挡水建筑物配合比试验报告.docx
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挡水建筑物配合比试验报告
南水北调中线一期穿黄工程Ⅰ标
进口建筑物混凝土配合比试验报告
中国水电十一局有限公司中心试验室
二○一二年三月十八日
批准：
校核：
编写：
秦明昌
试验：
秦明昌赵霞张雪玲张秋仙刁金钟
目录
1．委托要求-1-
2．依据标准-2-
3．原材料检测-2-
3.1胶凝材料-2-
3.1.1水泥-2-
3.1.2粉煤灰-2-
3.2骨料-3-
3.2.1细骨料-3-
3.2.2粗骨料-3-
3.3外加剂-4-
4．二级配混凝土配合比试验-4-
4.1混凝土配制强度-4-
4.2混凝土配合比参数的选择-5-
4.3石子级配-5-
4.4砂率和用水量的选择-5-
4.5混凝土试拌方案-5-
4.6混凝土试拌配合比-6-
4.7混凝土抗压强度、劈拉强度、抗冻抗渗试验-6-
4.8推荐混凝土配合比-7-
4.9推荐混凝土凝结时间与坍落度损失情况-7-
4.10推荐混凝土抗压强度、劈拉强度、抗冻抗渗试验-7-
5．结束语-8-
南水北调中线一期穿黄工程Ⅰ标
进口建筑物混凝土配合比试验报告
受我局南水北调中线施工局的委托，我室于2012年01月对其承建的南水北调中线一期穿黄工程Ⅰ标进口建筑物混凝土进行了配合比选择试验工作。
现将混凝土配合比选择试验报告提出如下：
1．委托要求
混凝土配合比设计技术要求如表1。
表1混凝土配合比设计技术要求表
序号
砼强度等级
级配
坍落度
（mm）
强度保证率（%）
施工部位
备注
1
C25W8F200
二
140~160
95
进口建筑物
混凝土的总碱含量≤2.5kg/m3。
2．依据标准
本次试验依据主要规程规范如下：
委托方提供的技术要求。
《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T5330-2005）
《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）
《水工混凝土试验规程》（SL352-2006）
《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》（DL/T5055-2007）
《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）
《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/T5100-1999）
3．原材料检测
原材料均为委托方提供。
3.1胶凝材料
3.1.1水泥
水泥选用上街长城铝业水泥厂生产的“建筑”牌P.O42.5水泥，其检测结果见表2。
表2水泥检测结果表
检测
项目
密度（kg/m3）
凝结时间（h:
min）
体积安定性
标准稠度用水量（%）
SO3
（%）
碱含量（%）
抗压强度
（MPa）
抗折强度
（MPa）
初凝
终凝
3d
28d
3d
28d
检测结果
3060
2:
52
4:
27
合格
25.2
—
0.56
34.1
45.1
6.2
9.4
GB175-
2007
—
≥0:
45
≤10:
00
合格
—
≤3.5
≤0.60
≥17.0
≥42.5
≥3.5
≥6.5
检测结果表明：
该水泥性能符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准要求。
3.1.2粉煤灰
粉煤灰选用洛阳首阳山热电厂生产的Ⅰ级粉煤灰，其检测结果见表3。
表3粉煤灰检测结果表
检测项目
细度（%）
烧失量（%）
碱含量（%）
SO3（%）
需水量比（%）
密度（kg/m3）
检测结果
10.7
1.34
1.13
—
90
2310
DL/T5055-2007（Ⅰ级灰）
≤12
≤5.0
—
≤3.0
≤95
—
检测结果表明：
该粉煤灰性能符合《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》（DL/T5055-2007）Ⅰ级灰要求。
3.2骨料
3.2.1细骨料
细骨料为信阳天然砂，其检测结果见表4、表5。
表4细骨料检测结果表
检测项目
表观密度（kg/m3）
含泥量（%）
泥块含量（%）
细度
模数
有机质含量
云母含量（%）
轻物质含量（%）
饱和面干吸水率（%）
坚固性
（%）
SO3
（%）
检测值
2560
2.0
0
2.95
浅于标准色
0.1
0.1
