.混凝土的强度等级

坝体常态混凝土强度标准值的龄期一般为90d,碾压混凝土可采用180d龄期,因此在规定混凝土强度设计值时,应同时规定设计龄期。

大坝常用混凝土强度等级有C7.5、C10、C15、C20、C25、C30。高于C30的混凝土用于重要构件和部位。大坝混凝土的强度标准值可采用90d龄期强度,保证率80%,其轴心抗压强度的标准值见表4-1。

2.混凝土的耐久性

(1)抗渗性。对于大坝的上游面,基础层和下游水位以下的坝面均为防渗部位。其混凝土应具有抵抗压力水渗透的能力。抗渗性能通常用P即抗渗等级表示。GB 50164《混凝土质量控制标准》根据混凝土试件在抗渗试验时所能承受的最大水压力,混凝土的抗渗等级划分为P4、P6、P8、P10、P12等5个等级。相应表示混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时不同的最大水压力。

大坝混凝土抗渗等级应根据所在部位和水力坡降,按表4-2采用。

表4-1 大坝混凝土强度标准值

注 混凝土强度等级和标准值可内插使用。

表4-2 大坝抗渗等级的最小允许值

注 1.表中i为水力坡降。
2.承受侵蚀水作用的建筑物,其抗渗等级应进行专门的试验研究,但不得低于P6。
3.抗渗等级是以28d龄期的标准试件,按标准试验方法进行试验时所能承受的最大水压力来确定的。

(2)抗冻性。混凝土的抗冻性能指混凝土在饱和状态下,经多次冻融循环而不破坏且不严重降低强度的性能。通常用F即抗冻等级来表示。抗冻等级一般应视气候分区、冻融循环次数、表面局部小气候条件、水分饱和程度、结构构件重要性和检修的难易程度,由表4-3查取。

表4-3 大坝抗冻等级

注 1.混凝土抗冻等级应按一定的快冻试验方法确定,也可采用90d龄期的试件测定。
2.气候分区按最冷月平均气温T1值作如下划分:严寒T1<-10℃;寒冷-10℃≤T1<-3℃;温和T1>-3℃。
3.年冻融循环次数分别按一年内气温从+3℃以上降至-3℃以下期间设计预定水位的涨落次数统计,并取其中的大值。
4.冬季水位变化区指运行期内可能遇到的冬季最低水位以下0.5~1.0m,冬季最高水位以上1.0m(阳面)、2.0m(阴面)、4.0m(水电站尾水区)。
5.阳面指冬季大多为晴天,平均每天有4h以上阳光照射,不受山体或建筑物遮挡的表面,否则均按阴面考虑。

(3)抗磨性。指抵抗高速水流或挟砂水流的冲刷、磨损的能力。目前,尚未制定出定量的技术标准,一般而言,对于有抗磨要求的混凝土,应采用高强度混凝土或高强硅粉混凝土,其抗压强度等级不应低于C20,要求高的则不应低于C30。

(4)抗侵蚀性。指抵抗环境水的侵蚀性能。当环境水具有侵蚀性时,应选用适宜的水泥,尽量提高混凝土的密实性,且外部水位变动区及水下混凝土的水灰比可参照表4-4减少。

表4-4 最大水灰比

(5)抗裂性。为防止大体积混凝土结构产生温度裂缝,除采用合理分缝、分块和温控措施外,应选用发热量低的水泥、合理的掺合料,减少水泥用量,提高混凝土的抗裂性能。