大河水库大坝混凝土试验大纲.docx
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大河水库大坝混凝土试验大纲
都匀市大河水库
坝体碾压混凝土试验大纲
（修改稿）
贵州师范大学材料与建筑工程学院
贵州省水利水电勘测设计研究院
贵州新中水工程有限公司
2016年3月20日
审定：
审查：
校核：
编写：
1工程及试验概况
大河水库位于贵州省都匀市河阳乡西南部菜地河中下游，距市区距离约15km，工程对外交通条件非常方便。
大河水库工程由大坝枢纽、供水工程两部分组成，主要任务是向都匀经济开发区提供工业生产、居民生活用水，同时兼顾输水工程沿线村寨的农田灌溉及人畜饮水。
大河水库工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型，挡水建筑物为碾压混凝土双曲拱坝，最大坝高105m，为2级建筑物，主体工程的建设工期为47个月。
根据工程设计要求，本次试验研究针对大河水库碾压混凝土的物理力学性能进行。
试验所用水泥为P.O42.5，粉煤灰采用Ⅱ级灰，外加剂根据本工程原材料的适应性及类似工程情况进行选择，砂石料由工地现场制取。
2试验主要依据规范
《水工碾压混凝土试验规程》（DL/T5433-2009）
《水工碾压混凝土施工规范》（DL/T5112-2009）
《水工混凝土试验规程》（SL352-2006）
《水工混凝土施工规范》（SL677-2014）
《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）
《水泥压蒸安定性试验方法》（GB/T750-1992）
《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》（DL/T5055-2007）
《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/T5100-2014）
《MgO微膨胀混凝土筑坝技术暂行规定》（试行）
《水工混凝土砂石骨料试验规程》（DL/T5151-2014）
《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）
《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081－2002）
《全坝外掺氧化镁混凝土拱坝技术规范》（DB52/T720-2010）
3设计要求
大坝碾压混凝土原材料技术指标见表1，坝体混凝土设计指标见表2。
表1混凝土原材料技术指标表
材料
序号
指标
技术要求
备注
水泥
1
C4AF
≥16%
所选水泥
应尽可能
满足技术要求。
2
C2S
≥20%
3
C3S
＜55%
4
C3A
≤5%
粉煤灰
1
细度（45um方孔筛筛余%）
≤20
2
烧失量（%）
≤8
3
需水量（%）
≤105
4
三氧化硫（%）
≤3
5
含水率（%）
≤1
氧化镁
1
纯度
≥90%
2
筛余量（0.08mm孔）
≤3%
3
CaO含量
≤2%
4
SiO2含量
≤4%
5
烧失量
≤4%
6
活性指标
240±40（秒）
水泥采用P.O42.5等级普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用Ⅱ级粉煤灰，外掺用氧化镁采用轻烧氧化镁。
本工程混凝土胶凝材料用量指水泥、粉煤灰、氧化镁三者之和，要求胶凝材料用量不少于160kg/m3，水泥含量不少于80kg/m3，混凝土的水胶比宜控制在0.50~0.55之间。
各种材料的质量指标除满足相关标准的规定外，还应满足表1的要求。
外加剂一般选用缓凝高效减水剂，本工程大坝混凝土可选用引气型缓凝高效减水剂，减水率宜大于20%，含气量大于3.0%。
运至工地的每一批外加剂均应有厂家的出厂合格证，并应进行验收检验，要求符合现行的国家和行业标准。
表2碾压混凝土设计指标
设计指标
坝体部位
二级配碾压混凝土
三级配碾压混凝土
二级配变态混凝土
三级配变态混凝土
设计强度等级（90d）
C20
C20
C20
C20
抗渗等级（90d）
≥W8
≥W6
≥W8
≥W6
抗冻等级（90d）
＞F100
＞F100
＞F100
＞F100
极限拉伸值
（28d）
≥0.70×10-4
≥0.70×10-4
≥0.70×10-4
≥0.70×10-4
（90d）
≥0.85×10-4
≥0.85×10-4
≥0.85×10-4
≥0.85×10-4
线膨胀系数（90d）/（10-5C-1）
＜0.75
＜0.75
＜0.75
＜0.75
绝热温升（28d）
≤19℃
≤18℃
≤19℃
≤18℃
容重/（kN/m3）
≥23.5
≥24.0
≥23.5
≥24.0
相对密实度（%）
≥98
≥98
自生体积
变形性能
20℃
90d
≥80×10-6
≥80×10-6
180d
≥100×10-6
≥100×10-6
30℃
90d
≥110×10-6
≥110×10-6
180d
≥130×10-6
≥130×10-6
40℃
90d
≥140×10-6
≥140×10-6
