仝鲁美

（大唐陕西发电有限公司旬阳水力发电厂，陕西 旬阳725700）

1 工程概况

旬阳水电站位于陕西省安康市汉江干流上，是汉江上游干流梯级开发规划的第五个梯级电站，上距已建安康水电站65 km，下距已建蜀河水电站55 km及已建丹江口水电站约200 km。旬阳水电站总装机容量为320 MW，安装4台单机容量为80 MW的轴流转桨式水轮机组，年发电量8.59亿kW·h。电站枢纽由拦河坝、河床式电站厂房、开关楼和垂直升船机等建筑物组成，工程为Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物为2级建筑物。

旬阳水电站初期混凝土施工中，存在有外加剂超耗量大、混凝土坍损快、施工和易性较差、C40混凝土难以配制和混凝土配料成本高等问题，需要对混凝土原材料进行优选，并对混凝土施工配合比进行优化，以满足现场混凝土施工的要求。

2 混凝土设计要求

旬阳水电站工程混凝土设计及施工技术指标要求见表1。

3 混凝土配合比优化设计

混凝土配合比优化设计的目的是在满足建筑物强度及耐久性要求的前提下，配制出具有较好施工性能和经济性能的混凝土。

3.1 水泥

采用安康市尧柏水泥有限公司生产的堡垒牌42.5中热硅酸盐水泥（以下简称尧柏水泥），检测结果见表2，水泥品质指标满足《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥》（GB/T 200-2017）的技术要求。

3.2 粉煤灰

通过优选，采用陕西华电蒲城发电有限责任公司生产的F类Ⅱ级粉煤灰，检测结果见表3，其品质指标满足《水工混凝土掺用粉煤灰应用技术规范》（DL/T 5055-2007）II级粉煤灰技术要求，其中需水量比为94%，对降低混凝土单位用水量有利。

3.3 外加剂

通过招标优选出了江苏苏博特新材料股份有限公司的SBTJM-Ⅱ型缓凝高效减水剂和GYO-1引气剂，做为混凝土外加剂；外加剂品质检测结果见表4～表5，检验结果表明，缓凝高效减水剂和引气剂的品质指标均满足相关技术标准要求，SBTJM-Ⅱ型缓凝高效减水剂的减水率＞20%，对于控制混凝土单位用水量有利。

表1 混凝土设计及施工技术指标

表2 水泥主要性能检测结果

表3 粉煤灰品质检测结果

表4 减水剂品质检验结果

表5 引气剂品质检验结果

3.4 骨料

试验用粗细骨料均采用由设计规划的汉江仙滩料场生产的天然骨料筛分而成，骨料检测结果各项品质指标均满足《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144-2015）标准要求。

3.5 混凝土配合比优化试验

按照设计提出的混凝土配合比设计选择的主要参数，进行常态混凝土、溜槽混凝土、泵送混凝土及碾压混凝土配合比优化设计试验，优化配合比参数见表6。

表6 推荐混凝土配合比

4 工程应用及效益分析

优化混凝土配合已在旬阳水电站工程得到成功应用，混凝土施工性能优良，通过对各种类混凝土进行现场抽检，混凝土各项性能检测结果均满足设计和规范要求，按现场原材料价格及工程剩余工程量综合计算，以原配合比为参照，混凝土配合比优化前后单价及价差分析见表7。

表7 混凝土配合比优化前后单价及价差分析表

表7可以看出，采用优化配合比后每方混凝土加权平均价差为18.96元；通过外加剂优选与配合比优化设计，采用优化配合比后主材节约分析见表8。

表8 优化配合比混凝土主材节约分析表

表8可以看出，通过配合比优化，推算可节约水泥用量约30 kg/m3左右，计2.65万t，节约水泥成本15%左右；节约粉煤灰1.29万t，节约减水剂756 t，节约引气剂85 t，具有良好的经济效益。在节约主材的同时，每方混凝土由于减少了胶凝材料用量，还可降低混凝土温升约4℃～6℃，有效减少了温度裂缝，降低温控成本和维修成本，进一步提高混凝土技术和经济性能。

5 结语

通过原材料优选及混凝土配合比优化设计，表明在相同试验条件下，优化前三级配常态混凝土单位用水量为120 kg/m3，优化后混凝土单位用水量为105 kg/m3，较优化前减少用水量15 kg/m3；优化前二级配混凝土单位用水量为132 kg/m3，优化后用水量为120 kg/m3，较优化前减少用水量12 kg/m3。混凝土的单位用水量的降低，不仅节约了混凝土主材，还对混凝土的温升带来益处，同时也对混凝土结构的抗裂性能有利。

截至2020年8月，旬阳水电站工程共施工浇筑混凝土65.5万m3，混凝土剩余量46万m3左右，采用优化的混凝土配合比后将取得良好的技术经济效益。