金安桥水电站混凝土配合比试验报告修订要点.docx
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金安桥水电站混凝土配合比试验报告修订要点
金安桥水电站
混凝土配合比试验报告
中国水利水电第四工程局试验中心西宁试验室
2009年10月
批准：
审核：
编写：
试验：
金安桥水电站混凝土配合比试验报告
1、原材料
1.1水泥
水泥为永保42.5中热硅酸盐水泥，水泥物理力学性能试验结果见表1-1。
检测结果表明：
水泥物理力学性能均符合《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》GB200-2003标准要求。
表1-1水泥物理力学性能试验结果
水泥品种
物理性能指标
力学性能指标
水化热（kJ/kg）
比表
面积（m2/kg）
标稠
（%）
安定性
凝结时间
（h：
min）
抗压强度
（MPa）
抗折强度
（MPa）
初凝
终凝
3d
7d
28d
3d
7d
28d
3d
7d
永保42.5中热
310
25.2
合格
2：
31
3：
24
19.8
32.1
50.2
4.2
5.5
8.0
212
260
GB200-2003
≥250
-
合格
≥1：
00
≤12：
00
≥12.0
≥22.0
≥42.5
≥3.0
≥4.5
≥6.5
≤251
≤293
1.2 粉煤灰
粉煤灰采用攀枝花利源粉煤灰制品有限公司生产的Ⅱ级粉煤灰，品质检测结果见表1-2；抗冲磨混凝土采用曲靖I级灰，品质检测结果见表1-2。
检测结果表明：
粉煤灰符合《水工混凝土掺用粉煤灰技术规程》DL/5055-2007技术指标要求。
表1-2 粉煤灰品质检测结果
粉煤灰品种
含水量
（%）
细度
（%）
需水量比
（%）
烧失量
（%）
SO3
（%）
攀枝花Ⅱ级
0.1
17.0
100
3.52
0.20
曲靖Ⅰ级
0.1
7.8
95
2.93
0.49
DL/T5055―2007
Ⅰ级灰
≤1
≤25
≤105
≤8
≤3
Ⅱ级灰
≤12
≤95
≤5
1.3石粉
石粉采用永保水泥有限公司加工的石灰岩石粉,其性能检测结果见表1-3。
细度是指通过0.08mm方孔筛的筛余量。
表1-3 石粉性能检测结果
石粉品种
含水率（%）
细度（%）
石灰岩石粉
0.1
16.6
1.4骨料
混凝土配合比试验骨料采用水电八局筛分系统生产的玄武岩人工骨料。
玄武岩人工砂品质试验结果见表1-4。
表1-4 玄武岩人工砂试验结果
品种
细度模数
石粉含量（%）
人工砂
2.78
12.8
DL/T5144-2001
2.2～2.9
10～22
1.5外加剂
外加剂采用江苏博特新材料有限公司生产的JM-Ⅱ缓凝高效减水剂和浙江龙游五强外加剂有限责任公司生产的ZB-1G引气剂。
外加剂按照《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999和《混凝土外加剂》GB8076-1997进行掺外加剂混凝土性能试验。
试验结果见表1-5，结果表明：
减水剂和引气剂的混凝土性能均满足标准要求。
表1-5 掺外加剂混凝土性能试验结果
名称
外加剂
减水率
（%）
含气量
（%）
泌水率比
（%）
凝结时间差（min）
抗压强度比（%）
品种
掺量
（%）
初凝
终凝
3d
7d
28d
减水剂
JM-Ⅱ
0.6
21.8
2.4
32.6
+310
+290
150
144
125
引气剂
ZB-1G
0.005
7.3
5.4
11.5
+20
+17
98
96
93
GB8076-1997
缓凝高效减水剂
≥12
＜4.5
≤100
>+90
-
≥125
≥125
≥120
引气剂
≥6
＞3.0
≤70
-90～+120
-90～+120
≥95
≥95
≥90
2、混凝土配合比试验参数
根据委托方提供的混凝土施工配合比对金安桥水电站大坝混凝土进行所提供的试验项目进行相应的成型试验，混凝土施工配合比参数详见表2-1、表2-2、表2-3。
表2-1 常态混凝土配合比试验参数
