三峡坝后电站工程试验与检测

三峡坝后电站工程混凝土试验与质量控制

（中国电建水电八局科研设计院龚建辉）266345万立方米。厂房混凝土包括常规混凝土和特种混凝土，常规混钢纤维混凝土、自密实混凝土。混凝土采用的花岗岩人工骨料，具有强度高、碱活性低、弹模小的优点，但用水量比较高。通过使用Ⅰ级粉煤灰为掺和料、高效减水剂与引气剂联掺、采取缩小水胶比增加粉煤灰掺量的技术路线，降低了混凝土单位用水量，提高了混凝土中水泥的功能因素，配制出了高性能混凝土。在混凝土生产过程中，通过制定切实可行的质量控制与检验制度，从原材料进场质量混凝土生产质量达到了前所未有的高水平。电站厂房混凝土特点水工建筑物体积庞大，相应的混凝土块体尺寸也较大，根据日本建筑学会标80cm25属于大体积混凝土。大体积水工混凝土在满足设计强度要求的同时还需考虑低热性、耐久性、施工性能及综合成本等。低热性就是尽可能减少水泥用量，降低水化热温升，从而减小混凝土块体内外温差，减少由温度变形引起的裂缝；水工混凝土长期暴露，与环境水、空气接触形成各式各样的侵蚀与冲刷，耐久性也是水工混凝土设计考虑的重点，包括抗渗性、抗冻性、抗冲耐磨性、抗气蚀性、抗侵蚀性、碱集料反应和碳化；施工性能指混凝土拌和物须满足施工要求的和易性和易密实性。三峡工程电站厂房混凝土种类繁多。包括低塑性混凝土、塑性混凝土、高流态混凝土、高流态自密实混凝土、钢纤维混凝土、常温混凝土和低温混凝土等。强度等级覆盖广。包括C9020、C20、C25、C30、C35等。耐久性要求高。耐久性是混凝土经久耐用性能的统称，主要考查混凝土的抵抗压力水的渗透性能、水饱和状态下抗冻融循环破坏能力、抵抗高速水流冲刷能力、抗化学侵蚀能力，目前通用的评价指标为抗冻抗渗等级。三峡电站厂房除机组段及尾水渠填塘混凝土、尾水渠护底护坡、厂坝平台、厂前区护坡为F150W8外其余混凝土均为F250W10。C2028280.85×10-4的收缩变形受到约束，其拉应力超过混凝土的抗拉强度或拉应变超过混凝土的极限拉伸值所引起的，从材料的角度引起混凝土变形而导致裂缝的因素大体有：化学减缩、不均匀膨胀、碱—集料反应、外加剂、掺和料、混凝土的不均匀性及混凝土不密实等。配合比设计时必须充分考虑各种不利因素，科学地选择原材料，合理确定配合比，提高混凝土抗裂性能。电站厂房建筑物还具有复杂的结构，密集的钢筋，这些特点要求混凝土具有良好的工作性、易密实性。三峡工程具有巨大的防洪、发电、航运、供水、养殖效益的同时，其作为空前的人文景观也具有巨大的旅游观光价值。电站厂房外墙面是不装修的清水混凝土墙，外观有较高的质量要求，混凝土表面必须光滑平整气泡小而且少，模板接缝线平直，混凝土浇筑坯层间没有明显痕迹。主要设计指标电站厂房混凝土主要设计指标如表1-1、表1-2。序号使用部位14#机组段及尾水渠回填90尾水渠护坡护底、厂坝平台、厂前区护坡序号使用部位14#机组段及尾水渠回填90尾水渠护坡护底、厂坝平台、厂前区护坡厂房水下内部大体积结构砼、二期砼厂房水下或水位变化区外部砼厂房水上结构、板梁柱砼尾水管出口护底、结构砼预制砼尾水管过流面排砂孔出口抗冲磨部位门机、桥机轨道强度 级配 抗冻标抗渗抗冲极限拉伸值（×10-4）限制最大水胶等级号标号磨1C9020三、四F150W828d0.890d0.85比0.552C20三F250W100.80.553C25二、三F250W80.850.554C25二、三F250W100.850.55C25二F250W80.850.56C30二、三F250W100.850.57C35二F250W100.558C35二F250W10√0.429C40二F250W10√0.3810C40一F250W10√0.4序号强度等级级配序号强度等级级配抗冻标 抗号 标号抗冲磨极限拉伸值（×10-4）限制最大水胶比使用部位尾水渠护坡护底、厂坝平台、厂前区护坡水下内部大体积混凝土、二期混凝土水下或水位变化区混凝土、门槽二期混凝土水上结构混凝土尾水管出口护底、结构砼预制混凝土尾水管抗冲磨混凝土4#排砂孔段填塘混凝土支护工程28d90d1C25三、四F250W100.552C25二、三F250W80.850.553C25二、三F250W100.850.454C25二F250W80.850.505C30二、三F250W100.850.406C35二F250W100.507C35二F250W10√0.408C40二F250W10√0.359C20三F150W810C20三F250W8试验与质量管理主要内容宜昌三峡工程建设三七八联营总公司试验室承担了三峡工程电站厂房三七八联营总公司承建工程项目所涉及的原材料品质检测及质量评价，负责混凝土、浆材、修补材料的配合比设计与优化、调整，负责混凝土生产质量控制，编制原材料检测、混凝土生产质量控制月报、年报。水泥概况水泥是混凝土的最主要组成材料，混凝土的性能很大程度上取决于水泥的性能，水泥与水拌和形成水泥浆，包裹混凝土骨料并填充其空隙，在新拌混凝土拌和物中，水泥浆起润滑粘结作用，赋予混凝土一定的流动性，水泥浆硬化后，则将粗骨料粘结成具有一定强度和耐久性的整体。三峡工程混凝土用水泥特点①低热性混凝土中水泥水化会放出热量，使得混凝土内部温度升高，由于混凝土是热的不良导体，加上水工建筑物混凝土块体一般体积庞大，内部热量不容易散发，致使混凝土块体内外温差较大，尤其环境温度较低或骤降时，内外温差更显著。当温差引起的拉应力超过混凝土的抗拉强度或拉应变超过混凝土的极限拉伸值，3d251kJ/kg；7d293kJ/kg。