DB52/T 720-2011 全坝外掺氧化镁混凝土拱坝技术规范

ICS93.160

P95

DB52

贵州省地方标准

DB52/T720－2010

全坝外掺氧化镁混凝土拱坝技术规范

TechnicalspecificationforMgO-admixedconcretearchdamconstruction

2011-06-20发布2011-07-01实施

贵州省质量技术监督局发布

DB52/T720－2010

目次

前言................................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4总则..............................................................................2

5枢纽布置..........................................................................2

6坝体设计..........................................................................2

7坝体构造..........................................................................2

7.1坝体分缝......................................................................2

7.2坝内廊道......................................................................3

8坝体混凝土及温控..................................................................3

8.1坝体混凝土....................................................................3

8.2温度控制......................................................................3

9试验研究..........................................................................3

10安全监测.........................................................................4

11施工控制.........................................................................4

11.1原材料.......................................................................4

11.2混凝土拌和...................................................................4

11.3混凝土运输...................................................................4

11.4混凝土浇筑...................................................................4

11.5混凝土养护...................................................................5

11.6混凝土质量检测...............................................................5

附录A（规范性附录）外掺氧化镁水泥砂浆和混凝土压蒸安定性试验方法....................6

附录B（规范性附录）水利水电工程轻烧氧化镁材料品质技术要求.........................10

附录C（规范性附录）络合滴定法测定混凝土中氧化镁分布均匀性.........................11

附录D（资料性附录）高温季节施工的重要措施与方法...................................17

附：条文说明........................................................................19

I

DB52/T720－2011

前言

本标准按照GB/T1.1－2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。

本标准由贵州省水利厅提出并归口。

本标准主要起草单位：贵州省水利水电勘测设计研究院、贵州省水利厅、中国水利水电科学研究院、

贵州中水建设管理股份有限公司、贵州省大坝安全监测中心。

本标准主要起草人：申献平、杨卫中、张国新、杨朝晖、郑国旗、罗恒、陈学茂、罗代明、赵其兴、

苏斌、李承木、郑治、杨波、庞先明、徐江。

II

DB52/T720－2010

全坝外掺氧化镁混凝土拱坝技术规范

1范围

本规范针对氧化镁混凝土拱坝的体形和分缝设计、材料试验、温控和防裂、安全监测、施工控制等

项内容作出规定。

本规范适用于贵州省中小型水利水电工程的混凝土拱坝，大型工程可作参考。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T176水泥化学分析方法

GB/T1346水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法

GB/T17671水泥胶砂强度检验方法（ISO法）

DL/T5112水工碾压混凝土施工规范(附条文说明)

DL/T5144水工混凝土施工规范(附条文说明)

DL/T5148水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(附条文说明)

DL/T5178混凝土坝安全监测技术规程(附条文说明)

JC/T603水泥胶砂干缩试验方法

SL282混凝土拱坝设计规范(附条文说明)

SL352水工混凝土试验规程(附条文说明)

