PVA纤维混凝土在溪洛渡大坝施工中的应用
摘要：根据溪洛渡大坝混凝土特性和温控防裂要求，结合有关专家建议和专题会议精神，经过现场试验，在开裂风险高的部位使用了PVA纤维混凝土。
毕业论文网 关键词：PVA纤维混凝土实验施工数据 总结 一、现场试验 1.1试验规划 （1） 初步规划。
2009年7月31日，溪洛渡大坝混凝土层间结合及下一步试验工作专题会（建设部专题会议纪要2009年第179期）建议从PVA和聚丙烯两种纤维中选择一种进行生产性试验； （2）专题安排。
2009年8月17日，溪洛渡大坝混凝土试验专题会（建设部专题会议纪要2009年第188期）要求开展掺加PVA纤维混凝土的生产性试验。
（3） 试验大纲。
2009年8月23日监理工程师批准了施工单位上报的大坝A区混凝土外掺PVA纤维室内试验和生产性试验大纲。
1.2试验成果 2009年10月12日，水电八局提出了《外掺PVA纤维混凝土生产试验报告（中间报告）》。
试验报告总结了室内试验和生产性试验成果： 1.2.1室内试验成果 （1）掺PVA纤维的混凝土28d龄期劈拉强度提高8.3%；7d、28d龄期极限拉伸值和轴拉强度均提高约10%，弹性模量降低2GPa左右； （2）自生体积变形收缩值较小。
1.2．2生产性试验成果 （1）得出了关于拌和楼投料顺序和搅拌时间的结论，拌和物中PVA纤维分散均匀，没有“成团、成束”现象，仓面下料、平仓和振捣均正常； （2）现场抽检表明，掺PVA纤维混凝土7d劈拉强度提高4.8%，28d劈拉强度提高8.5%；28d极限拉伸值平均提高10.7%。
二、现场施工 根据现场试验成果，于2009年10月开始在部分浇筑仓使用PVA混凝土，并在使用过程中适时调整PVA混凝土的使用要求： 2.1 2009年10月份要求。
根据中间报告成果，鉴于河床坝段固结灌浆导致混凝土间歇期大多超过28d，岸坡坝段首仓混凝土体型普遍狭长，为降低混凝土开裂风险，项目部于2009年10月23日发出工作联系单，要求在下述部位浇筑PVA混凝土： （1）河床坝段：长间歇之后，到正常浇筑3m升层之前的仓号； （2） 其他坝段：基础面首仓及体型狭长或不规则仓号。
2.2 2009年12月份要求。
2009年第28次温控例会进一步明确了浇筑外掺PVA纤维混凝土的部位： （1）计划间歇期超过14d的仓面； （2）结构敏感部位（如缓坡坝段狭长型、三角形断面的基础部位）； （3）固结灌浆作业面（含质量检查、加密或补强等）； （4）廊道封闭的1～2个仓号。
2.3 2010年4月份要求。
2010年4月20日，项目部再次发出工作联系单，明确需要浇筑PVA纤维混凝土的部位： （1）长间歇（暂定间歇期超过14d）仓面上部的1仓或计划间歇期超14d的仓号； （2）结构敏感部位（如基础面首仓及体型狭长或不规则仓号）； （3）固结灌浆（含质量检查、加密灌浆或补灌等）作业面； （4）廊道封闭的1～2个仓号； （5） 下游贴角平台收面的最后一坯层，坝体轮廓线以外部分。
2.4 2010年高温季节要求。
鉴于高温季节混凝土开裂风险较小，2010年第13次温控会议明确：高温季节（6～9月）基础强约束区预计长间歇仓号（停面28d及以上）可掺PVA，其余部位不掺PVA。
2.5 2010年9月以后要求 2010年9月26日，在成都组织召开了大坝仿真分析及温控专题会，会议建议在开裂风险大的部位采用外掺PVA纤维混凝土，以提高抗裂性能。
会后，要求在陡坡断面近似三角形的坝段（长宽比大于5）和导流底孔边墙（体型狭长，长宽比达7～9）浇筑PVA纤维混凝土。