②微膨胀性MgO含量控制在国MgOMgO含量的下限值也作了要求，MgO3.5%~5.0%。③耐久性影响混凝土耐久性的不利因素主要有物理破坏、化学侵蚀和碱—集料反应，硫酸盐侵蚀等。针对混凝土建筑物所处的不同环境及骨料特性，选择合适的水泥0.6%。④其他性能要求凝结时间为满足施工要求，水泥必须有合适的凝结时间，中热水泥初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于12小时。细度GB200—1989规定0.08mm方孔筛筛余量不超过12%，GB200—2003改用比250m2/kg一0.08mm一250m2/kg~300m2/kg。SO3含量SO3SO3含量3.5%。三峡工程在施工过程中发现当SO3含量<1.36%和>2.26%TGPS·T（一）-2004SO3含量应控制在1.4%~2.2%，以防止发生凝结异常现象。安定性期硬化的水泥石破坏从而影响混凝土建筑物的安全。水泥安定性经检验必须合格后才能使用。强度一定龄期的水泥强度反应其水泥石的力学性能及与骨料的胶结能力，水泥强度是影响混凝土强度的关键因素之一。不满足强度要求的水泥即为不合格水泥，三峡工程标准TGPS·T(一)-2004 提出了水泥比表面积宜控制250m2/kg~300m2/kg，水泥比较粗，可能导致 3d强度达不到要求，因此在TGPS·T(一)-2004中不把水泥3d强度作为判定水泥是否合格的依据。水泥温度TGPS·T一)-200465℃的规定。2003522GB200—2003200411期按新标准要求执行。⑵水泥品质检验依据水泥品质检验包括物理检验和化学检验，物理试验项目主要有：细度（比表面积、标准稠度、凝结时间、安定性及强度等，试验分别按《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（GB/T1346-1989GB/T1346-200（GB/T750-199（GB/T1345-1991泥比表面积测定方法》（GB/T8074-1991、《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T177-1985GB/T17671-1999）SO3K2ONa2OMgO（GB/T176-1996）规定方法试验。⑶主要水泥供应厂家三峡工程电站厂房建设工期长工程量巨大，先后使用了多家水泥厂的多种类(简称葛洲坝水泥厂)生产的“三峡”牌525中热硅酸盐水泥（525中热水泥，华新水泥股份有限公司（新水泥厂）525中热硅酸盐水泥（525中热水泥）和湖南石门特种水泥股份有限公司（简称石门水泥厂）525中热硅酸盐水泥（525中热水泥。2004112003的实施，52542.5中热水泥。葛洲坝水泥厂位于湖北省荆门市，葛洲坝水泥厂生产的中热水泥和低热矿渣水泥长期以来供应各大水利水电工程使用，先后供应给葛洲坝水利枢纽工程、安康水电站、五强溪水电站、隔河岩水电站等工程使用。葛洲坝水泥厂至三峡工地公路运距160km。华新水泥厂位于湖北黄石市，是我国老资格大规模水泥生产企业之一，先后为丹江口水电站、葛洲坝水利枢纽等大型水利水电工程供应过中热硅酸盐水泥和但主要依靠水运，具有一定的价格优势，且有利于水泥的降温。石门水泥厂位于湖南省石门县，虽然投产较晚但产品质量较好且稳定，成为五强溪水电站工程水泥的主要供应厂家。至三峡工地公路运距250km。不同时期使用的水泥情况见表2-1使用时段生产厂家水泥品种表使用时段生产厂家水泥品种19985月~19988月19988月~19989月19989月~199810司、葛洲坝股份有限公司水泥厂1998年11月司、葛洲坝股份有限公司水泥厂1998年11月~2001年9月华新水泥股分有限公司525中热水泥2001年9月~2001年12月湖南石门特种水泥股份有限公司525中热水泥2001年12月~2002年2月葛洲坝股份有限公司水泥厂525中热水泥2002年2月~2003年6月华新水泥股分有限公司525中热水泥2003年7月~2004年6月湖南石门特种水泥股份有限公司525中热水泥2002年2月~2002年12月湖南石门特种水泥股份有限公司525中热水泥2002年12月~2003年2月华新水泥股分有限公司525中热水泥2003年2月~2003年6月湖南石门特种水泥股份有限公司525中热水泥2003年7月~2004年9月华新水泥股分有限公司525(42.5)中热水泥2004年9月湖南石门特种水泥股份有限公司42.5中热水泥2004年10月~2005年1月华新水泥股分有限公司42.5中热水泥2005年2月~湖南石门特种水泥股份有限公司42.5中热水泥

华新水泥股分有限公司湖南石门特种水泥股份有限公司葛洲坝股份有限公司水泥厂湖南石门特种水泥股份有限公