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

氧化镁混凝土拱坝MgO-admixedconcretearchdam

利用氧化镁混凝土的延迟性微膨胀特性，作为主要的温降收缩补偿措施，在全坝外掺氧化镁筑成的

混凝土拱坝。

3.2

氧化镁掺量MgOcontent

氧化镁质量占胶材总量（不含氧化镁）的比例。

3.3

自生体积变形Autogenousvolumedeformation

胶凝材料的水化作用引起混凝土的体积变形。

1

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3.4

诱导缝Inducedjoint

为释放坝体混凝土拉应力，而专门设置的一种结构弱面。

3.5

仿真分析Simulationanalysis

模拟坝体混凝土在施工和运行全过程中的温度场、应力场，分析拱坝结构应力的计算方法。

4总则

4.1为促进外掺氧化镁微膨胀混凝土筑拱坝技术的应用，提高氧化镁微膨胀混凝土拱坝的技术水平，

保证工程质量，特制订本规范。

4.2本规范未涉及的部分，应按相关技术标准执行。

5枢纽布置

5.1拱坝布置参照SL282的有关规定执行。

5.2宜将混凝土拱坝与引（输）水建筑物分开布置，利于连续、快速施工。

5.3在坝上布置泄水建筑物时，宜优先采用溢流表孔。

5.4采用坝后式厂房时，应研究引（输）水管道布置，方便混凝土快速施工。

5.5施工导流宜采用隧洞导流。

6坝体设计

6.1拱坝体型选择及断面设计按照SL282的有关规定执行。

6.2作用在坝体上的荷载及其组合、应力控制标准按照SL282的规定执行。

6.3拱坝的应力分析除采用拱梁分载法计算外，中、高坝还应采用三维有限元法计算。

6.4拱座稳定分析计算方法和控制标准应符合SL282的有关规定。

6.5应根据氧化镁混凝土自生体积变形及其他试验资料，模拟施工、蓄水过程进行温度场和应力场仿

真分析，计算坝体应力，为确定分缝方案和温控措施提供依据。

6.6仿真分析时可采用室内试验成果，如实际工程在混凝土级配、胶材用量、环境条件有变化时，应

进行复核。

7坝体构造

7.1坝体分缝

7.1.1坝体不设纵缝，可设置少量诱导缝或横缝。在年温差不大的地区，坝体混凝土浇筑在一个低温

季节完成时，宜分析全坝不设缝的可行性。

7.1.2诱导缝或横缝的位置和间距，根据仿真分析计算确定，当施工工期或材料性能发生变化时，应

进行调整。

7.1.3诱导缝或横缝宜采用径向或近径向布置，底部缝面与基岩宜正交。

7.1.4诱导缝或横缝结构宜采用预制混凝土模板成对组装形成，以适应坝体混凝土的快速浇筑。

2

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7.1.5诱导缝或横缝均应设置重复灌浆系统，待缝张开后进行灌浆。

7.1.6诱导缝或横缝上、下游面应设置止水、止浆片。

7.1.7接缝灌浆应按DL/T5147的规定执行。

7.2坝内廊道

7.2.1坝内如设廊道，廊道的设置要求按照SL282的有关规定执行。

7.2.2廊道宜在同一高程布置，以减少施工干扰。

7.2.3为快速浇筑坝体混凝土，廊道以混凝土预制构件拼装为宜。

8坝体混凝土及温控

8.1坝体混凝土

8.1.1坝体混凝土性能应按照SL282的要求执行。

8.1.2常态混凝土拱坝直接用坝体防渗，中小型拱坝坝体混凝土不宜分区。碾压混凝土拱坝的材料分

区参照有关规范执行。

8.1.3在研究氧化镁混凝土配合比时，应优选原材料，使混凝土在满足热力学指标、耐久性的同时具

有更好的微膨胀特性。

8.1.4混凝土中氧化镁的比例应根据设计需要的膨胀量和混凝土安定性确定。

8.1.5常态微膨胀混凝土中掺合料的比例不宜大于35％。

8.1.6常态混凝土配合比设计应控制其坍落度不宜过大，一般2cm～5cm，以利于仓面混凝土作台阶式

连续浇筑。

8.1.7碾压混凝土拌和物的VC值现场宜为4s～10s。机口VC值应根据施工现场气候条件变化，动态

选用和控制，宜为2s～8s。

8.2温度控制

8.2.1应根据坝址气象水文条件、混凝土性能、施工计划等在仿真分析的基础上进行温度控制设计。

8.2.2在温控设计时应充分利用氧化镁混凝土自生体积膨胀变形的补偿作用。当补偿不足时，应优先

采用分缝措施。

8.2.3基础温差和内外温差的控制标准，可根据温度、应力仿真分析的结果和混凝土的抗裂性能确定。

8.2.4如坝址区存在温度骤降影响时，宜采用混凝土表面的保温、保湿措施。

8.2.5应充分利用低温季节浇筑混凝土。尤其是坝体强约束区混凝土，在不具备温控条件或未考虑其

他温控措施时，不宜在高温季节浇筑。

8.2.6根据仿真分析结果，当仅靠氧化镁膨胀、少量分缝、保温等措施拉应力仍然不能满足设计要求

时，应进一步采取其他温控措施。

8.2.7一般的温控措施可参照DL/T5144的有关规定执行。

9试验研究

9.1应根据设计需要的混凝土性能进行原材料及混凝土配合比试验研究。

9.2当混凝土胶凝材料中氧化镁总量超过5％时，应按照附录A进行压蒸安定性试验。

9.3应进行不同养护温度下氧化镁混凝土的自生体积变形试验，提出混凝土的膨胀曲线，作为仿真计

算的基本资料。

3

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9.4氧化镁混凝土应进行绝热温升、弹性模量、极限拉伸等试验。高坝宜进行徐变试验。

