水利工程碾压混凝土试验作业指导书试验部分.docx
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水利工程碾压混凝土试验作业指导书试验部分
碾压混凝土现场试验施工作业指导书
（现场试验部分）
编号：
作业指导书【2011】002号
1工艺试验目的
通过现场工艺试验确定碾压混凝土拌和参数、碾压施工参数、骨料分离控制措施、层间结合和层面处理技术措施、成缝工艺、变态混凝土施工工艺等。
验证室内配合比的可碾性和合理性，实测碾压混凝土各项物理力学指标，评定其强度、抗渗、抗冻等特性，验证和确定碾压混凝土质量控制标准和措施。
（拌合和碾压施工参数：
拌合时间、Vc值、含气量、铺料厚度、碾压遍数、层间间隔时间、压实度等）
2试验要求
为尽可能模拟坝体施工工况，工艺试验混凝土采用混凝土生产系统强制式拌和楼生产，混凝土拌和原材料采用与坝体混凝土施工相同的材料（人工砂石料、P.O42.5c普通硅酸盐水泥、云南滇东电厂提供的II级粉煤灰和贵阳设计院NE-150外加剂），拌合出的混凝土采用20t自卸汽车运输卸料，YD16推土机仓内摊铺，厦工6141D压路机进行碾压。
使用设备与用于大坝碾压混凝土仓面施工的设备完全相同。
3试验主要内容
3.1混凝土基本性能检测试验
试验混凝土的品种：
C20二级配防渗层混凝土、C15三级配混凝土、C20上游面变态混凝土、C15三级配变态混凝土四种标号混凝土。
其基本检测性能为：
（1）打鱼凼水电站碾压混凝土筑坝原材料：
水泥、粉煤灰、外加剂、骨料等的品质检验；
（2）打鱼凼水电站碾压混凝土坝室内试验推荐的混凝土配合比验证及调整；
（3）混凝土拌和楼出机口碾压混凝土拌和物质量控制检测，碾压混凝土性能试验（VC值、含气量、容重、凝结时间、温度）；
（4）仓面碾压混凝土拌合物质量控制监测，碾压混凝土性能试验（VC值、含气量、容重、凝结时间、温度）；
（5）出机口碾压混凝土力学性能试验（包括容重，7d、28d、90d抗压强度、抗拉强度、抗压弹模、抗冻、抗渗性能），并进行28d、90d极限拉伸值测定；
（6）现场90d碾压混凝土钻孔取芯样物理力学性能试验（包括容重、抗压强度、抗拉强度、静力弹性模量、抗渗、抗冻等），并进行28d、90d极限拉伸值测定；
（7）碾压混凝土内部温升，自身体积变形观测；
（8）碾压混凝土层间及自身抗渗的压水性试验。
3.2碾压混凝土层面结合和施工缝面结合影响因素及控制方法试验
（1）不同级配和强度等级碾压混凝土的层面的抗剪（断）强度试验；
（2）不同级配和强度等级碾压混凝土初凝后层面处理（铺砂浆、净浆）与不处理的层面抗剪（断）强度试验。
3.3其他实验项目
（1）混凝土拌和楼运转试验（碾压混凝土拌和投料程序、拌和时间、衡器精度和生产能力等）；
（2）骨料系统和混凝土系统综合运转试验（包括砂石料成品质量试验、系统生产能力及配套试验）；
（3）碾压混凝土仓面雾化状态的建立和养生试验；
（4）碾压混凝土施工工艺和机具协调配合试验；
4实验前准备工作
试验块尺寸为长×宽为20×20m，上、下游设置50cm变态混凝土。
试验块（采用普通硅酸盐水泥）分成四个区，分别为BH-C15（C15三级配碾压混凝土，10m宽）和BH-C20（C20二级配碾压混凝土，9m宽）自然入仓区，BT-C20（二级配变态砼，0.5m宽）、BT-C15（三级配变态砼，0.5m宽）。
其中，为保证入仓前施工作业人员和自卸车进行脱水，在施工试验区域（模板内和模板外施工区域）、至拌合楼运输道路范围及冲洗平台位置铺设30cm厚碎石垫层。
入仓顺序为：
拌和系统→自卸汽车→脱水路面→试验场地。