525中热水泥525中热（双膨）水水泥525中热水泥525中热水泥水泥熟料化学成分及矿物组成1995MgO土的抗裂能力，三峡工程质量标准要求在满足国家标准前提下把水泥熟料中的MgO3.5%~5.0%0.5%0.6%程质量要求的水泥产品，1998525中热水泥熟料的化学成分及矿物2-3。化学成分(%)矿物组成(%)厂家石门水泥厂GB200-89化学成分(%)矿物组成(%)厂家石门水泥厂GB200-89中热水泥SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOFCaOSO3R2OC3SC2SC3AC4AF21.215.075.3963.532.320.920.660.5151.5922.023.9317.2421.155.296.3663.511.31≯50.50≯1≯3.50.38≯0.649.82≯5523.053.27≯619.38化学成分(%)矿物组成(%)厂家厂表2-3 化学成分(%)矿物组成(%)厂家厂LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOFCaOSO3R2OC3SC2SC3AC4AF0.3321.44.35.5861.74.080.370.7354.3819.751.9116.960.3322.35.46.0661.884.390.50.300.2050.420.333.1620.0621.964.245.3563.134.320.360.2552.4723.982.1916.26GB200-89GB200-89中热水泥≯5(3.5~5.0)* ≯1≯3.5≯0.6(0.5)*≯55≯6注:*三峡工程水泥质量标准要求水泥取样与品质检验⑴取样与留样600T为一取样编（罐每个箱（罐）6~7点的等量试样，1~3个箱（罐）取14kg。对每一编号取得的水泥样品充分混匀，分为二等分，一份用作试验检验，另一份密封保存三个月，以备有疑问时提交国家指定的检验机关进行复验或仲裁。供应和使用单位对刚进场的水泥，以标准取样方法和标准密封容器封存的样，与水泥厂的封存样具有同等效力。⑵品质检验进场水泥物理力学性能检验结果见表2-4水泥品种统计参数(h:min)细度安定水泥品种统计参数(h:min)细度安定抗折强度(MPa)抗压强度(MPa)（%）性次数初凝34终凝3434343d87d3428d343d87d3428d34最大值0.83:155:39合格6.07.29.437.148.065.9三峡525中热最小值0.21:583:28合格5.05.98.026.135.855.6平均值0.72:374:06合格5.46.68.829.040.862.7合格率(%)100100100100100100100100100100统计次数503503503503263621621263621621最大值6.23:405:34合格6.77.710.039.150.872.3华新525中热最小值0.41:352:20合格3.75.57.216.831.555.6平均值1.52:233:48合格5.06.58.624.239.962.8合格率(%)10010010010093.510010092.8100100统计次数14814814814861501506150150最大值33:505:05合格6.27.29.330.748.470.7石门525中热最小值0.41:542:47合格4.95.47.126.632.052.8平均值1.22:353:40合格5.66.48.428.039.261.2合格率(%)100100100100100100100100100100TGPS(一)-1998中热≤12≥60≤12合格≥4.1≥5.3≥7.1≥20.6≥31.4≥52.5统计次数91157157157260260260260260260最大值3173:204:29合格4.67.08.922.136.759.6华新42.5中热最小值2262:112:52合格3.04.76.712.422.542.1平均值2822:353:26合格3.85.57.716.928.551.0合格率(%)98.9100100100100100100100100100石门42.5中热统计次数55838383124124124124124124最大值3303:033:50合格4.35.88.920.331.760.5最小值2642:042:46合格3.03.97.012.815.744.9平均值2902:343:21合格3.55.17.815.926.350.8合格率(%)100100100100100100100100100100TGPS·T(一)-2004中热≥250≥60≤12合格≥3.0≥4.5≥6.5≥12≥22≥42.5水泥物理力学性能检验结果表明，各厂家供应的水泥均满足国家及三峡工程28d5MPa20MPa水泥的高强度有效保证了混凝土强度，但过于超强势必会增加水化热，对混凝土温控不利，而且造成不必要的浪费。我们认为保证水泥质量的均匀性与稳定性更为重要，与混凝土配合比设计时的水泥强度保持一致，不但能正确引导设计出科学合理的混凝土施工配合比，还能保持混凝土各项力学性能的均匀性，使混凝土强度在一个合理的范围内波动，提高混凝土的生产质量水平。三峡工程作为我国的“千年大计影响或潜在影响工程质量的因素必须作经常性的监测。水泥中的碱含量、MgO含量、SO3含量及水化热检验结果统计分析见表2-5水泥品种统计值碱含量(%)MgO(%)SO3(%)水化热(KJ/Kg)525中热水泥品种统计值碱含量(%)MgO(%)SO3(%)水化热(KJ/Kg)525中热525中热TGPS(一)-199842.5中热42.5中热TGPS·T(一)-20043d7d统计次数66611最大值0.454.641.59236266最小值0.334.151.46平均值0.404.421.52统计次数66611最大值0.404.422.22250283最小值0.284.021.98平均值0.354.232.09中热≤0.63.5~5≤3.5≤251≤293统计次数99944最大值0.464.731.84237265最小值0.324.171.55219257平均值0.404.521.66229262统计次数666//最大值0.554.431.98最小值0.44.191.65平均值中热0.464.333.5~51.871.4~2.2≤251≤293检验结果表明水泥中的碱含量、MgO含量、SO3含量及水化热均控制在三峡工程质量标准范围内，质量稳定。