10安全监测

10.1设置必要的监测设施，监控拱坝在施工期、蓄水期及运行期的工作状态和安全，指导施工，验证

设计，积累研究资料。

10.2氧化镁混凝土拱坝安全监测设计应满足SL282的有关要求。还应结合氧化镁混凝土拱坝的特点

增设自生体积变形观测、缝（横缝、诱导缝）的开合度监测等。

10.3监测仪器的布置除符合DL/T5178的有关规定外，还应结合拱坝温度场仿真计算要求进行布置，

应符合以下规定：

a)温度计布置能反映大坝整体的温度分布和变化；

b)诱导缝或横缝内布置测缝计能反映全缝的开合度。

10.4有条件时应设置自动化监测系统，同时具备人工测读条件。

10.5仪器安装埋设应按照DL/T5178和仪器安装要求进行。

10.6应加强施工期监测和资料的及时整理分析及反馈。

10.7混凝土自生体积变形应长期监测。

11施工控制

11.1原材料

11.1.1氧化镁混凝土的材料选用除按照DL/T5144的有关规定执行外，还应满足附录B要求。

11.1.2常态混凝土细骨料的石粉含量宜控制在(15±2)％，碾压混凝土细骨料的石粉含量宜控制在(18

±2)％。当石粉含量低时，可用粉煤灰代替，但水泥用量不得减少。

11.1.3材料存放的数量应满足连续施工的要求。

11.1.4混凝土中使用掺合料、外加剂的品种和掺量，应通过试验确定。

11.2混凝土拌和

11.2.1应根据氧化镁的掺入形式确定拌和设备。氧化镁在现场外掺时，需延长拌和时间，应采用可以

调节搅拌时间的搅拌机。当氧化镁在水泥厂与水泥共磨时，可采用连续式搅拌机。

11.2.2混凝土组成材料的配料量均以质量计，拌和投料应采用计算机控制，其骨料的称量允许偏差为

±2％，其余材料的称量允许偏差为±1％。

11.2.3应按照试验部门签发并经审核的混凝土配料单进行生产性拌和试验。

11.2.4应检测混凝土拌和物外掺氧化镁施工均匀性，按照附录C的方法进行。

11.2.5混凝土拌和的其他要求按照DL/T5144的有关规定执行。

11.3混凝土运输

11.3.1选择的混凝土运输设备及运输能力，应与拌和、浇筑能力、仓面施工条件相适应。

11.3.2混凝土的入仓方式应适应通仓连续浇筑的需要。

11.3.3混凝土运输的其他要求按照DL/T5144的有关规定执行。

11.4混凝土浇筑

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11.4.1坝体混凝土采用通仓连续式浇筑方法。常态混凝土每一浇筑层采用台阶法施工，台阶高度宜为