编号
设计指标
级配
水胶比
砂率
（%）
粉煤灰
（%）
用水量（（kg/m3））
JM-Ⅱ
（%）
ZB-1G9
（%）
坍落度（cm）
密度（kg/m3）
JC-1
C9020W8F100
三
0.55
31
35
120
0.8
0.015
3～5
2620
JC-2
四
0.55
25
35
100
0.8
0.015
3～5
2660
说明：
1.永保42.5中热硅酸盐水泥；攀枝花Ⅱ级粉煤灰；
2.玄武岩人工骨料，三级配小石：
中石：
大石=30：
30：
40；四级配小石：
中石：
大石：
特大石=20：
20：
30：
30。
表2-2 抗冲耐磨混凝土配合比试验参数
序号
设计指标
级配
水胶比
砂率
（%）
粉煤灰（%）
硅粉（%）
JM-Ⅱ（%）
用水量（（kg/m3）
ZB-1G
（%）
纤维（kg/m3）
坍落度（cm）
密度
（kg/m3）
JCM-1
C9050W8F150
二
0.32
32
15
-
1.0
138
0.003
-
7～9
2550
JCM-2
二
0.38
34
15
8
1.0
152
0.003
0.9
7～9
2550
说明：
1.永保42.5中热硅酸盐水泥，曲靖Ⅰ级粉煤灰；
2.玄武岩人工骨料，二级配小石：
中石=45：
55。
表2-3 碾压混凝土配合比试验参数
编号
设计指标
级配
水胶比
砂率
（%）
粉煤灰（%）
用水量（（kg/m3）
ZB-1Rcc15
（%）
ZB-1G
（%）
VC
值（s）
密度
（kg/m3）
JR-1
C9015W6F100
三
0.53
33
63
90
1.2
0.15
1～3
2630
JR-2
C9020W6F100
三
0.47
33
60
90
1.0
0.30
3～5
2630
JR-3
C9020W8F100
二
0.47
37
55
100
1.0
0.30
3～5
2600
说明：
1.永保42.5中热硅酸盐水泥；攀枝花Ⅱ级粉煤灰。
2.级配，二级配小石：
中石=45：
55；三级配小石：
中石：
大石=30：
40：
30。
3.玄武岩人工骨料，根据实测的人工砂石粉含量，采用石灰石粉代砂使砂石粉含量控制在19%。
3、混凝土配合比试验
3.1 抗冲耐磨混凝土抗冲磨试验结果
混凝土的抗冲磨性能按照《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001要求，采用了其中水下钢球法，试验结果详见表3-1。
表3-1 C9050F150W8混凝土抗冲磨性能试验结果
编号
混凝土强度等级
水胶比
水下钢球法
磨损率（%）
抗冲磨强度,h/（kg/m2）
JCM-1
C9050W8F150
0.32
1.45
15.8
JCM-2
0.38
1.10
24.3
3.2混凝土配合比泊松比试验
混凝土承受压荷后，横向发生膨胀变形，纵向收缩变形。
横向应变与纵向应变之比的绝对值为泊松比。
应力在混凝土的某一界限以下时，随着应力增加，泊松比保持常数或微小的增加，泊松比的急剧增加，应力的这一界限大约为0.8倍的轴心抗压强度。
试验采用Φ15×30cm圆柱体试件，取得混凝土破坏强度10%和40%之间测得的应变值，每组试件三块进行变形试验，求得平均值的泊松比值，90天龄期混凝土泊松比试验结果详见表3-2。
C9020W8F100常态混凝土90天泊松比分别为0.192和0.186；C9050W8F150常态混凝土90天泊松比分别为0.175和0.170；C9015W6F100碾压混凝土90天泊松比为0.215；C9020W6F100碾压混凝土90天泊松比为0.211；C9020W8F100碾压混凝土90天泊松比为0.198。
表3-2 混凝土配合比泊松比试验结果
编号
设计指标
级配
水胶比
应力（MPa）
横向变形平均值（mm）
纵向平均值变形（mm）
泊松比
（90d）
泊松比平均值（90d）
JC-1
C9020
W8F100
三
0.55
3.4
4.0×10-3
21×10-3
0.190
0.192
6.8
7.3×10-3
38×10-3
0.192
9.1