1.2
2.6
0.12
DL/T5144-2001
≥2500
≤3.0
不允许
2.2~3.0
浅于标准色
≤2.0
≤1.0
—
≤8
≤1.0
表5细骨料筛分试验结果表
筛孔尺寸（mm）
5.00
2.50
1.25
0.63
0.315
0.16
10mm以上
颗粒（%）
累计筛余（%）
9.7
37.8
48.2
69.8
87.4
96.0
0
DL/T5144-2001
10-0
25-0
50-10
70-41
92-70
100-90
—
检测结果表明，细骨料品质符合《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）的要求，砂颗粒级配组合较好，细度模数FM=2.95，属中砂。
3.2.2粗骨料
粗骨料为宝豫石料厂生产的5~20mm和20~40mm两种规格的人工碎石。
粗骨料的检测结果见表6、表7：
表6粗骨料检测结果表
粒径（mm）
表观密度（kg/m3）
饱和面干吸水率（%）
含泥量（%）
泥块含量（%）
针片状
（%）
压碎指标（%）
坚固性
（%）
SO3
（%）
超径（%）
逊径（%）
5-20
2700
0.75
0.7
0
2.0
8.3
0.5
0.12
0.8
0.6
20~40
2750
0.36
0.3
0
2.0
—
0
0
2.0
DL/T5144-2001
≥2550
—
≤1.0
不允许
≤15
≤16
≤5
≤0.5
≤10
≤5
表7粗骨料筛分试验结果表
粒径级
筛孔尺寸（mm）
40
30
20
10
5
累计筛余（%）
5~20mm
—
—
0.8
47.6
99.4
20~40mm
0
40.6
98.0
—
—
检测结果表明，粗骨料品质符合《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）的要求。
3.3外加剂
选用中国水电十一局有限公司外加剂厂生产的SN-10型高效减水剂和SN-9型引气剂，其检测结果见表8。
表8外加剂检测结果表
检测项目
品种/试验掺量
减水率（%）
泌水率比（%）
含气量（%）
碱含量（%）
抗压强度比（%）
凝结时间差（min）
3d
7d
28d
初凝
终凝
高效减
水剂
SN-10（0.4%）
15.6
75
2.0
9.72
132
133
123
+16
+41
DL/T5100-1999
≥15
≤95
＜3.0
—
≥130
≥125
≥120
-60~+90
引气剂
SN-9（0.7/万）
6.1
21
5.2
2.79
92
91
85
-4
+15
DL/T5100-1999
≥6
≤70
4.5~5.5
—
≥90
≥90
≥85
-90~+120
检测结果表明：
两种外加剂性能指标均满足《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/T5100-1999）要求。
4．二级配混凝土配合比试验
4.1混凝土配制强度
根据《南水北调中线一期穿黄工程进口建筑物混凝土配合比试验技术要求》、《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）、《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T5330-2005），取强度保证率95%，标准差4.0MPa，混凝土的配制强度见表9。
表9混凝土的配制强度
序号
砼强度
等级
抗冻等级
抗渗等级
级配
保证率（%）
概率系数t
标准差δ（MPa）
配制强度（MPa）
2
C25
F200
W8
二级
95
1.65
4.0
31.6
4.2混凝土配合比参数的选择
根据《南水北调中线一期穿黄工程进口建筑物混凝土配合比试验技术要求》中规定，粉煤灰最大掺量不宜大于20%。
根据混凝土设计指标、配制强度及混凝土试拌试验，配合比设计参数如下：
配合比计算采用体积法，骨料为饱和面干状态。
二级配混凝土粉煤灰掺量为20%，控制坍落度为140~160mm。
二级配混凝土控制含气4.5%~5.5%。
为满足设计要求，混凝土掺加适量的高效减水剂、引气剂。
4.3石子级配
根据最大振实容重和混凝土的拌合物性能确定二级配石子比例为D20：
D40=50:
50，最大容重检测结果见表10
D20：
D40
40:
60
45:
55
50:
50
60:
40
振实容重（kg/m3）
1685
1740
1778
1756
4.4砂率和用水量的选择
