黄河万家寨水利枢纽现场试验及分析结果

1997年，天津水利水电勘测设计研究院科研所进行了天然砂、人工碎石、铁矿砂取代部分或全部人工砂，铁矿石取代部分或全部人工碎石的抗冲磨混凝土室内外试验研究。铁矿石（砂）采用安徽芜湖磨料磨具厂生产的铁矿石（砂）。室内试验混凝土配合比及试验结果见表7-33、表7-34。为进行对比和进一步试验研究，选择配合比M1、M3、M5、M10混凝土在现场利用5 号坝段底孔护坦进行了现场抗冲磨试验，试验用天然黄河砂进行，结果见表7-35～表7-37。

表7-33　室内高强抗冲磨混凝土试验配合比

表7-34　室内高强抗冲磨混凝土试验结果

表7-35　现场试验块混凝土配合比

表7-36　现场试验块混凝土磨损情况

(www.xing528.com)

表7-37　不同混合石混凝土的对比试验结果

从现场试验资料可以得出：

（1）天然砂质地纯净（特别是大东梁料场天然砂），是抗冲磨混凝土的良好细骨料。从影响混凝土抗冲磨强度的主次因素来看，主要是粗骨料，次之为水灰比，再次之为砂。在水灰比0.35～0.40 范围内，水灰比变动和砂子品种变化，对抗冲磨强度影响很小。考虑到砂的来源，本工程抗冲磨混凝土宜选用天然砂作为混凝土细骨料，没必要使用铁矿砂与天然砂的混合砂。

（2）人工碎石混凝土的平均抗磨强度为0.88h/（kg·m-2），铁矿石和铁矿石与人工碎石混合石混凝土的平均抗磨强度相近，可达1.22～1.34h/（kg·m-2）。使用铁矿石或混合石作为本工程抗冲磨混凝土粗骨料是比较好的方案。

（3）室内及现场试验表明，并没有必要用铁矿石全部替代人工碎石作为抗冲磨混凝土的粗骨料。

考虑到施工的便利、人工碎石破碎过程软岩体向小石的集聚倾向、小石在破碎过程中将遭受到更多的机械损伤及工程的经济性等因素，本工程泄水建筑物抗冲磨混凝土选用天然砂、小铁矿石完全替代人工小碎石、中碎石采用本工程人工骨料的方案。