地下厂房喷射混凝土配合比复核试验报告.docx
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地下厂房喷射混凝土配合比复核试验报告
BHT/0416七白施质〔2016〕38号
关于上报喷射混凝土配合比
复核试验报告的函
三峡发展公司白鹤滩监理部：
对左岸引水发电系统土建及金属结构安装工程从开工至2015年11月30日与2015年12月至2016年3月的细骨料细度模数进行了统计分析。
细度模数发生了变化，下降幅度为0.10；对开工至2016年3月的抗压强度进行了统计分析，抗压强度较原配合比提出的配制强度有所下降；近期经常出现粉煤灰进货短缺导致喷射混凝土施工中断的情况，并结合目前粉煤灰与水泥的市场单价分析，为保证现场喷射混凝土质量及施工顺利开展，对原喷射混凝土配合比参数进行了调整与优化试验。
现将试验成果予以上报。
请审核！
中国水利水电第七工程局有限公司白鹤滩施工局
二O一六年六月七日
主题词：
喷射混凝土复核配合比试验报告函
报送：
三峡发展公司白鹤滩监理部
拟稿：
校核：
审查：
批准：
报告编号：
七白试[2016]第02号
金沙江白鹤滩水电站
左岸引水发电系统土建及金属结构安装工程
（BHT/0416）
喷射混凝土配合比复核试验报告
中国水利水电第七工程局有限公司试验室白鹤滩试验分室
报告日期：
二○一六年六月五日
报告声明
1未经试验室许可，不得复印检测报告，擅自复印报告无效；
2无中国水利水电第七工程局有限公司试验室白鹤滩试验分室印章和检测专用章的检测报告无效；
3没有加盖骑缝章的检测报告无效；
4无中国水利水电第七工程局有限公司试验室批准人签名的报告无效；
5本报告最终解释权归中国水利水电第七工程局有限公司试验室白鹤滩试验分室。
审批：
校核：
编制：
目录
1前言1
1.1试验依据主要采用下列标准、规范、规程（但不限于）1
1.2试验仪器设备1
2设计要求2
3原材料供应情况及试验结果2
3.1水泥2
3.2粉煤灰3
3.3骨料3
3.4外加剂4
3.5拌和用水4
3.6钢纤维5
4室内试验5
4.1骨料筛分5
4.2喷射混凝土配制强度6
4.3湿喷射混凝土粉煤灰掺量选择及胶凝材料的调整7
4.4湿喷射混凝土胶凝材料的调整与优化8
4.5干喷射混凝土胶凝材料的调整与优化9
4.6生产性试验推荐参数表9
5现场生产性试验成果11
5.1生产试验成果11
5.2结论11
6推荐的用于现场施工的配合比参数11
7配合比使用条件12
7.1水泥13
7.2粉煤灰13
7.3骨料13
7.4外加剂13
7.5拌和用水14
7.6钢纤维14
7.7衡量误差14
7.8配合比调整14
1前言
对左岸引水发电系统土建及金属结构安装工程从开工至2015年11月30日与2015年12月至2016年3月的细骨料细度模数进行了统计分析，细度模数发生了变化，下降幅度为0.10；对开工至2016年3月的抗压强度进行了统计分析，湿喷混凝土抗压强度较原配合比提出的配制强度有所下降；干喷混凝土的强度一直处于较高的水平；近期经常出现粉煤灰进货短缺导致喷射混凝土施工中断的情况，并结合目前粉煤灰与水泥的市场单价分析（市场单价相差不大）。
综合上述原因，为保证现场喷射混凝土质量及施工顺利开展，对原喷射混凝土配合比参数进行了调整与优化试验。
1.1试验依据主要采用下列标准、规范、规程（但不限于）
（1）《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001；
（2）《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151-2014；
（3）《水工混凝土配合比设计规程》DL/T5330-2015；
（4）《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2015；
（5）《混凝土外加剂》GB8076-2008；
（6）《通用硅酸盐水泥》GB175－2007；
（7）《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》DL/T5055-2007；
（8）《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005；
（9）《水电水利工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003；