180d
≥160×10-6
≥160×10-6
注：
自生体积变形性能应尽可能满足设计要求，但不做硬性要求，以实际实验值为主。
碾压混凝土40℃时的自生体积变形性能可作为科研实验参考。
3.1试验结果
3.1.1表1的各项指标
3.1.2设计龄期的混凝土弹模
3.1.3混凝土的绝热温升
3.1.4混凝土的线膨胀系数
3.1.5混凝土的导热系数
3.1.620oC时的比热
3.1.7混凝土的自生体积变形（20oC、30oC、40oC）
3.1.8推荐配合比
要求试验结果以报告的形式提交。
4碾压混凝土试验
4.1混凝土的原材料性能检验
表3原材料试验工作量表
材料名称
检测项目
检测组数
水泥
细度、标稠、凝结时间、安定性、密度、抗折和抗压强度、水化热、矿物成分和化学分析
4
粉煤灰
细度、密度、含水量、烧失量、需水量比、SO3含量、活性、化学分析、含碱量
4
MgO
纯度、活性、烧失量、化学分析
4
减水剂
减水率、含气量、凝结时间、细度、抗压强度比、化学分析、含固量、含水量、氯离子含量、pH值、总碱量
4
砂料
颗粒级配、视密度、含水率、饱和面干密度及吸水率、表面含水率、容重及空隙率、石粉含量
4
碎石料
级配、视密度、饱和面干密度及吸水率、表面含水率、容重及空隙率、针片状含量、压碎指标、坚固性
4
4.2拌和试验须确定的参数和指标
4.2.1确定碎石级配比例：
三级配按30:
30:
40、30:
40:
30、40:
30:
30比例，二级配按60:
40、50:
50、40:
60比例进行加压容重、振实容重及空隙率试验。
4.2.2确定粉煤灰掺量（F/（C+F））：
按50％、60％的掺量进行优化选择试验研究。
4.2.3确定水胶比（W/（C+F））：
三级配按照0.50、0.55、0.60叁
个水胶比试验，二级配按照0.50、0.55、0.60叁个水胶比试验。
4.2.4确定胶砂比（（C+F+W）/S）：
胶砂比的大小是影响VC值的重
要因素。
暂定室内试验取值为3～5s，施工时在能满足碾压混凝土施工要求的条件下取最小值。
4.2.5确定砂率（S/（S+G））：
在保证混凝土拌和物具有良好的和易性并达到施工要求的VC值的前提下，暂定从3个砂率中优选出最佳砂率。
4.3混凝土配合比设计、性能试验及工作量
4.3.1大坝主体混凝土C9020三级配、二级配碾压混凝土配合比：
粉煤灰掺量按50％、60％，水胶比按0.50、0.55分别进行4个配合比的混凝土容重、含气量、VC值、90d抗压强度和劈拉强度实验，从中各优选出1个较好的水胶比进行逐个校核试验，试验工作量如表4所示。
表4大坝C9020W6、C9020W8三级配、二级配碾压混凝土试验工作量表
试验项目
工作量
检测组数
碎石级配
比例确定
6组
6
配合比
C9020三、二级配碾压混凝土
12
抗压强度
7d20组，28d20组，90d20组
60
劈拉强度
7d20组，28d20组，90d20组
60
弹性模量
7d4组，28d4组，90d4组
12
绝热温升
1d，3d，7d，10d，14d，16d，17d，20d，21d，28d，
2
容重
20组
20
含气量
20组
20
VC值
20组
20
极限拉伸
7d6组，28d6组，90d6组
18
线胀系数
4组
4
比热
2组
2
导热
2组
2
导温
2组
2
自生体
积变形
6组
6
抗渗等级
28d6组，90d6组
12
抗冻等级
F100个循环
4
4.3.2坝体部位变态混凝土配合比试验：
在碾压混凝土中加入一定的净浆，加浆后的碾压混凝土能够按常态混凝土振捣方法进行振捣密实的混凝土称为变态混凝土。
本次试验坍落度为40-60mm。
根据本工程混凝土情况和工程经验，选择三级配和二级配2个变态混凝土C9020W6、C9020W8的净浆量为：
在碾压混凝土中加入混凝土体积的6％左右的水泥净浆或水泥-粉煤灰浆。
考虑抗渗要求，C9020W6、C9020W8三级配和二级配变态混凝土各进行3个配合比的比选试验，工作量如下：
表5C9020W6、C9020W8三级配、二级配变态混凝土试验工作量表
试验项目
工作量
检测组数
配合比
C9020W6、C9020W8
三、二级配变态砼
6
抗压强度
7d6组，28d6组，90d6组
18
劈拉强度
7d6组，28d6组，90d6组
18
容重
6组
6
含气量
6组
6
坍落度
6组
6
线胀系数
4组
4
抗渗等级
28d4组、90d4组
8
抗冻等级
F100个循环
2
定额工日及其费用待定。
5工作进度（计划）与周期
5.1原材料试验（水泥、粉煤灰28天龄期）及混凝土试拌、配合比优选45天
5.2混凝土物理力学性能、热学性能、变形性能实验180天
5.3整理资料、编写报告、送审8天
5.4报告送审打印2天
5.5部分试验工作可安排适当交叉进行，力争整个试验工作在200天内完成
5.6各种材料到齐后，力争在200天内提交试验报告。
在此期间，若工程急需，可提交中间资料
5.7报告提交后，混凝土室内变形观测继续进行至至少360天，为工程竣工验收时提交补充报告
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