XX水库面板配合比设计报告.docx
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XX水库面板配合比设计报告
华蓥市猫儿沟水库工程Ⅱ标段水库枢纽土建工程
面板混凝土配合比试验成果报告
四川德成工程质量检测有限公司
猫儿沟水库工程Ⅱ标段项目部工地试验室
二O一八年三月
一、工程概况
猫儿沟水库位于四川省广安市华蓥市庆华镇境内的华蓥河右岸一级支流猫儿沟上，拟选坝址位于庆华镇邱家嘴村何家院子上游约110m处沟段。
水库工程主要由枢纽工程、补水工程和渠道工程组成。
水库枢纽主要由拦河大坝、溢洪道、放空隧洞及取水隧洞组成。
拦河大坝采用钢筋砼面板堆石坝，坝轴线全长270.00m，坝顶高程304.00m，防浪墙高出坝顶1.2m，河床趾板建基高程255.00m，最大坝高49.0m，坝顶宽度6m。
正常蓄水位302.00m，设计洪水位302.66m，校核洪水位302.96m。
上游坝坡1:
1.5；砼面板共分22块，宽度14m的11块，宽度8m的11块，面板伸缩缝底部设70cm宽的条形砂浆M20砂浆基础，设计采用C25混凝土，抗渗标号W12。
混凝土面板的厚度0.4m，面板中设一层双向钢筋,采取双层止水。
2、混凝土配合比设计的基本原则
根据工程要求、结构形式、施工条件和原材料状况，配制出既满足工作性、强度及耐久性等要求又经济合理的混凝土。
三、试验依据
1、招投标文件及设计要求：
表1混凝土设计性能要求
部位
强度等级
龄期
抗渗
水灰比
坍落度（cm）
面板
C25
28
W＞12
≤0.5
3~7或4~6
1）面板砼配合比必须根据设计要求和施工工艺要求，通过配合比设计和试验确定，并报监理工程师审查批准。
2）水灰比应不超过0.45~0.50，可根据施工条件、气候特点选用，宜尽量取小值。
3）坍落度应根据砼运输、浇筑方法和气候条件决定。
当用溜槽输送入仓时，溜槽入口处坍落度宜控制在3cm~7cm，视气候条件选用。
4）含气量控制在4.0%~6%。
5）建议在优化面板砼配合比基础上，进行掺聚丙烯纤维和抗裂剂的研究试验。
A、砼+改性聚丙烯纤维，掺量采用0.9kg/m3。
B、砼+抗裂剂，掺量采用8%。
C、砼+改性聚丙烯纤维+抗裂剂。
2、规程规范：
《水工混凝土配合比设计规程》DL/T5330-2015
《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011
《水工混凝土施工规范》SL677-2014
《水工混凝土试验规程》SL352-2006
《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-2014
《混凝土外加剂》GB8076-2008
《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151-2014
《通用硅酸盐水泥》GB175-2007
《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005
《纤维混凝土应用技术规程》JGJ/T221-2010
四、原材料检测
1、水泥
本次试验选用四川华蓥台泥水泥有限公司P.O42.5R水泥。
水泥物理性能检测成果见表2。
表2水泥物理性能检测成果表
水泥
品种
细度
标准稠度（%）
安定性
凝结时间（min）
抗折强度（Mpa）
抗压强度（Mpa）
初凝
终凝
3d
28d
3d
28d
规范要求
比表面积≥300
/
沸煮法合格
≥45
≤600
≥4.0
≥6.5
≥22.0
≥42.5
P.O42.5R
341
27.8
合格
155
225
5.7
/
29.1
/
从表2检测结果看，该水泥3天试验结果均符合《通用硅酸盐水泥》GB175-2007规范要求。
2、细骨料
细骨料为发展公司料厂（原溪口觉庵料厂）生产的人工砂，品质检测成果见表3。
表3砂的品质检测成果表
检测
项目
表观密度
（kg/m3）
堆积密度
（kg/m3）
石粉含量
（％）
表面含水率（％）
细度模数
规范
要求
≥2500
—
6～18
≤6
2.4-2.8
检测
结果
2690
1580
12.8
3.2
2.74
表3检测结果表明该人工砂各项指标均符合《水工混凝土施工规范》SL677-2014要求。
3、粗骨料
粗骨料为发展公司料厂（原溪口觉庵料厂）生产的人工级配碎石，品质检测成果见表4。
表4粗骨料品质检测成果表
检验项目
含泥量（%）
吸水率（％）
表观密度（kg/m3）
针片状颗粒含量（%）
压碎指标
（%）
规范要求
≤1
≤2.5
≥2550
≤15
≤16
检验
成果
小石（5～20）mm
0.3
0.4
2690
12
9.1