粉煤灰概况粉煤灰作为工业副产品用作混凝土的一种掺和料，已经在混凝土工程中广泛使用。最初在混凝土中掺加粉煤灰只是为减少水泥用量降低水化热及减少环境污染。随着工程实践及试验成果的积累及科学分析手段的提高，对粉煤灰的性能，在混凝土中的作用机理有了更深认识。粉煤灰也由单纯的节能环保替代部分水泥变为了改善新拌混凝土性能和硬化混凝土性能的“功能性材料”。⑴粉煤灰化学成分及作用机理粉煤灰的化学成分取决于燃煤中黏土的矿物成分，主要化学成分有SiO2、Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3等。粉煤灰的化学成分及其①粉煤灰中的大部分氧化物都是以不稳定的玻璃态存在。存在于玻璃态中的SiO2、Al2O3Ca(OH)2生水化作用，能生成具有一定强度的稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙，这一反应称为“火ft②在扫描电镜下可以看到粉煤灰中含有大量球形或类似球形的颗粒，其外表较为光滑。正是这些球形或类似球形的颗粒包裹在新拌混凝土集料的表面，起到了固体润滑剂作用，减少了混凝土内部物料之间的摩擦力，从而改善混凝土拌和物的和易性。粉煤灰的这一作用被称为粉煤灰的“形态效应”。③粉煤灰尤其是Ⅰ级粉煤灰中的颗粒较细，可以填充于水泥浆体的孔隙之间，改善胶凝材料的颗粒级配，达到减少填充水的作用。这也是Ⅰ级粉煤灰具有减水作用的原因之一。粉煤灰的这一特性称为“微集料效应”。三峡工程使用的Ⅰ级粉煤灰能改善新拌混凝土的工作性能，减少混凝土用水抑制碱—骨料反应；降低混凝土水化热温升。⑵粉煤灰的品质指标3-1。序号指标粉煤灰级别表序号指标粉煤灰级别Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级1细度(45μm方孔筛筛余)(%)≤12≤20≤452需水量比(%)≤95≤105≤1153烧失量(%)≤5≤8≤154含水量(%)≤1≤15三氧化硫(%)≤3≤3≤3基于三峡工程质量的重要性，为确保Ⅰ级粉煤灰的质量稳定，三峡工程质量TGPS(一)-1998对粉煤灰需水量比作了更细的等级分类，增加了需水量比不91%TGPS(一)-1998中规定其含量不得1.5%，后因粉煤灰碱含量受电厂燃煤质量的影响，有的电厂粉煤灰中碱含量1.5%，在TGPS·T(一)-20041.7%，优质品碱含1.5%3-2。标准号TGPS(一)-1998TGPS·T(标准号TGPS(一)-1998TGPS·T(一)-2004序号指标优质品合格品优质品合格品1细度(45μm方孔筛筛余)(%)≤12≤12≤12≤122需水量比(%)≤91≤95≤91≤953烧失量(%)≤5≤5≤5≤54含水量(%)≤1≤1≤1≤15三氧化硫(%)≤3≤3≤3≤36（≤1.5≤1.5≤1.5≤1.7⑶粉煤灰使用情况电站厂房混凝土中使用的粉煤灰均为Ⅰ级灰。三峡工程高峰年混凝土浇筑量大，Ⅰ级粉煤灰的供应较紧，供应厂家更换较频繁，但质量稳定，不同厂家生产的Ⅰ级粉煤灰对混凝土性能影响差别不大。粉煤灰取样与品质检验⑴取样与留样200t为一批，不足200t粉煤灰按批取样检验。散装粉煤灰取样从至少三个散装集装箱（罐）内抽取，每个装集装箱（罐）内360.5kg~1kg，混合均匀后按四23进行复验或仲裁检验。⑵品质检验①检验方法粉煤灰细度和需水量比按GB1596-91标准附录-A《粉煤灰细度测定方法（气流筛法《粉煤灰需水量比测定方法》测定。方法》测定。粉煤灰含水量按三峡工程质量标准汇编（一）A规定方法测定。②品质检验结果电站厂房使用各品种的Ⅰ级粉煤灰品质检验结果见表3-3煤灰品种统计值细度(%)密度煤灰品种统计值细度(%)密度需水量比烧失量含水量SO3碱含量备注优质品率100%优质品率47.3%优质品率44.2%优质品率73.3%优质品率0%TGPS(一)-1998优质品≤12/≤91≤5≤1≤3≤1.5优质品率68%统计次数6(g/cm3)(%)6(%)(%)6(%)(%)最大值6.290.60.2南京华能灰最小值5.489.90.1平均值5.990.30.18合格率(%)100100100统计次数847585598555最大值10.52.3394.63.000.450.561.37鸭河口灰最小值3.42.1888.92.770.100.321.10平均值5.92.2291.31.990.210.441.23合格率(%)100/100100100100100统计次数433543333222最大值10.02.2093.52.920.201.031.06襄樊灰最小值1.42.0989.10.800.050.340.57平均值4.52.1791.11.750.110.690.82合格率(%)100/100100100100100统计次数151515151511最大值5.42.2292.33.000.25阳逻灰最小值1.82.1888.52.100.10平均值3.82.2090.32.520.160.851.39合格率(%)100/100100100统计次数5555511最大值10.02.2094.61.880.20邹县灰最小值6.52.1892.31.180.10平均值8.52.1993.21.600.160.761.09合格率(%)100/100100100合格品≤12/≤95≤5≤1≤3≤1.5统计次数231742711521651113最大值7.62.294.24.950.251.21.56襄樊灰最小值1.22.1886.41.00.050.421.24平均值4.32.290.52.50.20.61.4合格率(%)100/100100100100100TGPS·T(一)-2004优质品≤12/≤91≤5≤1≤3≤1.5合格品合格品≤12/≤95≤5≤1≤3≤1.7多年检验资料表明电站厂房使用的各厂家生产的Ⅰ级粉煤灰质量稳定，尤其是华能南京电厂、阳逻电厂、鸭河口电厂及襄樊电厂的粉煤灰优质品率较高。