（10）《水工喷射混凝土试验规程》DL/T5721-2015；
（11）《喷射混凝土用速凝剂》JC477-2005；
（12）《左岸地下厂房洞室群开挖及支护施工技术要求（BHT/0416）》。
1.2试验仪器设备
试验采用主要仪器设备详见表1-1。
试验采用主要仪器设备表1-1
设备名称
型号
数量
设备名称
型号
数量
水泥净浆搅拌机
NJ-160
1
砼贯入阻力仪
HG-1000S
1
全自动表面积测定仪
FBT-5
1
单卧轴强制式混凝土搅拌机
HJW-60
1
水泥胶砂振实台
ZT-96
1
坍落度筒及捣棒
/
1
水泥胶砂搅拌机
JJ-5
1
混凝土直读式含气量测定仪
CA-3
1
恒应力抗压抗折试验机
BC-300D
1
砂浆稠度仪
SZ-145
1
新标准砂石筛
JGJ52-2006
1
电液式万能试验机
WE-1000B
1
振筛机
ZBSX-92A
1
混凝土振动台
/
1
电子天平
TC-20K
1
电子天平
0-150kg
1
2设计要求
依据本标合同技术文件以及设计文件可得喷射混凝土的设计指标如下表。
喷射混凝土设计要求表表2-1
序号
设计等级
设计龄期（d）
混凝土种类
强度保证率（%）
设计稠度（mm）
1
C25
28
湿喷射混凝土
95
150～170
2
CF30
28
95
150～170
3
C25
28
干喷射混凝土
95
/
3原材料供应情况及试验结果
本次试验用钢纤维、速凝剂为自购材料，且自购材料的供应厂家均在《关于白鹤滩水电施工单位自购材料生产厂家准入资格审查结果的通知》要求范围内；其它原材料均为业主统供材料。
3.1水泥
水泥采用四川省宁南县白鹤滩水泥有限责任公司生产的“螺髻山”P·O42.5水泥，批号为TSPO2016042,水泥所检指标试验结果符合国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175-2007的技术要求。
水泥检验结果见表3-1。
水泥检验结果表3-1
水泥品种
比表面积
（m2/kg）
标稠（%）
安定性
密度（g/cm3）
凝结时间（min）
抗折强度（MPa）
抗压强度（MPa）
初凝
终凝
3d
28d
3d
28d
螺髻山P·O42.5
380
29.2
合格
3.09
184
241
6.4
9.2
34.0
52.3
GB175-2007
≥300
/
合格
/
≥45
≤600
≥3.5
≥6.5
≥17.0
≥42.5
3.2粉煤灰
粉煤灰采用曲靖方圆环保有限公司生产的Ⅰ级粉煤灰，批号为BHT20160401。
粉煤灰所检指标试验结果符合《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》DL/T5055-2007的技术要求。
粉煤灰所检结果见表3-2。
粉煤灰检验结果表3-2
粉煤灰厂家
粉煤灰等级
细度（%）
烧失量（%）
含水率（%）
需水量比（%）
曲靖方圆
Ⅰ级
8.7
3.48
0.2
93
DL/T5055-2007
≤12
≤5.0
≤1.0
≤95
3.3骨料
3.3.1细骨料
细骨料采用水电八局三滩砂石骨料系统生产的人工砂。
人工砂所检指标试验结果满足标准《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2015及《水电水利工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003的技术要求。
人工砂检验结果见表3-3。
人工砂检验结果表3-3
砂料产地
表面含水率（%）
细度模数
石粉含量（%）
表观密度（kg/m3）
吸水率（%）
泥块含量（%）
水电八局三滩
5.2
2.73
12.8
2800
2.2
无
DL/T5144-2015
≤6.0
2.4～2.8
6～18
≥2500
/
不允许
DL/T5181-2003
5～7
2.5～3.0
/
/
/
/
3.3.2粗骨料
粗骨料采用水电八局三滩砂石骨料系统生产的粗骨料，粒径为5mm～15mm。
粗骨料质地坚硬、清洁、级配良好，所检指标结果满足《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2015规定的技术要求。
粗骨料所检结果见表3-4。
粗骨料检验结果表3-4
粗骨料
产地
粒径（mm）
针片状含量（%）
含泥量（%）
泥块含量（%）
表观密度（kg/m3）
吸水率（%）
压碎指标（%）
水电八局三滩砂石骨料系统
5～15
2
0.2
无
2850
1.34