8.8×10-3
46×10-3
0.192
12.0
11.0×10-3
57×10-3
0.193
JC-2
四
0.55
3.4
3.3×10-3
17.7×10-3
0.185
0.186
6.8
6.4×10-3
34.7×10-3
0.185
10.2
8.0×10-3
43×10-3
0.186
11.9
9.4×10-3
50.2×10-3
0.187
JCM-1
C9050
W8F150
二
0.32
6.2
3.4×10-3
19.6×10-3
0.173
0.175
12.4
7.7×10-3
44.3×10-3
0.174
15.8
9.4×10-3
53.8×10-3
0.175
19.5
11.4×10-3
64.2×10-3
0.178
JCM-2
二
0.38
6.2
3.8×10-3
23×10-3
0.165
0.170
13.0
7.5×10-3
44.6×10-3
0.168
15.8
9.3×10-3
54×10-3
0.172
18.0
10.8×10-3
61.2×10-3
0.176
JR-1
C9015
W6F100
三
0.53
2.3
2.1×10-3
10.0×10-3
0.210
0.215
3.4
3.6×10-3
16.7×10-3
0.216
4.5
4.6×10-3
21.2×10-3
0.217
5.8
6.1×10-3
28×10-3
0.218
JR-2
C9020
W6F100
三
0.47
3.4
3.2×10-3
15.5×10-3
0.206
0.211
5.1
5.0×10-3
23.8×10-3
0.210
6.8
6.5×10-3
30.8×10-3
0.211
8.6
8.5×10-3
39.3×10-3
0.216
JR-3
C9020
W8F100
二
0.47
3.4
3.1×10-3
15.8×10-3
0.196
0.198
5.1
4.2×10-3
21.3×10-3
0.197
6.8
5.9×10-3
29.5×10-3
0.200
8.6
7.7×10-3
38.3×10-3
0.201
3.3混凝土自生体积变形试验
混凝土在恒温绝湿条件下，由于胶凝材料的水化作用而引起混凝土的体积变形。
常态混凝土自生体积变形试验结果见表3-3，自生体积变形值与龄期的关系曲线见曲线图。
从试验结果及自生体积变形曲线可知：
常态混凝土C9020W8F100,C9050W8F150混凝土自生体积变形均为收缩型，其总体发展趋势随龄期的增长自生体积变形收缩变化增大。
C9020W8F100混凝土约在130天后趋势减缓，两种级配混凝土中，三级配自生体积变形收缩值高于四级配；C9050W8F150混凝土水胶比0.32的收缩变形大于水胶比0.38的收缩变形。
碾压混凝土自生体积变形试验结果见表3-4，碾压混凝土总体自生体积变形为收缩型。
C9015W6F100三级配碾压混凝土1天、3天、7天、28天、90天、180天、360天自生体积变形值分别为-2.2×10-6、-4.5×10-6、-8.3×10-6、-22.2×10-6、-30.5×10-6、-32.4×10-6、-34.0×10-6；C9020W6F100三级配碾压混凝土1天、3天、7天、28天、90天、180天、360天自生体积变形值分别为-3.5×10-6、-5.5×10-6、-9.2×10-6、-24.5×10-6、-35.0×10-6、-36.0×10-6、-37.0×10-6；C9020W8F100二级配碾压混凝土1天、3天、7天、28天、90天、180天、360天自生体积变形值分别为-3.5×10-6、-7.5×10-6、-14.5×10-6、-23.5×10-6、-37.8×10-6、-39.5×10-6、-40.3×10-6。
表3-3 常态混凝土自生体积变形试验结果
JC-1
JC-2
JCM-1
JCM-2
龄期（d）
变形量（10-6）
龄期（d）
变形量（10-6）
龄期（d）
变形量（10-6）
龄期（d）
变形量（10-6）
1
-3.1
1
-2.1
1