三、PVA纤维混凝土浇筑量及试验检测情况 3.1 PVA混凝土浇筑量 从2009年9月生产性试验开始，至2010年11月，共使用PVA纤维混凝土12.11万m3，逐月使用量见表1。
3.2 试验检测成果 (1) 极限拉伸值和弹模 试验中心统计时段为2008年10月18日～2010年11月30日，水电八局统计时段为2009年12月1日～2010年11月30日。
两家单位试验结果基本一致：7d、28d、90d、180d龄期，掺PVA纤维混凝土极限拉伸值分别提高12.6%、10.6%、7.1%和4.7%；各龄期抗压弹模降低约5%。
(2)自生体积变形 2010年3月和5月，试验中心取样的C18040混凝土试验结果表明，在龄期180d时，未掺PVA纤维的混凝土自生体积变形在—22.82～—8.43×10—6之间，掺PVA纤维混凝土自生体积变形在—7.23～5.40×10—6之间，掺PVA纤维的混凝土自生体积变形收缩值减少14.7×10—6。
4、相关试验成果 成都勘测设计研究院、长江科学研究院、水科院、葛洲坝试验检测公司、三峡集团公司试验中心、溪洛渡试验中心、水电八局溪洛渡试验室分别进行了大坝混凝土性能试验研究。
对于水胶比为0.41，粉煤灰掺量为35%的大坝C18040（四级配）混凝土，PVA掺量为0.9kg/m3和不掺PVA纤维时，混凝土力学、热学性能试验结果对比如下： 4.1长江科学院试验成果 (1) 力学性能试验。
90d龄期极限拉伸值提高12.0%，劈拉强度提高3.7%，轴拉强度提高5.4%，弹模降低6.4%，见表2。
表2长江科学院PVA纤维混凝土力学性能试验成果 4.2 三峡试验中心结果 28d龄期极限拉伸值提高7.8%，劈拉强度提高15.2%，轴拉强度提高3.8%，弹模降低2.3%，见表4。
4.3溪洛渡试验中心结果 90d龄期限拉伸值提高15.2%，劈拉强度提高5.5%，轴拉强度提高1.9%，弹模降低6.4%，见表5。
4.4 水电八局试验结果 90d龄期限拉伸值提高1.1～1.9%，180d龄期劈拉强度提高2.0%，轴拉强度提高1.6%，弹模降低3.1%，见表6。
4.5混凝土开裂统计 2009年9月至2010年2月，共浇筑大坝主体混凝土73仓，其中掺PVA的浇筑39仓，仅有1仓出现裂缝（15—09仓，高程336.5m～338m，固结灌浆完成后冲仓发现裂缝时混凝土龄期为10d），开裂仓比例为2.6%；不掺PVA的浇筑34仓，有18仓出现裂缝，开裂仓比例为52.9%，见表7。
6 结束语 上述各家单位的试验结果均表明，掺PVA纤维对提高混凝土的抗裂性能有利；现场浇筑情况统计表明，长间歇是导致混凝土开裂的重要原因，但掺PVA纤维可大大降低混凝土的开裂风险。
因此，建议在以下开裂风险大的部位采用PVA纤维混凝土： 陡坡部位断面近似三角形的坝块； 导流底孔边墙，尤其是7～10号导流底孔边墙和隔板（长宽比大于10）； 导流底孔顶板； 浇筑时平均气温低于10℃、预计间歇期超过14d的最后1坯层； 根据仿真分析结果，开裂风险大需掺PVA纤维的其他部位。
PVA纤维混凝土耐久性研究还缺乏试验和现场数据，需要作进一步的研究。
参考文献 【1】李文伟 郑丹《溪洛渡大坝混凝土特性及防裂措施》 【2】计涛;纪国晋;王少江;刘艳霞《PVA纤维对水工抗冲磨混凝土性能的影响》：《东南大学学报(自然科学版)》2010年第S2期 【3】 杨富亮《改性PVA纤维在溪洛渡水电工程的试验研究及应用》 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。