由于试验地点选定在拌合楼下端的EL1230m集碴平台上，所以在选定好的试验区域进行基础开挖（开挖深度约为80cm）和碾压压实，防止基础沉降；然后在试验区域、清洗区域和行车区域铺设30cm厚碎石垫层，防止混凝土运输车辆轮胎冲洗后经过碎石路面脱水进入仓面。
接着在试验区域浇筑一层50cm厚的C15垫层混凝土后预埋锚筋，便于布置模板内拉筋，最后在试验立模区域摊铺碾压混凝土。
按试验大纲设备配置要求，组织施工机具提前进场，在投入运行前进行一次全面检修，并将仓面施工机具运至施工现场。
进行碾压混凝土工艺试验时，应安排碾压混凝土（部位）工程师现场值班。
5实验工作
5.1拌和物均匀性试验
在现场工艺试验前，进行均匀性试验，确定拌和时间，确保拌合物的均匀性和工作性。
选择45S、50S、60S、90S四种不同的拌和时间的Vc值、含气量正常条件下进行混凝土均匀性试验。
5.2现场碾压砼试验参数的确定
5.2.1碾压混凝土施工工艺流程
混凝土拌和→汽车运输→车轮冲洗→车轮脱水→卸料→摊铺→碾压→压实度检测。
混凝土拌和用1×3.00m3强制式拌和机拌和。
采用自卸汽车运输，要求驾驶室内挂牌标明砼的级配、强度等级。
为防止混凝土拌和物在接料过程中骨料过于集中，要求汽车在拌和楼接料时，必须坚持多点下料。
砼运输汽车入仓之前，必须冲洗轮胎和汽车底部粘着的泥土、污物，冲洗时汽车需在冲洗点走动1~2次，同时要求脱水道路（碎石填铺道路）长度不得小于30m。
汽车驶入碾压砼仓面后，应平稳慢行，避免在仓内急刹车，急转弯等有损已施工砼质量的操作。
汽车在仓面的卸料采用两点卸料法，即汽车驶上条带后开始卸料，卸过一半后在车斗门不关的情况下前行2m～4m左右继续卸料。
同时要求每层起始条带料堆位置距端模板4~5m，距侧模板1.5m。
每层第一条带卸料完后，人工将料堆周边集中的粗骨料分散到料堆顶部，推土机再将混凝土拌合物向端头模板侧推平达到平仓厚度，最后调头开始平仓，并保持条带前部略低，以降低汽车卸料落差，达到减少骨料分离的目的。
仓面平仓后要求做到基本平整，无显著坑洼。
摊铺完成后，进行碾压，碾压后10min压实度检测。
碾压混凝土施工工艺流程图如下。
5.2.2每层碾压参数的确定
本次试验共分为六层，第一层检测铺筑厚度为35cm时，以确定碾压遍数与压实容重的最优结合，对铺筑厚度35cm的碾压层的砼采取两次下料；第二层试验掺不同用量的高效缓凝减水剂时，碾压砼的初、终凝时间与仓面温度的变化关系；并试验两种碾压混凝土的Vc值与压实容重及可碾性的关系，以检验施工配合比的可行性。
设计碾压混凝土的Vc值分别为3″、7″、9″、12″4个点，由拌和楼控制Vc值，并用确定的铺料厚度、碾压遍数等工艺参数在8个单元内进行试验，通过观测陷碾、粘碾、检测容重等分析确定碾压混凝土的Vc值与容重γ和可碾性的关系，确定碾压混凝土Vc值的使用范围；第三层分别设计不冲毛铺砂浆、冲毛铺砂浆、洒净浆和不铺砂浆或净浆四个工况进行层间结合碾压试验，间隔时间暂定为八小时；第四层分别设计不冲毛铺砂浆、冲毛铺砂浆、洒净浆和不铺砂浆或净浆四个工况进行层间结合碾压试验，间隔时间暂定为十二小时；第五层分别设计不冲毛铺砂浆、冲毛铺砂浆、洒净浆和不铺砂浆或净浆四个工况进行层间结合碾压试验，间隔时间暂定为十二小时；第六层分别测定铺筑厚度为25cm、45cm时，碾压遍数与压实容重的关系。
（1）第一层碾压砼所需测定的参数
①确定碾压遍数与压实容重的最优结合；
在试验块第1层的八个单元开始布置碾压遍数n与压实容重γ的关系试验。