/
DL/T5144-2015
≤15
≤1
不允许
≥2550
≤2.5
≤16
3.4外加剂
3.4.1减水剂
减水剂采用石家庄长安育才建材有限公司生产的高性能减水剂，规格型号分别为GK-3000批号为1601BHT01。
本次试验采用“螺髻山”P·O42.5水泥、八局三滩砂石骨料加工系统生产的粗细骨料，依据《混凝土外加剂》GB8076-2008对减水剂的减水率、凝结时间、含气量、1h坍落度保留值、泌水率比、抗压强度比进行了检测。
减水剂所检指标试验结果符合《混凝土外加剂》GB8076-2008的技术要求。
减水剂所检指标试验结果见表3-5。
减水剂检验结果表3-5
检验依据
外加剂品种
掺量
（%）
含气量（%）
减水率（%）
泌水率比（%）
凝结时间差
（min）
坍落度1h变化量（mm）
抗压强度比（%）
初凝
终凝
1d
3d
7d
28d
《混凝土外加剂》（GB8076-2008）及白鹤滩水电站工程混凝土用外加剂技术要求。
GK-3000
0.4
2.3
28.5
36
+70
+60
0
190
163
158
149
高性能减水剂（标准型）
≤6.0
≥25
≤60
-90～＋120
≤80
≥170
≥160
≥150
≥140
≤2.5
≥25
≤60
0～＋180
≤80
≥170
≥160
≥150
≥140
3.4.2速凝剂
速凝剂采用四川铁科新型建材有限公司生产的TK-SN4型液态无碱速凝剂以及巩义市豫源建筑工程材料有限责任公司生产的YYSI型粉状低碱速凝剂，批号分别为S-2015102701、SF151206。
本次试验均采用“螺髻山”P·O42.5水泥，依据《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-2014对速凝剂的凝结时间、1d抗压强度、28天抗压强度比进行了检测。
速凝剂所检指标结果符合《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-2014的要求。
（碱含量指标委托长江三峡试验中心白鹤滩分中心进行检测）结果见表3-6。
速凝剂检验结果表3-6
生产厂家
品种
掺量（%）
初凝（min:
s）
终凝（min:
s）
1d抗压强度（MPa）
28d抗压强度比（%）
总碱量（%）
四川铁科
无碱液体
7.0
2：
51
8：
32
8.8
109
0.01
巩义豫源
低碱粉状
5.0
2：
50
7：
08
10.0
95
/
DL/T5100-2014
合格品
≤5:
00
≤12:
00
≥7.0
碱性≥75；非碱性≥90
/
3.5拌和用水
配合比试验用水采用系统供生活用水。
3.6钢纤维
钢纤维采用重庆富祥金属纤维有限公司生产的钢纤维，规格型号TDCW-03-35-0.6-1000,批号3506201512。
钢纤维所检指标结果满足《混凝土用钢纤维》JG/T472-2015及招标文件的要求（钢线所有检测指标均委托云南博泰工程质量检测有限公司进行检测）。
结果见表3-7。
钢纤维检测结果表3-7
生产厂家
长度允许偏差（%）
等效直径允许偏差（%）
长径比
抗拉强度（MPa）
弯曲性能（%）
重庆富祥
-7.1
-6.7
58.0
1109
100
JG/T472-2015及招标文件
±10
±10
＞55
＞1000
≥90
4室内试验
4.1骨料筛分
结合工程前期骨料筛分试验结果及目前砂石骨料的检测结果，本次混合料比例（砂：
豆石）选取了60：
40、62：
38、64：
36三种比例进行了混合料筛分试验。
选取筛分试验结果满足《水利水电工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003规定（见下表4-1）且砂率较大的组合作为本次生产性试验的推荐比例。
，三种不同组合的混合料筛分试验结果详见下表4-2。
喷射混凝土骨料通过各筛径的累计重量百分数（%）表4-1
筛径（mm）
0.15
0.30
0.60
1.20
2.50
5.00
10.00
15.00
累计重量百分数（%）
4～8
5～22
13～31
18～41
26～54
40～70
62～90
100
湿喷射混凝土用骨料通过各种筛径的累计重量百分数试验结果表4-2
筛孔尺寸（mm）
砂：
豆石=60：
40
砂：
豆石=62：
38
砂：
豆石=64：
36
筛余量（g）
分计筛余（%）
累计重量百分数（%）
筛余量（g）
分计筛余（%）
累计重量百分数（%）
筛余量（g）
分计筛余（%）