中石（20～40）mm
0.3
0.26
2690
9
---
从表4试验结果看，粗骨料所检各项指标满足SL677-2014《水工混凝土施工规范》要求。
SL677-2014《水工混凝土施工规范》要求:
应严格控制各级骨料的超、逊径含量，以原孔筛检验时，其控制标准：
超径不大于5%，逊径不大于10%。
经检验：
（5～20）mm小石超径为2%，逊径为3%，未超出规范要求；（20～40）mm中石超径为5%，逊径为1%，未超出规范要求。
4、外加剂
混凝土中掺外加剂可降低单位用水量，减少水泥用量，降低水化热，改善混凝土拌和物性能，提高砼拌和物的和易性、抗渗性、耐久性和抗裂性，从而获得混凝土技术、经济上的效果。
本次试验选用湖北鑫城普瑞化学科技有限公司缓凝高效减水剂FDN-3，减水率20%；FDN-DH9混凝土引气剂，掺量0.6/万～1/万。
经检测该减水剂、引气剂所检各项指标满足GB8076-2008《混凝土外加剂》规范要求。
5、掺合料
掺加适量的粉煤灰可以改善混凝土拌和料的流动性、粘聚性和保水性，使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型，并可减少坍落度的经时损失。
可代替部分水泥、改善砼热学性能和变形性能，减少砼收缩性能。
本次试验选用重庆槐电商贸有限公司二级粉煤灰。
经检测该粉煤灰所检各项指标满足GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》规范要求。
6、聚丙烯纤维
根据设计要求，选用A、砼+改性聚丙烯纤维方案。
材料选用成都科良建材有限公司KL-PP型号的聚丙烯纤维，掺量1kg/m3。
经四川省纤维检验局检测，该纤维符合规范要求。
7、拌和用水
采用当地生活用水。
五、混凝土配合比室内设计试验
（一）、普通混凝土设计
本次试验砼坍落度设计为30-70mm。
1、计算配制强度：
配制强度根据《水工混凝土配合比设计规程》DL/T5330-2015第5.0.2条计算：
fcu,o=fcu,k+tσ
式中：
fcu,o—混凝土配制强度（MPa）；
fcu,k—混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值（MPa）；
t—概率度系数，由给定的保证率P选定，按表3.0.2选用，本次试验取保证率95%，概率度系数t取1.645计算。
σ—混凝土立方体抗压强度标准差，按表3.0.5选用，C25选用4.0MPa,
不同强度等级的混凝土配制强度见表9。
表5混凝土配制强度
强度等级（MPa）
配制强度（MPa）
C25
31.6
2、计算水胶比
依据《水工混凝土施工规范》SL677－2014中（表6.0.7水胶比最大允许值）选定。
表6水胶比最大允许值
部位
严寒地区
寒冷地区
温和地区
上、下游水位以上（坝体外部）
0.50
0.55
0.60
上、下游水位变化区（坝体外部）
0.45
0.50
0.55
上、下游水位以下（坝体外部）
0.50
0.55
0.60
基础
0.50
0.55
0.60
内部
0.60
0.65
0.65
受水流冲刷部位
0.45
0.50
0.50
注1：
在有环境水侵蚀情况下，水位变化区外部及水下混凝土最大允许水胶比应减小0.05
注2：
表中规定的水胶比最大允许值，已考虑了掺用减水剂和引气剂的情况，否则酌情减少减小0.05
根据经验及以上情况，选用0.50为基准水胶比。
3、单位用水量的确定：
依据《水工混凝土配合比设计规程》DL/T5330—2015中（第5节混凝土配合比设计基本参数）选择，根据原材料的材料性质通过多次试验选出最佳用水量，最终选定单位用水量见表8《室内设计混凝土配合比试验成果》。
4、粗骨料组合容重试验
选择4种骨料比例进行组合容重试验，试验成果见表7，骨料比例与容重关系见图。
表7粗骨料组合容重试验成果表
小石：
中石
60：
40
40：
60
50：
50
55：
45
容重（kg/m3）
1720
1730
1730
1740
从试验成果可见，当粗骨料比例为小石：
中石＝55%：
45%时容重最大，故室内试验选择小石：
中石＝55%：
45%的骨料比例。
5、砂率选择试验
本次试验人工砂细度模数2.74，适宜配制砼；
不同水灰比进行不同砂率、混凝土坍落度和容重试验，以确定最优砂率，详见表8《室内设计混凝土配合比试验成果》。
6、混凝土的试配、调整与确定
采用质量法进行试配。
按计算的配合比进行试拌，根据坍落度、泌水、离析等情况判断砼拌和物的工作性，对初步确定的用水量、砂率、外加剂掺量等进行适当调整，调整后的配合比见表8《室内设计混凝土配合比试验成果》。