50cm。

11.4.2混凝土振捣应采用适应低坍落度的振捣器。

11.4.3基岩面和新老混凝土施工缝面在浇筑混凝土前宜铺1cm～1.5cm厚的水泥砂浆。

11.4.4混凝土浇筑的其它要求应参照DL/T5144的有关规定执行。

11.4.5碾压混凝土施工按照DL/T5112的要求执行。

11.5混凝土养护

11.5.1混凝土浇筑完毕后，应及时进行洒水养护，使混凝土表面保持湿润。

11.5.2混凝土拆模后宜涂刷养护剂，其涂刷遍数不少于2次。

11.5.3坝体混凝土若需做保温措施时，应及时进行。

11.5.4雨季施工、低温季节施工应按照DL/T5144的有关规定执行，高温季节施工可参照附录D的要

求实施。

11.6混凝土质量检测

11.6.1混凝土施工质量控制与检查均应按照DL/T5144的相关规定执行。

11.6.2采取现场外掺氧化镁拌和混凝土时，其均匀性应进行现场检测；对在水泥厂共磨掺和时，可不

进行现场检测。

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AA

附录A

（规范性附录）

外掺氧化镁水泥砂浆和混凝土压蒸安定性试验方法

A.1适用范围

本方法适用于测定各种外掺氧化镁水泥因方镁石水化不均匀性致使水泥砂浆或混凝土的体积的变

化。压蒸膨胀值通常可用来评估氧化镁的极限膨胀能力，并据此确定外掺氧化镁在混凝土中允许的最大

安全极限掺量。

A.2仪器

A.2.1试模：

——砂浆试模尺寸：30mm×30mm×280mm；

——混凝土试模尺寸：一级配C1=55mm×55mm×280mm。

A.2.2钉头、捣棒和比长仪符合JC/T603的要求。

A.2.3搅拌机：采用GB/T17671中使用的胶砂搅拌机。

A.2.4沸煮箱：按GB/T1346的规定要求执行。

A.2.5压蒸釜：为高压水蒸汽容器，装有压力表及压力自动控制装置、安全阀、放汽阀和电热器。压

蒸釜应在45min～75min内，使水蒸汽压升至表压2.0MPa。恒压3h以上时控制不使蒸汽排出，釜内压力自

动控制在(2.0±0.05)MPa（相当于釜内温度(215.7±1.3)℃）。在停止加热后90min，釜内压力能从2.0

MPa降至O.1MPa以下。放汽阀用于加热初期排除锅内空气和在冷却期终放出锅内剩余水汽。压力表的最

大量程为4.0MPa，最小分度值不大于O.05MPa。压蒸釜盖上还应备有温度测量孔，便于量测釜内温度。

A.3材料

A.3.1水泥试样应通过0.9mm的方孔筛，砂和石试样也应通过相应标准筛，符合相应标准的要求。

A.3.2水泥、粉煤灰、外加剂、氧化镁、砂石材料，经检验均应符合相应的规程规范的要求。

A.4试验条件

A.4.1在试验前1天，应将所用的全部原材料试样及试模等保持在试验室，控制温度范围为(20±3)℃。

拌和水和养护水的温度为(20±2)℃。

A.4.2养护箱温度为(20±3)℃，相对湿度应保持在95％以上。

A.4.3试件长度测量，应在(20±0.5)℃恒定温度的试验室里进行。测长仪器应与试验室温度一致。预

测试件应在该恒温室内静置lh以上。

A.4.4压蒸试验室应单独用，并备有通风设备和自来水源。

A.5试件成型

A.5.1试模的准备

6

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试验前在试模内涂上薄层机油，并将钉头装入模槽两端圆孔内，钉头外露部分不得沾染机油。

A.5.2水泥砂浆试样制备

水泥砂浆所用原材料，应与工程混凝土所用材料相同。砂为饱和面干状态，灰砂比应与混凝土保持

一致。外加剂、氧化镁掺量均按混凝土中胶凝材料的总质量计，砂浆试样可以不掺外加剂。

根据工程规模需要，每种混凝土的砂浆试样由不少于5种以上氧化镁掺量的试样组成。其参考掺量

见表A.1。

表A.1氧化镁掺量参考表

胶凝材料(％)胶凝材料(％)

氧化镁膨胀剂掺量(％)氧化镁膨胀剂掺量(％)