累计重量百分数（%）
15
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
10
2647.7
15.4
84.6
2460.4
14.0
86.0
2390.9
13.3
86.7
5
3973.3
23.1
61.5
4259.1
24.2
61.8
3745.1
20.8
65.9
2.5
1311.7
7.6
53.9
1357.1
7.7
54.0
1410.9
7.8
58.1
1.2
2219.7
12.9
41.0
2280.6
13.0
41.0
2598.7
14.4
43.7
0.6
2733.3
15.9
25.1
2710.3
15.4
25.6
3047.5
16.9
26.8
0.3
2199.2
12.8
12.4
2260.5
12.9
12.8
2454.3
13.6
13.1
0.15
1041.6
6.1
6.3
1098.0
6.3
6.5
1162.2
6.4
6.7
筛底
1084.6
6.3
/
1141.9
6.5
/
1207.2
6.7
/
通过表4-2级配料的筛分试验成果可以看出，60：
40、62：
38两种不同组合的混合料筛分试验结果均满足《水利水电工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003技术要求，64：
36组合的混合料筛分试验结果多个粒级超出《水利水电工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003技术要求。
按照《水利水电工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003中砂率不宜大于60%要求，本次C25喷射混凝土配合比参数选取60：
40的组合做为推荐组合；CF30中由于掺加了45kg/m3的钢纤维，为防止拌和物出现结团现象，本次选取62：
38的组合作为本次配合比的推荐组合。
结合《水利水电工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003推荐的砂率以及干喷射混凝土的施工工艺，本次混合料推荐比例为55：
45，并对55：
45组合的混合料进行了筛分试验，在该组合的混合料的筛分试验结果见下表。
干喷射混凝土用骨料通过各种筛径的累计重量百分数试验结果表4-3
筛孔尺寸（mm）
砂：
豆石=55：
45
筛余量（g）
分计筛余（%）
累计重量百分数（%）
15
0.0
0.0
100.0
10
2895.1
16.6
83.4
5
4530.7
26.0
57.5
2.5
1284.6
7.4
50.1
1.2
2169.2
12.4
37.7
0.6
2546.8
14.6
23.1
0.3
2046.2
11.7
11.4
0.15
969.4
5.6
5.8
筛底
1012.9
5.8
/
从上表的试验结果可以看出，混合料在55：
45比例时，混合料的筛分试验结果满足《水利水电工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003技术要求。
4.2喷射混凝土配制强度
喷射混凝土配制强度参照下式计算:
式中：
fcu，0———混凝土的配制强度，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；
———混凝土立方体抗压强度标准差，MPa。
参照《岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086-2001施工质量控制中的要求，喷射混凝土配制强度计算结果见表4-3。
喷射混凝土配制强度表4-4
序号
强度等级
强度保证率（%）
强度标准差（MPa）
概率度系数
28天配制强度（MPa）
1
C25
95
5.5
1.645
34.0
2
CF30
95
5.5
1.645
39.0
4.3湿喷射混凝土粉煤灰掺量选择及胶凝材料的调整
4.3.1粉煤灰作用
1、改善混凝土的和易性，在一定程度上提高混凝土的流动性和黏聚性。
2、与水泥硬化结晶发生二次反应，提高混凝土后期强度。
3、在一定程度上降低用水量，进而降低胶凝材料用量，减少水化热。
4.3.2粉煤灰掺量的调整与优化
喷射混凝土掺入粉煤灰后可以提高和易性，并且可以提高喷射混凝土的粘聚性，从而降低喷射混凝土的回弹量，但存在一定的缺点，掺入粉煤灰后喷射混凝土早期强度偏低。