3.2Ⅰ级粉煤灰对混凝土性能及水泥水化热的影响⑴Ⅰ级粉煤灰对混凝土用水量的影响W/C0.5，掺高效减水剂，DH93cm~5cm4.5%~5.5%。粉煤灰掺量二级配用水量三级配用水量表粉煤灰掺量二级配用水量三级配用水量(%)kg/m3减水率(%)kg/m3减水率(%)0123103101175994201091194930105159112401011888155010019841820%10%30%15%12%率还有增大的趋势。Ⅰ级粉煤灰起到了“固体减水剂”的作用。⑵Ⅰ级粉煤灰对混凝土强度的影响Ⅰ级粉煤灰中含有较多的具有活性的玻璃微珠，能参与胶凝材水化反应（火ft灰效应。另外，Ⅰ级粉煤灰的细颗粒在水泥浆中的微集料效应，起到增强水3-5W/C0.4、0.50.6ZB-1A高效减水剂，DH9引气剂，平圩Ⅰ级粉煤灰，坍落度保持在3cm~5cm，湿筛混凝土含气量4.5%~5.5%。粉煤灰掺量0.40抗压强度＼抗压强度比粉煤灰掺量0.40抗压强度＼抗压强度比水胶比0.50抗压强度＼抗压强度比0.60抗压强度＼抗压强度比28dMPa39.733.390d02010.84MPa50.145.21.261.3628dMPa31.224.890d28d10.9010.79MPa38.233.310.87数1.221.34MPa25.519.190d10.75MPa30.325.410.84数1.191.333030.10.7642.70.851.4221.60.6930.80.811.4315.90.6222.90.761.444026.90.6840.20.801.4918.40.5928.40.741.5412.70.5020.40.671.6190d20%时也有类似的趋势；b.同一水胶比随粉煤灰掺量的增加强度有所降低，但90d强度增长率有所提高；c.水胶比越大强度降低越多，但长龄期强度增长率越高。⑶Ⅰ级粉煤灰对水泥水化热的影响虽然粉煤灰具有火ft灰效应，能与水发生水化反应，但发热量要低于水泥水化的发热量，而且其水化反应滞后于水泥水化反应，具有调节放热高峰的作用，粉煤灰替代部分水泥对混凝土温控有利。不同Ⅰ级粉煤灰掺量水泥水化热结果见表3-6。试验采用葛洲坝525中热水泥，淮南平圩电厂Ⅰ级粉煤灰。粉煤灰掺量各龄期水化热(kJ/kg)表粉煤灰掺量各龄期水化热(kJ/kg)(%)1d2d3d4d5d6d7d0162.8205.1228.2241.3252.0257.6261.420129.8174.8204.0223.3238.0249.3259.240104.5147.1170.6187.2201.4211.8221.120%3d、7d10.6%0.8%40%3d、25.2%15.4%砂石骨料概况3/4起骨架作用。骨料品质对混凝土性能产生重要影响，配制高性能优质混凝土需要优质的骨料。骨料按采集场所与加工方式可分为天然骨料和人工骨料两大类。天然骨料一般具有较好的粒形，表面光滑，质地坚硬，但其成分较复杂，级配通常不理想，有时还含一些针片状或软弱颗粒，或粘附一些有害物等。人工骨料是用机械的方法将岩石破碎制成的。一般品种单一，级配可调，质量稳定，但其粒形不好，多棱角，表面粗糙，所拌制的混凝土和易性不好。三峡工程电站厂房混凝土使用古树岭料场人工骨料和三峡下岸溪料场人工骨料。古树岭人工骨料由三峡工程基岩（闪云斜长花岗岩）加工而成，岩体密度2740~2750kg/m397.1~98.8MPa。下岸溪料场位于长江左岸下岸溪东面的鸡公岭，距坝址10~12km是前震旦系斑状花岗岩，局部盖有震旦系南沱组砂岩，在斑状花岗岩岩体中尚有后期侵入的辉绿岩脉、花岗岩脉和伟晶岩脉。3.8.4.2质量要求150mm~80mm、80mm~40mm、40mm~20mm、20mm~5mm方孔筛分级，代号分别为D150D80D40D204-1要求。序号项目12序号项目1234含泥量(粒径<0.08mm)(%)泥块含量(%)坚固性(%)D20、D40粒级D80、D150粒级硫化物及硫酸盐含量按SO3质量碎石TGPS(一)-1998 TGPS·T(一≤1.0 ≤1.0≤0.5 ≤0.5＜0 ＜0＜5 ＜5≤0.5 ≤0.55计)(%)有机物含量合格合格6表观密度(kg/m3)>2550≥26007吸水率(%)≤2.5≤1.58针片状颗粒含量(%)<15≤159压碎指标(%)≤20≤2010超径含量(%)(原孔筛)＜5＜511逊径含量(%)(原孔筛)＜10＜10⑵细骨料品质检验结果应符合表4-2指标要求。序项目人工砂表序项目人工砂号1细度模数TGPS(一)-19982.6±0.2TGPS·T(一)-20042.6±0.22含泥量(%)——3石粉含量(粒径<0.16mm)(%)10~1710~144泥块含量(%)005硫化物及硫酸盐含量(按SO3质量计)(%)<1.0<0.56坚固性(%)<8<25(压碎指标法)7 有机物含量不允许合格8 表观密度(kg/m3)>2500≥25509 云母含量(%)<2<210 轻物质含量(%)——11 表面含水率(%)<6≤6花岗岩人工骨料特点⑴骨料强度骨料在混凝土中起骨架作用，在承受荷载时骨料的应力可能会大大超过混凝土的抗压强度，一般要求骨料强度高于混凝土设计强度。