水泥粉煤灰水泥粉煤灰

10000、3、4、5、6、770300、4、5、6、7、8

80200、3、4、5、6、760400、5、6、7、8、9、10

A.5.3水泥砂浆拌和

每组水泥砂浆试样成型两条试件，按试件体积实际需用量称取各组成材料，再按掺量称取氧化镁。

按GB/T17671所述方法倒入搅拌锅内，开动搅拌机干拌60s后徐徐加水，在30s内加完，自开动机器搅拌

(240±5)s后停车。将粘在叶片上的砂浆刮下，取下搅拌锅。

A.5.4水泥砂浆试体成型

将已拌和均匀的水泥砂浆体，分两层装入准备好的试模内。第一层浆体装入高度约为试模高度的三

分之二，先以小刀划实，钉头两侧应多插几次，然后用捣棒由钉头内侧开始，即在两钉头尾部之间，往

返捣压各10次，再用缺口捣棒在钉头两侧各捣压2次。然后再装入第二层浆体，浆体装满试模后，再用

捣棒在浆体上顺序往返捣压各12次。捣压时应先将捣棒接触浆体表面，再用力捣压。捣压完毕将剩余浆

体装到模上，用刀抹使浆体面与模型边平齐。进行编号后，放入湿气养护箱中养护24h后脱模成型。

A.5.5一级配混凝土试体成型

采用干筛法计算出一级配混凝土的单方胶材、砂率和容重。一般设一级配混凝土胶凝材料为260kg

／m3～280kg／m3，砂率Sr=40％～38％。氧化镁按表A.1的掺量分别取用。

A.5.6混凝土的拌和

每组混凝土试样应成型两条试件，按试件体积实际需用量称取各组成材料，再按掺率称取氧化镁用

量。其拌和方法分两步：第一步先制作混凝土中的水泥砂浆，这与水泥砂浆的拌和方法相同。第二步在

水泥砂浆中加入小石，用人工方法拌和混凝土使之均匀。

A.5.7混凝土试件的成型

按SL352所述方法执行。在振动台上振捣时，应在试件上盖上压板才能振捣密实，不让石子乱跳。

A.6试件的沸煮与养护

A.6.1初长的测量

7

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试件脱模后即测其初长。测量前要用校正杆校正比长仪百分表零读数，测量完毕也要核对零读数，

如有变动，试件应重新测量。

试件在测长前应将钉头擦干净，为减少误差，试件在比长仪中的上下位置在每次测量时应保持一致，

读数前应左右旋转，待百分表指针稳定时读数，结果记录至0.001mm。

A.6.2沸煮试验

测完初长的试件平放在沸煮箱的试架上，按GB/Tl346沸煮安定性试验的制度进行3h沸煮。沸煮后

的试件在第2天压蒸前进行测长。

A.6.3试件养护

试件在加盖沸煮完后，立即切断电源，试件继续留在沸煮箱里的热水中养护到压蒸前，养护时间一

般应在20h以上。

A.7试件的压蒸

A.7.1煮后的试件应在四天内完成压蒸试验。压蒸前将试件放在试件支架上，试件间应留有间隙。为

了保证压蒸时压蒸釜内始终保持饱和水蒸汽压，必须加入足量的蒸馏水，加入量为锅容积的7％～1O％

(不少于900ml)，试件不应接触水面。

A.7.2在加热初期应打开放汽阀，让釜内空气排出直至看见有蒸汽放出后关闭，接着提高釜内温度，

使其从加热开始经45min～75min达到表压(2.0±0.05)MPa。在该压力下保持3h后切断电源，让压蒸釜在

90min内冷却至釜内压力低于O.1MPa，然后微开放汽阀排出釜内剩余蒸汽。

A.7.3打开压蒸釜，取出试件立即置于90℃以上的热水中，然后在热水中均匀地注入冷水，在15min

内使水温降至室温，注入水时不要直接冲向试件表面，再经15min取出试件擦净，进行测长。如试件弯

曲、过长、龟裂等应做纪录，试件取出后，直接放入恒温测量室自然冷却1h～2h后测长。

A.8试件压蒸后的强度测定

经压蒸和测长后的砂浆或混凝土试件，可进行试件的抗折和抗压强度测试。

A.9试验结果计算与评定

A.9.1试验结果计算：水泥砂浆和混凝土试件的膨胀率以百分数表示，取两条试件的平均值，其结果

计算记录至0.001mm。当试件的膨胀率与平均值相差超过±10％时，应重做试验。

A.9.2试件压蒸膨胀率按式（A.1）计算：

LL

01100..................................(A.1)

L

式中：

λ——试件压蒸膨胀率(％)；

L—试件的有效长度，250mm；

L0—试件脱模后的初长读数，mm；

L1—试件压蒸后的长度读数，mm。

A.9.3试件的抗折和抗压强度计算

抗折强度按式（A.2）计算：

8

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3PL

R.....................................(A.2)

L2bh2

式中：

RL—抗折强度，MPa；

P—破坏荷载，N；

L—支撑圆柱中心距即10mm(注意不同试件的中心距变动)；

b、h—试件断面宽和高，mm(注意不同试件的尺寸变化)。

当杠杆比为1