-6.2
1
-4.5
2
-5.2
2
-3.1
2
-15.2
2
-11.5
3
-6.8
3
-3.8
3
-19.5
3
-14.5
5
-9.8
5
-4.8
5
-23.5
5
-18.5
13
-18.5
13
-12.5
13
-29.9
13
-22.2
28
-28.2
28
-20.5
28
-44.2
28
-37.5
40
-37.5
40
-28.2
40
-54.3
40
-47.1
50
-40.5
50
-30.5
50
-58.5
50
-48.2
65
-42.2
65
-35.2
65
-60.5
65
-50.2
78
-44.5
78
-40.5
78
-62.5
78
-52.5
92
-46.5
92
-41.0
92
-62.5
92
-51.5
105
-47.0
105
-41.5
105
-63.0
105
-53.5
120
-48.5
120
-42.0
120
-65.2
120
-55.2
130
-50.5
130
-43.5
130
-66.2
130
-55.8
145
-51.0
145
-43.8
145
-64.5
145
-56.2
150
-51.5
150
-44.0
150
-66.0
150
-57.1
167
-51.5
167
-44.0
167
-67.2
167
-55.8
180
-51.5
180
-44.1
180
-68.0
180
-56.0
210
-52.0
210
-43.2
210
-70.2
210
-58.2
240
-52.0
240
-42.5
240
-69.2
240
-58.5
270
-53.0
270
-43.5
270
-68.5
270
-57.5
300
-52.3
300
-44.0
300
-69.5
300
-59.0
330
-53.5
330
-44.5
330
-70.5
330
-59.3
360
-54.0
360
-45.0
360
-70.5
360
-59.5
表3-4 碾压混凝土自生体积变形试验结果
JR-1
JR-2
JR-3
龄期（d）
变形量（10-6）
龄期（d）
变形量（10-6）
龄期（d）
变形量（10-6）
1
-2.2
1
-3.5
1
-3.5
2
-3.8
2
-4.0
2
-4.0
3
-4.5
3
-5.5
3
-7.5
4
-5.0
4
-6.0
4
-8.5
7
-8.3
7
-9.2
7
-14.5
14
-12.5
14
-15.5
14
-18.5
28
-22.2
28
-24.5
28
-23.5
40
-25.2
40
-23.8
40
-26.5
55
-27.2
55
-25.2
55
-29.0
75
-30.8
75
-34.5
75
-33.0
90
-30.5
90
-35.0
90
-37.8
105
-31.8
105
-35.5
105
-38.6
120
-31.6
120
-35.0
120
-39.0
130
-32.0
130
-35.5
130
-39.2
150
-32.0
150
-35.5
150
-39.3
160
-31.5
160
-36.0
160
-38.5
180
-32.4
180
-36.0
180
-39.5
210
-33.0
210
-36.5
210
-39.5
240
-33.5
240
-36.5
240
-39.0
270
-33.5
270
-37.0
270
-39.2
300
-34.0
300
-37.0
300
-39.3
330
-34.0
330
-37.0
330
-40.0
360
-34.0
360
-37.0
360
-40.3
3.4混凝土配合比绝热温升试验
由于水泥水化而产生的热量使混凝土温度升高。
混凝土的绝热温升试验是在没有热量交换的绝热条件下，直接测定混凝土由于水泥水化而产生的温度升高值。
因而每方混凝土单位水泥用量越低，绝热温升值越小。
绝热温升试验采用全级配。
混凝土配合比绝热温升试验结果详见表3-5。