通过前期的喷射混凝土抗压强度分析，混凝土28d抗压强度有下降的趋势，且强度富余值太小。
另外在近期的喷射混凝土施工过程中经常出现粉煤灰进货短缺导致喷射混凝土施工中断的情况。
因此本次配合比试验考虑适当的降低粉煤灰掺量，并且考虑不掺粉煤灰进行试验，以确保出现粉煤灰断货的情况下可以保证生产。
结合上述原因在室内进行了以下试验。
保证水胶比不变，调整不同的粉煤灰掺量，砂率采用混合料筛筛分结果中选取的推荐的62%砂率进行试拌。
采用设计容重2410kg/m3的质量法进行配合比参数的计算。
不同粉煤灰掺量的混凝土拌和物性能检测成果表表4-5
用水量（kg/m3）
水胶比
粉煤灰掺量（%）
坍落度（mm）
含气量（%）
设计容重（kg/m3）
和易性描述
200
0.41
0
165
2.0
2410
棍度上，粘聚性好，流动性较好，无泌水现象。
200
0.41
10
168
2.0
2410
棍度上，粘聚性好，流动性较好，无泌水现象。
200
0.41
15
170
2.3
2410
棍度上，黏聚性好，流动性好，无泌水现象。
200
0.41
20
174
2.7
2410
棍度上，黏聚性好，流动性好，无泌水现象。
200
0.41
25
182
3.2
2410
棍度上，黏聚性好，流动性好，无泌水现象。
不同粉煤灰掺量的混凝土硬化性能检测成果表表4-6
用水量（kg/m3）
水胶比
粉煤灰掺量（%）
砂率（%）
速凝剂掺量（%）
抗压强度（MPa）
7天
28天
200
0.41
0
62
/
36.3
48.7
200
0.41
0
62
7.0
31.2
42.5
200
0.41
10
62
/
35.4
47.8
200
0.41
10
62
7.0
30.7
41.3
200
0.41
15
62
/
33.7
45.2
200
0.41
15
62
7.0
29.7
40.7
200
0.41
20
62
/
32.5
44.7
200
0.41
20
62
7.0
28.8
40.1
200
0.41
25
62
/
31.2
43.7
200
0.41
25
62
7.0
27.8
39.4
4.3.3分析与结论
根据上表中试验成果可知，在不同的粉煤灰掺量时：
1、坍落度随着粉煤灰掺量的增加，坍落度也在增加。
而拌和物的和易性方面，除了粉煤灰掺量在0%、10%时混凝土和易性稍差外，其它粉煤灰掺量的混凝土的和易性基本一致。
2、在未掺加速凝剂的情况下，7天、28抗压强度随着粉煤灰掺量的增加强度呈下降趋势，下降幅度约分别为5.1MPa、5.0MPa。
3、在掺加速凝剂的情况下，7天、28天强度升降趋势基本与未掺加速凝剂时基本一致，但是升降的幅度减小。
在对破型的抗压强度试件观察时发现，由于速凝剂的速凝作用造成了部分掺加速凝剂的试件出现了不密实的状态。
进而出现，未掺加速凝剂的强度降低幅度较大，而掺加速凝剂后，强度降低幅度减小的现象。
4、从上述的试验成果表中可以看出，当粉煤灰掺量为15%时，不仅混凝土拌和物性能满足施工要求，且目前水泥与粉煤灰的单价十分接近，结合经济成本考虑，粉煤灰掺量为15%时，可以得到较高性价比的强度。
5、考虑近期的喷射混凝土施工过程中经常出现粉煤灰进货短缺导致喷射混凝土施工中断的情况，复核试验时考虑不掺煤灰进行试验，确保喷射混凝土施工不因粉煤灰原因中断。
4.4湿喷射混凝土配合比的调整
结合粉煤灰掺量调整与优化试验结果，以及骨料筛分试验成果，选取之前上报及批复的《关于上报采用GK-3000、ZB-IC800减水剂复核现使用配合比试验报告的函》（七白施质〔2015〕038号）中的配合比参数，对配合比参数进行适当的调整并进行试验，试验过程中考虑到喷射混凝土的和易性及可喷性，坍落度按上限控制。
试验成果见小表。
胶凝材料调整与优化试验成果表表4-7
强度等级
设计
坍落度
（mm）
水胶比
用水量（kg/m3）
粉煤灰
掺量
（%）
砂率
（%）
减水剂
掺量
（%）
速凝剂
掺量
（%）
钢纤维
掺量
（kg/m3）
实测
坍落度（mm）
实测
容重（kg/m3）
抗压强度（MPa）
7天
28天
C25
150～170
0.45
195
15
60
0.40
7.0
/
170
2380
25.6
35.9
0.45
195
0
60
0.40
7.0
/
165
2380
29.3
37.5
CF30
150～170
0.41
200
15
62
0.40
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