下岸溪料场母岩物理力度较高，能满足混凝土设计强度要求。岩石类别所处部位颗粒密度吸水率抗压强度岩石类别所处部位颗粒密度吸水率抗压强度(MPa)(kg/m3)(%)饱水干燥弱风化带上部269088.360.1斑状花岗岩弱风化带上部26900.83115.685.4微新鲜岩26900.30175.1138.4辉绿岩脉28400.24143.0118.0⑵碱活性中国水利水电科学研究院和长江科学院对花岗岩人工骨料碱活性反应做了大非活性骨料。⑶对用水量的影响人工碎石花岗岩母岩为粗粒结构，加工出来的骨料表面粗糙，粒形较差，拌制的混凝土和易性差。拌制相同稠度的混凝土单位用水量较用天然骨料拌制的要30%掺和料，采用高效减水剂和引气剂联掺后，能有效降低混凝土用水量，四级配用85kg/m398kg/m3量的不利影响。骨料品质检验4-44-5质量逐年提高；碎石超逊径不够理想，通过在拌和楼适时调整各级骨料用量，保证了混凝土的正常稳定生产。表4-4 粗骨料统计结果表(mm)检测次数(kg/m3)(mm)检测次数(kg/m3)19（%）20（%）24（%）19（%）15最大值27401.00.75.212.35-20最小值26400.40.10.07.9平均值27150.70.21.99.5合格率（%）100100100100100检测次数19202318最大值27400.60.85.2古树岭20-40最小值26400.20.10.0平均值27320.40.22.2合格率（%）100100100100检测次数18182214最大值27600.50.23.640-80最小值26300.10.00.0平均值27350.30.10.9合格率（%）100100100100检测次数5454365651最大值27200.91.05.114.45-20最小值26200.40.10.09.5平均值26460.70.41.812.1合格率（%）100100100100100检测次数54543656最大值27200.80.84.8下岸溪20-40最小值26400.30.10.0平均值26520.50.32.1合格率（%）100100100100检测次数54543652最大值27400.60.61.640-80最小值26300.20.10.0平均值26580.40.30.3合格率（%）10010089100TGPS·(一)-1998 >2550 <2.5 D20、D40＜ <15 ≤20

统计值

表观密度

吸水率

含泥量

针片状

压碎指标检测次数1919检测次数19191/D80＜0.5191919最大值26500.661.25.813.6最小值26300.430.30.210.9平均值26400.570.62.412.1TGPS·T(一TGPS·T(一)-2004＞2600＜1.5D20、D40＜1/D80＜0.5＜15≤20表4-5细骨料统计结果砂产地统计参数细度模数石粉含量表观密度云母含量吸水率含水率合格率（%）10010095100100检测次数19191919最大值26600.720.84.420-40最小值26300.240.30.6平均值26500.420.52.5合格率（%）100100100100检测次数19191919最大值26700.390.76.440-80最小值26400.120.31.0平均值26500.270.53.6合格率（%）10010074100检测次数3134(%)3134(kg/m3)65(%)29(%)62(%)10880最大值3.1620.826500.1113.3下岸溪最小值2.436.626200.10.42.2平均值2.7212.426350.10.75.7合格率(%)8791100100/70TGPS·(一)-19982.6±0.210~17＞2500＜2/＜6检测次数103910391818182514最大值2.8916.526700.70.927.7最小值2.268.426400.10.71.2平均值2.5512.826570.30.825.1合格率(%)9789100100/95下岸溪TGPS·T(下岸溪TGPS·T(一)-20042.6±0.210~14≥2550＜2/＜6技术要求混凝土外加剂以其掺量较小(5%)要求改善混凝土性能，具有显著的技术经济效益，已经成为拌制混凝土不可或缺的组分，成为了混凝土中除水泥、骨料、水、掺和料以外的第五组分。混凝土外加剂品种繁多，分类复杂，有的按其功能、作用分类，有的按其化学成分分类。根据GB8075-87《混凝土外加剂分类、命名与定义》按外加剂功能分为四类：⑴改善混凝土拌和物流变性的外加剂，包括减水剂、引气剂和泵送剂。⑵调节混凝土凝结硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂、速凝剂。⑶改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、防冻剂和阻锈剂等。⑷改善混凝土其它性能的外加剂，包括引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。三峡工程电站厂房混凝土主要使用了减水剂、引气剂和泵送剂。