用选定的铺料厚度δ=35㎝和小于1.5km/h的碾压机行车速度，于第1层的八个试验单元分别进行无振2遍+有振（4，6，8，10）遍+无振1～2遍的试验；每个试验单元在碾压混凝土平仓后按设计的碾压遍数碾压，碾压完毕10min后，用核子仪检查压实容重，根据检测成果绘制碾压遍数与容重的关系曲线，以碾压遍数少、压实容重大的相对碾压遍数作为碾压混凝土碾压施工的工艺参数。
②变态砼加浆量为4%时，变态砼的性能指标；
③碾压砼VC值测试；
分别检测出机口VC值、仓面VC值，以计算出VC值间歇损失试验。
④预埋测温管
分别在BH-C15区、BH-C20区、BT-C15区、BT-C20区预埋六分管，碾压完毕后，取出管子，以测量碾压砼的温度变化情况。
⑤铺料厚度δ=35㎝，行车速度小于1.5km/h；第一层碾压结束后2小时后，在完成数据收集和第二层施工准备后就开始进行第二层碾压。
（2）第二层碾压砼所需测量参数
①对第一层已确定的碾压遍数作为第二的碾压参数；
在配置不同掺量的高效缓凝减水剂的碾压混凝土，在试验场地上铺第2层混凝土（不同掺量铺设不同条带），铺设厚度35cm，用推土机平仓，用选定的碾压遍数进行压实。
在室内进行高效缓凝减水剂不同掺量、不同温度下测试凝结时间的基础上，在本层进行掺高效缓凝减水剂碾压混凝土的凝结时间与环境温度的变化关系试验，从而正确掌握施工现场碾压混凝土的初、终凝情况，为正确处理层间结合提供依据。
②不同Vc值与碾压混凝土压实容重和可碾性的关系；
在第2试验层的8个试验单元进行两种碾压混凝土的Vc值与压实容重及可碾性的关系，以检验施工配合比的可行性。
设计碾压混凝土的Vc值分别为3″、7″、9″、12″4个点，由拌和楼控制Vc值，并用确定的铺料厚度、碾压遍数等工艺参数在8个单元内进行试验，通过观测陷碾、粘碾、检测容重等分析确定碾压混凝土的Vc值与容重γ和可碾性的关系，确定碾压混凝土Vc值的使用范围。
③铺料厚度δ=35㎝，行车速度小于1.5km/h；
④变态砼加浆量为5%时，变态砼的性能指标；
分别在BT-C15、BT-C20区加水泥浆5%，在检测变态砼的各项性能指标。
⑤从室内试验选定两种高效缓凝减水剂掺量，并纷制出碾压砼的初凝时间与环境温度的变化曲线，从而掌握碾压砼的初、终凝时间；
⑥第二层碾压结束后6小时，不处理，继续碾压第三层（小于初凝时间）；
⑦预埋测温管：
分别在BH-C15区、BH-C20区、BT-C15区、BT-C20区预埋六分管，碾压完毕后，取出管子，以测量碾压砼的温度变化情况。
⑧碾压砼VC值测试：
分别检测出机口VC值、仓面VC值，以计算出VC值间歇损失。
（3）第三层所需测定的参数
①确定层面间隙为八小时的处理方法；
用确定的Vc值和碾压施工工艺参数，分别设计不冲毛铺砂浆、冲毛铺砂浆、洒净浆和不铺砂浆或净浆四个工况进行层间结合碾压试验，间隔时间暂定为八小时。
②第三层变态砼加浆量为6%时，变态砼的性能指标；
分别在BT-C15、BT-C20区加水泥浆6%，在检测变态砼的各项性能指标。
③预埋测温管
分别在BH-C15区、BH-C20区、BT-C15区、BT-C20区预埋六分管，碾压完毕后，取出管子，以测量碾压砼的温度变化情况。
④铺料厚度δ=35㎝，行车速度小于1.5km/h；
⑤碾压砼VC值测试；
分别检测出机口VC值、仓面VC值，以计算出VC值间歇损失试验。
（4）第四层所需测定参数
①确定层面间隙为十二小时的处理方法；
用确定的Vc值和碾压施工工艺参数，分别设计不冲毛铺砂浆、冲毛铺砂浆、洒净浆和不铺砂浆或净浆四个工况进行层间结合碾压试验，间隔时间暂定为十二小时。
②第四层变态砼加浆量为7%时，变态砼的性能指标；
分别在BT-C15、BT-C20区加水泥浆7%，在检测变态砼的各项性能指标。