C9020W8F100常态混凝土三级配28天绝热温升为25.1℃，四级配28天绝热温升为22.2℃，同一级配混凝土四级配比三级配绝热温升要小，这也主要由于每方混凝土中四级配混凝土水泥用量要比三级配小的原因；C9050W8F150常态混凝土28天绝热温升分别为64.5℃和52.5℃；C9015W6F100三级配碾压混凝土28天绝热温升为15.9℃；C9020W6F100三级配碾压混凝土28天绝热温升为16.8℃；C9020W8F100二级配碾压混凝土28天绝热温升为18.6℃。
表3-5 混凝土绝热温升试验结果
编号
JC-1
JC-2
JCM-1
JCM-2
JR-1
JR-2
JR-3
砼初始温度
21.2
20.5
19.5
19.0
19.7
20.0
20.5
龄期（天）
温升（℃）
温升（℃）
温升（℃）
温升（℃）
温升（℃）
温升（℃）
温升（℃）
温升（℃）
0.13
0.4
0.4
1
0.8
0.3
0.3
0.3
0.25
0.8
0.8
2.5
2.5
0.6
0.6
0.7
0.38
1.8
1.6
4.5
6.5
1
1
1.1
0.5
2.9
2.6
7.5
7.2
1.3
1.4
1.8
0.75
6.2
5.8
10.5
8.7
2.1
2.2
2.6
1
8.0
7.9
14.5
10.2
2.8
3.1
3.4
1.25
9.9
8.8
18.5
14.5
3.4
4.1
4.6
1.5
11.0
10.4
25.2
18.5
4.0
4.5
5.1
2
12.5
12.3
28.5
22.5
5.1
5.8
6.6
3
15.5
14.5
36.5
29.5
6.8
7.6
8.4
4
17.4
16.2
39.5
33.5
8.2
8.8
9.6
5
18.9
17.5
44.5
37.5
9.4
10.0
10.8
6
19.9
18.7
47.5
41.5
10.3
10.8
11.7
7
20.9
19.3
50.5
43.0
11.1
11.6
12.6
8
21.4
19.7
53.5
44.0
11.6
12.3
13.4
9
21.8
20.1
55.5
44.5
12.1
12.8
14.0
10
22.1
20.3
58.5
46.5
12.6
13.3
14.3
11
22.4
20.5
59.5
47.7
13.0
13.7
14.5
12
22.6
20.7
61.5
48.0
13.4
14.0
14.8
13
22.7
20.9
61.8
50.2
13.7
14.2
15.0
14
22.8
21.0
62.5
50.6
13.9
14.5
15.3
15
23.1
21.1
63.1
50.8
14.2
14.8
15.5
16
23.5
21.2
63.3
51.0
14.4
15.0
15.8
17
23.8
21.3
63.4
51.2
14.6
15.3
16.1
18
24.1
21.5
63.6
51.5
14.8
15.5
16.5
19
24.2
21.7
63.7
51.6
15.0
15.7
17.0
20
24.4
21.7
63.8
51.7
15.1
15.9
17.2
21
24.5
21.8
64
52.0
15.2
16.0
17.4
22
24.6
21.8
64.1
52.1
15.3
16.2
17.6
23
24.7
21.9
64.1
52.2
15.4
16.3
17.8
24
24.9
22.0
64.2
52.3
15.5
16.4
18.0
25
25.0
22.0
64.3
52.4
15.6
16.5
18.1
26
25.1
22.1
64.3
52.4
15.7
16.6
18.3
27
25.1
22.2
64.4
52.5
15.8
16.7
18.4
28
25.1
22.2
64.5
52.5
15.9
16.8
18.6
表3-6 混凝土绝热温升试验分析结果
序号
编号
混凝土强度
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