三峡工程对混凝土外加剂的技术要求有：⑴具有较高的减水率。为了降低花岗岩人工骨料混凝土的用水量，减水剂必须有较高的减水率。⑵合适的凝结时间。为适应水工混凝土的大仓号高强度施工，混凝土要有适凝结时间过长，影响早期强度，延误后续工序，影响施工进度。⑶良好的工作性。拌制的混凝土具有良好的和易性，泌水少、不离析、坍落度损失小，易于振捣密实。⑷较高的强度比。具有增强作用的外加剂能减少水泥用量，降低水化热，节约工程成本。⑸引气剂产生的气泡结构合理、气泡稳定性好，混凝土强度降低少。减水剂引入的气泡结构和稳定性较差，故应控制减水剂的含气量。⑹减水剂、引气剂与胶凝材料有良好的适应性。⑺对钢筋没有锈蚀作用。⑻碱含量低。三峡花岗岩人工骨料为非活性骨料，但基于三峡工程的耐久性要求与目前对碱—骨料反应认识的局限性，仍要求外加剂硫酸钠含量小于8%。中国长江三峡工程标准《混凝土用外加剂技术要求及检验》要求掺外加剂混凝土性能应符合表5-1性能指标要求。表5-1 掺外加剂混凝土性能指标试验项目试验项目减水率(%)≥泌水率比(%)≤缓凝高效减水剂181008100引气剂670坍落度保留值(mm)≥30min60min含气量(%)≤ 3.03.05±0.5泵送剂18压力)1501203.0凝结时间差min初凝+120~+300、＞+360+120~+300+120~+300-90~+120+120~+300终凝+120~+300-90~+120+120~+3003d 125100901257d1251109012528d1201108512028d125125125125(%)(%)≥（冻融循环次数对钢筋锈蚀作用50—30050应说明对钢筋无锈蚀危害②凝结时间指标，“-”号表示提前，“+”表示延缓。JC473-2001减水剂的相同。外加剂的选择外加剂生产厂家众多，质量良莠不齐。为保证质量，三峡总公司试验中心于1995年底组织水科院、长科院对外加剂进行了优选。优选原则：⑴产品必须经过技术鉴定。保证产品质量均匀稳定。得良好的技术经济效益。⑷必须经过三峡工程混凝土原材料的适应性试验，符合工程需要。⑸价格合理。根据上述原则，三峡总公司试验中心、中国水利水电科学研究院、长江水利32种减水剂，7到一级品，强度比达到合格的减水剂，用技术经济效益系数K28d(90d)=[28d(90d)抗压强度比]/[减水剂掺量×单价]进行技术经济分析，选出技术经济效益较好的几种减水剂与引气剂进行适应性试验。根据试验结果，并综合考虑厂家的生产规模、技术水平、质保体系、厂家信誉及工程应用情况，优选出浙江龙游ZB-1AFDN9001RH561C三种高效减水剂及青岛科力DH9引气剂作为推荐产品在三峡工程应用。左岸厂房混凝土采用了浙江龙游ZB-1A高效减水剂和石家庄DH9引气剂。针对三期工程右岸厂房混凝土的技术要求，为提高混凝土的极限拉伸值，增强混凝土抗裂能力，同时综合考虑工程成本，三七八联总试验室在右岸厂房混凝土配合比设计时再次对外加剂进行了优选试验。提出减水剂优先选用ZB-1A和JM-ⅡC，JG-3和RH561C作为备用，引气剂优先选用AIR202，DH9作为备用。另外，对特殊部位使用的抗冲耐磨混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土分别X404/CJM-Ⅱ（JM-PCA）SP8CR-HC作为拌制自密实混凝土的外加剂。各外加剂厂家（经销商）的概况见表5-2。表5-2 外加剂厂家（经销商）概况表序号生产厂家（经销商）品名品种掺量（%）年产量(t)1浙江龙游外加剂厂ZB-1A缓凝高效减水剂0.4~0.8(粉状)200002JM-ⅡC缓凝高效减水剂0.5~1.0(粉状)250003江苏建科院JM-Ⅱ泵送剂0.4~0.8(粉状)200004JM-PCA超塑化剂0.6~1.2%/5北京冶建JG-3缓凝高效减水剂0.5~1.0100006上海博得X404/C超塑化剂0.3~0.8/7上海麦斯特SP8CR-HC超塑化剂0.3~0.8/8AIR202引气剂0.01~0.02/品质检验⑴取样与留样①试样分点样和混合样。点样是在一次生产的产品所得的试样，混合样是三个或更多的点样等量均匀混合而得到的试样。100t100t2t2t时按一批计。对每一批外加剂取样检验，取样量不少于0.2t外加剂量。③每一次取样混合均匀后，分为二等分，一份用于检验，另一份密封保存半年，以备有疑问时提交指定的检验机构进行复验促裁。⑵检验方法①材料525酸盐水泥。2.6~2.8。5mm~20mm5mm~10mm60%。JGJ63-89要求的饮用水。②配合比JGJ55的水泥、砂、石的比例不变，配合比应符合以下规定：。1%。范围时，应采用其下限值。引气剂掺量由混凝土拌和物含气量达4.5%~5.5%来确定。80±10mm。③混凝土搅拌采用自落式混凝土搅拌机，全部材料及外加剂一次投入，拌和量不少于搅拌1/43/43min2~3次再进行试验。各种混凝土材料及试验环境温度均应保持在20±3℃。④试件制作及试验所需试件数量GBJ8020±3℃。5-3。试验所需数量试验项目外加类别试验所需数量试验项目外加类别试验类别 混凝拌混凝抽取和批数 试验目混凝土拌含气量收缩率比抗冻性和物硬化混凝引气剂土33333331次1个1个1个9121块1块掺外加剂混数目3次3个3个3个27块或36块3块3块减水率3次3个3个3个27363块3块钢筋锈蚀钢筋锈蚀化砂浆31块3块3块注：试验时，检验一种外加剂的三批混凝土要在同一天内完成。