按照《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T5330-2005）的要求，根据最佳砂率法，经试拌，调整，二级配混凝土的砂率和用水量见表11：
表11混凝土砂率和用水量表
级配
坍落度（mm）
煤灰掺量（％）
SN-10
（%）
SN-9
（/万）
水胶比
备注
用水量（kg/m3）/砂率（%）
0.40
0.45
0.50
基准混
凝土
二
140~160
20
0.4
0.7
149
40
151
41
155
43
4.5混凝土试拌方案
根据以上混凝土参数的选择，试拌水胶比采用0.40、0.45和0.50。
具体试拌方案见表12。
表12混凝土试拌方案表
技术指标
级配
坍落度（mm）
水胶比
煤灰（%）
SN-10（%）
SN-9（/万）
C25W8F200
二
140~160
0.40/0.45//0.50
20
0.4
0.7
4.6混凝土试拌配合比
按照以上试拌方案和试验参数进行试拌成型，考核相应的混凝土各项性能，混凝土试拌配合比见表13：
表13混凝土试拌配合比表
水胶比
煤灰（%）
砂率
（%）
SN-10
（%）
SN-9
（/万）
各材料用量（kg/m3）
备注
水
水泥
煤灰
砂
小石
中石
SN-10
SN-9
0.40
20
40
0.4
0.7
149
297
75
752
563
564
1.488
0.026
—
0.45
20
41
0.4
0.7
151
269
67
784
564
565
1.344
0.024
—
0.50
20
43
0.4
0.7
155
248
62
832
551
552
1.240
0.022
—
经混凝土拌和物的分析判断，混凝土和易性较好。
4.7混凝土抗压强度、劈拉强度、抗冻抗渗试验
混凝土抗压强度、劈拉强度试验结果见表14。
表14混凝土力学性能试验结果
水胶比
坍落度（mm）
含气量（%）
抗压强度（MPa）
劈拉强度（MPa）-
抗冻
抗渗
3d
7d
28d
28d
28d
28d
0.40
145
5.0
---
---
43.2
---
---
---
0.45
150
4.9
---
---
36.5
---
合格
---
0.50
155
4.5
---
---
29.6
---
合格
合格
对混凝土28天抗压强度与胶水比的关系进行回归分析结果如下
回归方程：
Y=27.074x-24.232
相关系数：
R=0.997
Y:
混凝土28d抗压强度，X：
胶水比
4.8推荐混凝土配合比
根据配合比回归方程，采用灰砂比为2.08，即水灰比为0.48，28d抗压强度为32.1MPa。
表15
级配
水胶比
煤灰掺量（％）
SN-10
（％）
SN-9
（A/万）
砂率（％）
1m3混凝土材料用量（Kg/m3）
碱含量Kg/m3
水
水泥
煤灰
砂
小石
中石
SN-10
SN-9
二
0.48
20
0.4
0.7
42
153
255
64
810
559
559
1.276
0.022
1.70
4.9推荐混凝土凝结时间与坍落度损失情况
混凝土凝结时间与坍落度损失情况见表15
表16
凝结时间（h:
min）
坍落度（mm）
备注
初凝
终凝
初始
30min
60min
温度20℃湿度70%，
凝结时间采用贯入阻力法
7:
50
11：
20
157
150
142
4.10推荐混凝土抗压强度、劈拉强度、抗冻抗渗试验
混凝土抗压强度、劈拉强度试验结果见表14。
表17混凝土力学性能试验结果
水胶比
坍落度（mm）
含气量（%）
抗压强度（MPa）
劈拉强度（MPa）-
抗冻
抗渗
3d
7d
28d
28d
28d
28d
0.48
157
5.0
---
---
32.1
---
合格
合格
5．结束语
1）试验采用的原材料品质指标检测结果均符合相应标准、规程、规范要求，能够用于工程施工。
2）根据《南水北调中线一期穿黄工程进口建筑物混凝土配合比试验技术要求》及有关规程、规范的要求，依据本次试验的各项混凝土性能试验成果，提出南水北调中线一期穿黄工程Ⅰ标进口建筑物混凝土施工配合比可供施工使用，混凝土各项性能能够满足设计技术要求。
3）现场使用大型拌和机拌和有利于混凝土引气，引气剂的掺量以控制混凝土拌和物含气量达到要求的含气量为准。
4）施工时根据原材料品质的波动情况，依据有关标准、规范和现场拌和情况，按照本报告提供的有关数据，在许可的范围内适当调整施工配合比。
5）拌和时，请准确计量上料，并确保混凝土拌和均匀。
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