滚筒压实混凝土混合设计和规格在大坝和路面

概念和意义

滚轮压实混凝土（RCC）的开发引起了大规模混凝土坝和锁的施工实践中的重大转变。传统的放置，压实和固结质量混凝土的方法是最好的缓慢过程。地球移动设备的改进使地球和岩石填充水坝的建造更快，因此更具成本效益。

早期发展-历史

碾压混凝土技术的首次成功应用于1974年。塔贝拉大坝进水口坍塌隧道的修复证明了该材料具有足够的强度和耐久性。最大放置18000米^3.至今仍是世界纪录的碾压混凝土，这清楚地证明了这种新施工方法的潜力。

定义

ACI 207.5R-89将碾压混凝土(RCC)定义为通过碾压压实的混凝土。未硬化的混凝土混合物在压实时必须支撑压路机。因此，碾压混凝土与常规混凝土的主要区别在于其一致性要求。为了有效的固结，混凝土混合物必须足够干燥，以防止振动压路机设备下沉，但在搅拌和振动压实操作期间，必须足够湿润，以允许在混凝土中充分分布粘结砂浆

碾压混凝土的优点

1. 到1997年，美国完成了150个使用碾压混凝土的项目，其中包括46个新建大坝。
2. 美国陆军工程兵团列出了使用RCC的以下优点。
3. 成本:根据结构的复杂程度，碾压混凝土的成本比传统混凝土低25 - 50%。
4. 快速建设:对于大型工程，碾压混凝土坝比普通大体积混凝土坝可提前1 - 2年建成。
5. 溢洪道：与通常要求在邻接中建造溢洪道的路堤水坝相比，RCC水坝提供了构建大坝主结构的溢洪道的吸引力和经济效益的替代方案。

专业技能要求:

1. 水泥消耗较低，因为可以使用更加精简的混凝土混合物。
2. 由于层放置方法，表格工作成本较低。
3. 由于温升较低，无需管冷。
4. 混凝土的运输、放置和压实成本更低，因为混凝土可以由末端自卸卡车运输;用推土机铺展，用振动压路机压实。

用于滚筒压实混凝土的材料：

1. 水泥
2. 汇总
3. 矿物混合物
4. 化学外加剂

水泥

滚轮的整合不需要特殊的水泥;但是，当RCC用于大规模混凝土时，选择具有较低发电的水泥的建议

矿物混合物

矿物掺合料广泛应用于碾压混凝土混合料中。大量矿物掺合料的使用既降低了混凝土的绝热温升，又降低了成本，提高了耐久性。在美国，F级粉煤灰是大坝中最常用的矿物掺合料，然而，在世界其他地方，C级粉煤灰、矿渣和天然火山灰也被使用。

化学外加剂

在含有较多膏体的碾压混凝土配方中使用引气和减水掺合料。设置缓凝外加剂可以延长混凝土升降机保持未硬化的时间，降低次顺序升降机出现冷接头的风险。然而，在干稠度碾压混凝土混合物中，化学外加剂的效果相当有限。

汇总

碾压混凝土中很少使用直径大于76毫米(3英寸)的集料，因为它们会造成铺装和压实层的问题。粗骨料的大小对小层的压实程度有显著影响。这种影响在较厚的层中不明显，特别是当使用大型振动压路机时。使用小于75毫米的材料(200目筛)通过减少空隙的体积产生更有粘性的混合物。

混凝土混合物比例

碾压混凝土制作方法一:

使用土壤压实原理来产生瘦rcc，其中混凝土的最佳含水量是产生混合物的最大干密度的含水量。该方法不利用传统的概念，以最小化水 - 水泥比以最大化混凝土强度;最佳压实给出了最佳的力量，最佳压实在最湿的混合物中发生，这将支撑操作振动滚轮。

这些混合物的首要标准是抗压和抗剪强度，因为使用这种类型的混凝土的大坝通常会有一个不透水的上游面，由传统的大体积混凝土或预制板。

碾压混凝土制作方法二

采用传统的具体技术方法生产高粘贴RCC混合物。上静水和麋鹿溪水坝是使用这种方法建造的水坝的例子。由于没有保护，不可渗透的面孔，这些混合物的剪切强度是混凝土之间的剪切强度和上游的抗渗透面。