因混凝土强度试验应至少采用三个不同水胶比的配合比，按规范要求在各强度等级基准配合比的基础上水灰比分别增大和减小0.05，砂率相应增减1%，当不同水胶比的混凝土拌合物塌落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增、减用水量进行调整，结果见表8《室内设计混凝土配合比试验成果》。
六、混凝土施工配合比的调整及混凝土生产过程中的质量控制
1、混凝土生产过程中应注意的问题：
2、若现场用砂细度模数发生变化，应相应调整砂率，砂的细度模数每增减0.1，砂率相应增减0.5%～1.0%。
3、当室内混凝土配合比给定的坍落度不能满足现场的施工要求时，应在保持水灰比不变的情况下，采用增加单位用水量来满足要求，一般可以坍落度每增加1cm，用水量增加2.5kg来进行调整（注意水增大的同时水泥也相应增大）。
七、混凝土施工配合比的确定
因为本工程的现场施工条件和拌和系统软硬件条件的限制，再加上原材料质量的波动，本次推荐的混凝土施工配合比强度要略高于设计配制强度，推荐施工配合比见表9。
四川德成工程质量检测有限公司
猫儿沟水库工程Ⅱ标段项目部工地试验室
二O一八年三月
表8室内设计混凝土配合比试验成果表
序
号
设计
强度
等级
级
配
水
灰
比
砂
率
%
外加剂
厂家及掺量
%
粉煤灰掺量%
每方砼材料用量（㎏/m3）
含气量%
塌
落
度
Cm
抗压强度（MPa）
抗渗等级
容重
水泥
粉煤灰
砂
小石
中石
水
减水剂
引气剂
纤维
7d
28d
1
C25W12
二
0.50
40
减水剂1%，引气剂1/万
15
304
54
745
615
503
179
3.58
0.036
1
4.3
6
24.2
34.5
W12
2410
2
0.55
41
277
49
777
615
503
179
3.25
0.038
1
4.7
5
21.5
29.9
W10
2390
3
0.45
39
338
60
711
612
500
179
3.98
0.039
1
5.0
4
28.4
37.9
W12
2390
4
C25W12
二
0.50
40
减水剂1%，引气剂1/万
20
286
72
745
615
503
179
3.58
0.036
1
4.7
6
22.6
32.8
W12
2410
5
0.55
41
260
65
777
615
503
179
3.25
0.038
1
5.0
5
19.6
28.7
W12
2400
6
0.45
39
318
80
711
612
500
179
3.98
0.039
1
5.2
5
26.5
37.1
W12
2390
7
C25W12
二
0.50
40
减水剂1%，引气剂1/万
25
269
90
745
615
503
179
3.58
0.036
1
4.7
7
19.3
31.8
W12
2400
8
0.55
41
244
81
777
615
503
179
3.25
0.038
1
5.2
6
17.4
27.6
W10
2400
9
0.45
39
298
99
711
612
500
179
3.98
0.039
1
5.3
6
23.1
35.3
W12
2390
根据SL352-2006附录A水工混凝土配合比设计方法中A.4对混凝土配合比的试配、调整和确定。
经过试配后，得出上述结果。
可以看出，三种水灰比，三种不同粉煤灰掺量其大部分结果均能满足设计要求。
通过试压强度和与其对应的水灰比关系绘制水灰比关系图如下：
根据抗压强度与水灰比关系图，综合工作性、强度和经济合理等各方面的因素及设计要求。
考虑推荐配合比如下：
表9推荐混凝土施工配合比
序
号
设计
强度
等级
级
配
水
灰
比
砂
率
%
外加剂
厂家及掺量
%
粉煤灰掺量%
每方砼材料用量（㎏/m3）
水泥
粉煤灰
砂
小石
中石
水
减水剂
引气剂
纤维
4
C25W12
二
0.50
40
减水剂1%，引气剂1/万
20
286
72
745
615
503
179
3.58
0.036
1
备注：
实测容重与计算容重相符合，不需要进行校正。
注意事项:
（一）本配合比试验是在同一批原材料和相对条件较稳定的情况下进行的，随着原材料和现场气候的变化，其现场施工配合比必须做相应的调整，调整过程中应保持水灰比不变。
（二）砂中含泥量、骨料中的石粉含量对混凝土的抗压强度影响很大，混凝土施工中应严格控制砂含泥量、骨料的石粉含量。
（三）应加强对各原材料的检测，严禁使用不合格的原材料。
（四）拌和楼生产混凝土时要确保计量精确，搅拌时间要符合规范要求
（五）混凝土施工完毕时对新浇筑混凝土要及时洒水（或覆盖）养护，确保混凝土强度持续增长。
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