③预埋测温管；
分别在BH-C15区、BH-C20区、BT-C15区、BT-C20区预埋六分管，碾压完毕后，取出管子，以测量碾压砼的温度变化情况。
④铺料厚度δ=35㎝，行车速度小于1.5km/h；
⑤碾压砼VC值测试；
分别检测出机口VC值、仓面VC值，以计算出VC值间歇损失试验。
（5）第五层所需测定参数
①确定层面间隙为十八小时的处理方法；
用确定的Vc值和碾压施工工艺参数，分别设计不冲毛铺砂浆、冲毛铺砂浆、洒净浆和不铺砂浆或净浆四个工况进行层间结合碾压试验，间隔时间暂定为十八小时。
②第五层变态砼加浆量为8%时，变态砼的性能指标；
分别在BT-C15、BT-C20区加水泥浆8%，在检测变态砼的各项性能指标。
③预埋测温管；
分别在BH-C15区、BH-C20区、BT-C15区、BT-C20区预埋六分管，碾压完毕后，取出管子，以测量碾压砼的温度变化情况。
④铺料厚度δ=35㎝，行车速度小于1.5km/h；
⑤碾压砼VC值测试；
分别检测出机口VC值、仓面VC值，以计算出VC值间歇损失试验。
（6）第六层所需测定参数
①检测压实遍数与压实厚度与压实容重之间的关系，以确定压实厚度为20cm,40cm所需的压实遍数；
分别进行无振2遍，有振6遍；无振2遍，有振8遍时与压实容重之间的关系曲线。
②变态砼加浆量为9%时，变态砼的性能指标；
分别在BT-C15、BT-C20区加水泥浆8%，在检测变态砼的各项性能指标。
③预埋测温管；
分别在BH-C15区、BH-C20区、BT-C15区、BT-C20区预埋六分管，碾压完毕后，取出管子，以测量碾压砼的温度变化情况。
④铺料厚度δ=25㎝，δ=45㎝，行车速度小于1.5km/h；
⑤碾压砼VC值测试；
分别检测出机口VC值、仓面VC值，以计算出VC值间歇损失试验。
（7）钻孔取芯
在上述工况的碾压混凝土达到一定龄期后，在典型单元内进行钻孔取芯试验，钻芯试验根据试验内容和试件的要求进行选取，通过钻取芯样试验对本工程碾压混凝土施工配合比和施工质量进行全面评价。
在钻取芯样的同时对不同工况下的碾压混凝土进行压水试验，并检验层间结合的抗渗能力情况进行钻孔取芯，从外观上观察芯样的质量，并且结合芯样抗剪、抗压试验检验混凝土不同层间结合的情况。
5.3碾压混凝土试验检测
在进行各层工况试验时，及时进行碾压混凝土的各项试验检测，具体试验检测项目列于下表。
表6-2碾压混凝土试验检测项目
序号
试验内容
控制要求及龄期
试验组数
备注
五
碾压混凝土性能试验
（一）
工作性（机口取样）
1
Vc值、温度
5
每种混凝土品种检测5次
2
坍落度、温度
5
每种混凝土品种检测5次
3
凝结时间
3
每种混凝土品种检测3次
4
自身体积变形
每种混凝土品种检测1次
（二）
工作性（仓面取样）
1
Vc值、温度
5
每种混凝土品种检测5次
2
坍落度、温度
5
每种混凝土品种检测5次
3
容重
30
每种混凝土品种检测5次
4
凝结时间
3
每种混凝土品种检测3次
5
密实度检测
200
（三）
混凝土力学性能检测（仓面取样）
1
抗压强度
7d、28d、90d
54
4种碾压混凝土、2种变态混凝土，不同龄期，每组取样3次
2
抗拉强度
7d、28d、90d
54
3
极限拉伸值
28d、90d
18
4
抗压弹模
7d、28d、90d
54
5
抗渗标号
90d
6
4种砼、2种变态砼，3个龄期，每组取样1次
6
抗冻标号
F50
90d
2
2种碾压砼，各取样1次
F100
90d
2
2种混凝土，各取样1次
（四）
混凝土力学性能检测（钻孔取芯）
1
芯样密度