实验室检测

碾压混凝土是一种零坍落度混凝土，其性能很大程度上取决于配合比和压实质量。混凝土在现场用振动压路机加固。尽管对这一课题进行了广泛的研究，但目前还没有一致接受的方法来模拟制备实验室样品的现场条件。

碾压混凝土配合比性能设计

1. 强度
2. 耐用性
3. 碾压混凝土的弹性模量和泊松比
4. 蠕动
5. 热性能

强度

对于根据具体技术方法制造的RCC混合物，其中浆料的体积超过聚集体之间的空隙的体积，抗压强度遵循亚伯兰统治预测的水与水泥比的依赖。对于根据土壤力学方法制造的RCC混合物，在水泥浆料可能无法填充聚集体之间的空隙，亚伯兰的规则不适用，并且通常绘制强度作为水分含量的函数。

弹性模量和泊松比

水化热产生的热应力与混凝土的弹性模量成正比。因此，生产低弹性模量混凝土的瘦碾压混凝土深受设计者的青睐。与普通混凝土一样，碾压混凝土的弹性模量取决于水化程度、骨料体积和类型以及水灰比。

CCR的泊松比一般在0.15到0.20。

蠕动

RCC的长期变形取决于骨料的量和类型，水与水泥比，装载年龄和装载的持续时间。具有较低抗压强度和下弹性模量的RCC通常显示高蠕变，这是在抑制热应变时确定应力松弛的关键因素。大量罚款的稀合质也显示出高蠕变。

热性能

RCC的绝热温度升高类似于常规的质量混凝土混合物，并取决于混合物中使用的水泥材料的量和类型。热膨胀的比热，电导率和系数是混合物中使用的骨料的类型和量的函数。

耐用性

碾压混凝土的渗透系数是大坝长期运行的一个关键参数，特别是在大坝上游没有使用防渗膜的情况下。碾压混凝土的施工过程会在电梯之间产生多孔区，水会在那里渗透。根据配合比和施工工艺的不同，渗透系数可以达到8个数量级以上。如柳溪贫混凝土坝的渗透系数为2 × 10-4 m/s，上静水坝的渗透系数为4 × 10-12 m/s。然而，柳溪大坝在其上游表面有一层不透水的膜。当混凝土含水率超过临界饱和点时，无夹气碾压混凝土的冻融性能较差;然而，如果结构不饱和，碾压混凝土的抗冻性是令人满意的。极稀碾压混凝土混合物的引气不太成功。

建筑实践

1. 加强水泥混凝土坝的总体规划概念性地与重力水坝不同。为了最大限度地减少热应力，传统的质量混凝土内置于单独的整体块中。
2. 这个过程很慢，但有很大的灵活性;如果在其中一个区块中出现了问题，构建前沿就移到另一个区块。碾压混凝土大坝就没有这种奢侈了。
3. 操作是连续的，一次建立一个水平升力。
4. RCC的批量和混合没有特殊要求，其可以使用与传统的质量混凝土相同的设备生产。
5. 由于零坍落度混凝土过于干燥，无法排出，因此，预拌混凝土车不能用于运输碾压混凝土。
6. 为了获得显着的经济效益，必须在选择设备和施工方法中进行特别保健，以便快速放置和整合RCC。输送系统可以是运输RCC的有效方法。
7. 碾压混凝土大坝的成功往往取决于升力厚度的正确选择，这取决于配合比和可用的设备。
8. 如果升力太薄，则放置速率将很小，从而降低使用RCC的优点。
9. 如果升降机太厚，则压实将不足，产生孔隙率的水平层，从而损害了结构的强度和耐久性。
10. 一般情况下，升降机的厚度范围为0.15 ~ 0.90 m;在美国，升力厚度通常为0.3 m。
11. 通过使用振动的钢轮辊实现提升的压实。
12. 电梯应尽快压实，一般在铺装后10分钟内，混合后不超过40分钟。
13. 一旦达到足够的压实，良好的固化条件对完成的表面是必不可少的;在放置下一个升降机之前，表面应保持湿润状态。
14. RCC的干燥一致性导致难以将新鲜混凝土粘合到硬化混凝土中。
15. 这种粘结可以通过减少浇注升降机的时间或增加混合物中的膏体含量来改善升降机之间的粘结。
16. 通常，垫料混合物的重量为360至460公斤/米^3.水泥，170至220公斤/米^3.最大骨料粒径为4.75 mm。