2.5 溪洛渡泄洪洞低热水泥冲磨混凝土比较研究
采用玄武岩砂石骨料、华新水泥股份有限公司生产的中热 42.5 级硅酸盐水泥、四川嘉华企业（集团）股份有限公司生产的低热42.5级硅酸盐水泥、云南宣威电厂生产的I级粉煤灰、江苏博特新材料有限公司生产的 JM-PCA（I）羧酸高效减水剂、浙江龙游五强混凝土外加剂有限公司生产的 ZB-1G 混凝土引气剂进行两种水泥的常态混凝土与泵送混凝土性能试验比较。常态混凝土控制坍落度范围5～7cm、泵送混凝土控制坍落度范围14～16cm，控制含气量范围3.0%～4.0%，常态混凝土选用30%砂率，泵送混凝土选用41%砂率。
2.5.1 拌合物性能
中热和低热水泥混凝土拌合物性能列于表2.61。从表2.61可以看出：
（1）同水胶比、同砂率条件下，保持同样的坍落度与含气量范围，嘉华低热水泥抗冲磨混凝土较华新中热的减水剂掺量低大约0.1%，引气剂掺量则大幅降低。
（2）羧酸减水剂泵送混凝土虽然坍落度较大，但拌合物比较黏稠。
表2.61 中热和低热水泥混凝土拌合物性能
2.5.2 力学性能
中热和低热水泥混凝土力学性能见表2.62。从表2.62可以看出：嘉华42.5低热硅酸盐水泥混凝土的28d龄期时的抗压强度、劈拉强度、轴拉强度都低于华新42.5级中热硅酸盐水泥，但到90d龄期后则超过中热水泥。
表2.62 中热和低热水泥混凝土力学性能
2.5.3 变形性能
中热和低热水泥混凝土变形性能及试验结果见表 2.63～表 2.64、干缩和自生体积变形过程曲线见图2.5和图2.6。可以看出：
（1）中热和低热水泥常态混凝土不同龄期的极限拉伸值比泵送混凝土的小。
（2）同龄期和同水胶比条件下，嘉华低热水泥与华新中热水泥混凝土的极限拉伸值相差不大。
（3）同水胶比条件下，华新中热水泥抗冲磨混凝土的自生体积变形收缩程度低于嘉华低热水泥冲磨混凝土。
（4）同水胶比和同龄期条件下，嘉华低热水泥混凝土的干缩率低于华新中热水泥。
表2.63 中热和低热水泥混凝土变形性能
表2.64 中热和低热水泥混凝土的自生体积变形试验结果
图2.5 华新中热水泥与嘉华低热水泥混凝土干缩率曲线图（常态）
图2.6 华新中热水泥与嘉华低热水泥混凝土自变曲线图（常态）
2.5.4 抗冻性能
中热和低热水泥混凝土的抗冻性能见表2.65和图2.7。从表2.65和图2.6可以看出，采用华新42.5级中热硅酸盐水泥与嘉华42.5级低热硅酸盐水泥的抗冲磨混凝土的抗冻性能均满足F300的要求。
表2.65 中热和低热水泥混凝土的抗冻性能
图2.7 中热和低热水泥混凝土的抗冻曲线
2.5.5 抗冲磨性能
按《水工混凝土试验规程》（DL/T 5150—2001）进行混凝土的水下钢球法与圆环法抗冲磨试验，结果见表2.66和表2.67。
从表2.66、表2.67中可以看出，采用两种水泥配制的抗冲磨混凝土的90d和180d抗冲磨强度以及28d和90d冲击韧性相差不大，嘉华低热水泥混凝土360d的抗冲磨强度略大于华新中热水泥。
表2.66 中热和低热水泥混凝土的抗冲磨性能
表2.67 中热和低热水泥混凝土的冲击韧性试验结果
2.5.6 热学性能
中热和低热水泥混凝土绝热温升试验结果列于表2.68。从表2.68中可以看出，采用嘉华低热水泥代替华新中热配制溪洛渡抗冲磨混凝土，可以较大幅度的降低混凝土的绝热温升，提高混凝土的抗裂能力。
表2.68 绝热温升试验结果
注 T为绝热温升值，℃；T0为最终温升值，℃；t为龄期，d；a、b为试验参数。
2.5.7 抗裂性能
中热和低热水泥混凝土的平板抗裂试验结果见表2.69和表2.70。从表2.69与表2.70中可以看出，嘉华低热水泥抗冲磨混凝土的早期抗裂能力较华新中热水泥冲磨混凝土强。
表2.69 中低热水泥粉煤灰混凝土平板抗裂试验结果
表2.70 中热和低热水泥混凝土的圆环抗裂试验结果
2.5.8 工程应用
低热水泥混凝土在向家坝水电站消力池和溪洛渡水电站泄洪洞有大范围应用。其中溪洛渡泄洪洞衬砌混凝土应用情况和效果见第7章，这里仅介绍低热硅酸盐水泥在向家坝工程消力池应用情况。截至2012年4月，共使用乐山嘉华42.5低热硅酸盐水泥9.5万t，浇筑混凝土约50万m3。
2.5.8.1 低热水泥的抽检
低热水泥与中热水泥品质检测结果见表2.71。检测结果表明，所检测结果满足中热、低热水泥技术要求，嘉华42.5低热水泥3d、7d水化热平均值比双马42.5中热水泥约低20%。
2.5.8.2 混凝土配合比
根据现场的原材料情况，经室内试验最终确定乐山嘉华 42.5 低热硅酸盐水泥二级配混凝土施工配合比见表2.72。
表2.71 42.5低热、中热硅酸盐水泥品质检测结果
表2.72 42.5低热硅酸盐水泥混凝土施工配合比
2.5.8.3 抗冲磨混凝土抗压强度抽检对比
向家坝工程应用的低热、中热水泥抗冲磨混凝土强度抽检部分结果见表 2.73。抽检结果表明，低热水泥混凝土28d平均抗压强度低于中热水泥，低热水泥混凝土90d平均抗压强度高于中热水泥，与室内试验结果规律基本一致。
表2.73 抗冲耐磨混凝土强度抽检结果
2.5.8.4 温度观测结果
在消力池导墙部位分别埋设 4 支温度计，进行相同强度等级中热与低热水泥混凝土温度对比试验，在通水冷却基本相同的情况下，混凝土温度观测结果见表2.74。
表2.74 同强度等级混凝土温度计观测结果
C9050低热水泥混凝土比中热水泥最高温度低6.5℃，在6～10d温度低5.7℃。C9040中热水泥混凝土比低热水泥最高温度高7.1℃，在6～10d温度高6.5℃。
由于低热水泥温升低、综合抗裂性好，向家坝水电站消力池浇筑的低热水泥混凝土部位经2013年1月抽干检查未发现明显裂缝。