12
4种碾压混凝土
2
抗压强度
90d
12
3
抗压弹模
90d
12
4
钻孔压水试验
自身
4
4种碾压混凝土
层间
4
5
抗渗
标号
自身
90d
6
4种碾压、2种
变态混凝土
层间
间隔6小时
90d
6
间隔12小时
90d
6
间隔48小时
90d
6
6
抗冻
F50
90d
1
4种碾压、2种
变态混凝土
F100
90d
4
5.4变态混凝土性能检测
变态混凝土施工是在已摊铺好的碾压混凝土拌和物中，掺入适量水泥煤灰浆液，然后用高频振动棒振捣密实。
水泥粉煤灰浆的掺量通过试验确定。
本次变态混凝土施工试验采用不同的施工工艺进行，选用底部加浆、底部及中部15cm加浆、挖槽至底部和挖槽至中部15cm加浆以及表层加浆，加浆量按混凝土体积的6%~8%进行试验。
施工现场有专人负责浆液计量、铺洒和浆液质量控制。
检测项目有浆液比重，坍落度，相应的性能取样和强度取样。
5.5钻芯取样试验
钻芯取样是评定碾压混凝土质量的综合方法。
当混凝土达到设计龄期后，通过现场钻芯取样，获得RCC混凝土层间结合及各种工况下的混凝土性能参数，测定碾压混凝土层面和本体的各项性能，综合评价碾压混凝土质量。
（1）、芯样钻取
到设计龄期后，在BH-C15、BH-C20区、搭接区、切缝处布置相应的钻芯孔，按照相应规范钻取芯样。
（2）、芯样的质量评估
芯样的质量评估：
芯样的外观描述；芯样获得率。
芯样的外观描述：
表面光滑程度；混凝土致密程度；混凝土均匀程度。
芯样的获得率：
评价芯样的匀质度。
6温度监测
根据碾压混凝土试验的要求，通过对试验块的混凝土的温度情况进行监测，为设计、施工提供依据。
监测的主要内容有混凝土材料最高水化热温升及其变化规律，并同室内试验资料进行对比分析；研究采用中热硅酸盐水泥能否满足补偿变形的需要，能否达到防裂目的。
根据试验块的布置及材料分区，在碾压仓面内埋设垂直的六分管，直至碾压浇筑完成，然后在预埋管内注水，用温度计对试验块内温度上升情况进行分析。
①监测块体内的水化热温升、最高温度及温度场的分布，实际测定与分析碾压混凝土的低热效果。
②监测碾压混凝土与常态混凝土结合面的温度、变形情况，以了解由于两种混凝土的物理力学性能不同，是否会带来变形的不连续。
③利用试验块中埋设的温度计，分别测量冷却和非冷却部位混凝土温度变化情况，检验冷却效果。
7组织机构设置
本次碾压砼试验成立以专项指挥部门，指挥长由项目经理刘建新同志担任，负责现场试验工作全面领导和指挥；副指挥长由项目生产经理田仁忠同志担任，负责试验现场生产调度和指挥。
指挥长和副指挥长以下分设
①试验和检测小组——负责人：
王平，程庆林，成员：
打鱼凼实验室人员与中国水电九局中心实验室相关人员组成（负责收集碾压砼的相关参数）；
②现场指挥小组——负责人：
张永飞，成员：
毛明初、蔡跃恩（现场自卸车、推土机和压路机等设备调度指挥）
③测量小组——负责人：
廖天柱、张鹏（进行仓面的控制）
④数据采集和整理小组——负责人：
陈刚，成员：
李维钊（重点配合试验人员采集相关数据、各种原始数据的统计、整理、分析包括文件、照片、图像等，并编制成册；）
⑤施工作业小组——负责人：
何明海，成员：
土建队相关人员组成（现场施工的所有情况）。
贵州黔水建设工程有限公司打鱼凼大坝水利枢纽工程
第一标段项目部工程技术部
二○一一年一月二十一日
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校核:
批准:
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