⑤混凝土拌和物混凝土拌和物的减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差的测定均按GB8076-1997的规定进行。⑥硬化混凝土GB8076-1997行。⑦掺泵送剂混凝土拌和物的减水率、常压泌水率比、含气量、凝结时间差和硬化混凝土的抗压强度比、收缩率比、抗冻性的试验方法都与掺缓凝高效减水剂混凝土的相同。（JC473-2001）规定进行，但掺泵送剂受检混凝土用水量以保证坍落200mm~220mm时的最小用水量来确定。⑨外加剂匀质性试验和钢筋锈蚀试验按GB8077进行，外加剂碱含量测定按GB8076-1997附录D进行，不溶物测定按JGJ63-89进行。⑶验结果5-4细度较细，早期水化较快的水泥用于检验外加剂时会反映出外加剂减水率降低，含气量较小，坍落度损失较快。表5-4 外加剂检验结果表外加剂外加剂品种生产厂家外加剂名称统计值减水 含气(%) (%)缓凝高效减水剂浙江龙游ZB-1A检测次数最大值最小值6725.715.9673.31.0泌水率比(%)63990凝结时间差(min)(%)初凝43+328+102终凝43+757+1333d672031287d6621612728d63175119平均值21.02.140.6+194+207166173140合格率(%)93.999100969310010098.5检测次数66666666最大值242.976+457713176206143泵送剂江苏JM-Ⅱ最小值18.11.40+207328128159125平均值20.71.822+369504.151174136合格率(%)100100100--100100100检测次数4747422323474643最大值10.86.085.6+111+125123123114DH9最小值6.13.430.9-52-96768181平均值7.94.961.1+30+32979996合格率(%)10091.58610096688591检测次数2424212121242424最大值11.28.869.0+97+115109118106AIR202最小值7.14.50-82-57757871平均值9.55.448.1+34+33959791合格率(%)10088100100100928391检测次数66666666最大值25.52.447.1+182+188236208171最小值19.81.79.3+73+88165181128特平均值22.82.020.9+133+156204195152合格率(%)100100100--100100100检测次数77777777意大最大值26.02.734.1+174166245214170利马X404/C最小值20.81.80+92127164165124贝平均值23.22.014.0+131152215196149合格率(%)100100100--100100100引气剂石家引气剂石家庄引气剂上海麦斯特超塑化剂上海麦斯SP8CR-HC超塑化剂混凝土配合比设计就是在满足设计要求的强度、耐久性和施工和易性的条件下，通过试验科学合理地确定各种原材料的用量。混凝土配合比设计基本程序：收集掌握配合比设计基本资料（混凝土设计强度等级、耐久性要求、施工工作性要求、生产质量控制水平、原材料品种及品质特性）→选择合适的水胶比和掺合料掺量→选择粗骨料最大粒径及最佳级配→选择最优砂率→确定用水量→试拌调整→技术经济分析。下面以右岸电站厂房混凝土配合比设计为实例进行混凝土配合比设计试验。右岸电站厂房混凝土配合比设计根据招标文件《技术条款》表15-2和工程量报价单，将混凝土标号及主要技术指标见表1.2① 原材料①水泥采用湖南特种水泥厂生产的525#中热硅酸盐水泥，试验过程中水泥一共使用3批，其物理力学、化学性能检测结果见表6-16-2（GB200-89）[TGPS(一)-1998]有关技术要求。批次细度 标稠（%）批次细度 标稠（%）（%）安定性凝结时间（h:min）抗折强度(MPa)抗压强度(MPa)GB200-89≤12-合格≥1:00≤12:00≥4.1≥5.3 ≥7.1≥20.6≥31.4≥52.5初凝终凝3d7d28d3d7d28d10.726.3合格2:203:155.26.58.425.437.554.820.726.3合格2:063:015.76.68.526.940.559.230.426.4合格3:164:205.36.99.128.746.062.7水泥品种SO（%）水泥品种SO（%）3525#中热1.98MgO（%）4.22（%）0.30水化热（kJ/kg）3d2447d269③粉煤灰试验时采用鸭河口Ⅰ级粉煤灰，检测结果见表6-3。结果表明，鸭河口灰各项技术指标均满足《三峡工程标准[TGPS(一)-1998]有关“Ⅰ级灰”的优质品要求表6-3 鸭河口粉煤灰品质检验结果煤灰品种细度需水量比烧失量含水率密度(%)(%)(%)(%)（g/cm3）鸭河口5.690.80.90.22.22TGPS(一)- 合格品≤12≤95≤5.0≤1.0-1998 优质品≤12≤91≤5.0≤1.0-④外加剂试验采用的外加剂为三峡试验中心推荐且在二期工程使用过的产品。减水剂为浙江龙游外加剂厂生产的萘系高效缓凝减水剂ZB-1A，引气剂为河北石家庄外加剂厂生产的松香热聚物DH9和上海麦斯特生产的以改性松香酸盐为主要成份的阴离子表面活性剂AIR202。外加剂品质检验结果见表6-4。表6-4 外加剂品质检验结果名称名称ZB-1A掺量 减水率含气量（%） （%）（%）0.6 19.2 2.7泌水率（%）55.9凝结时间(min)抗压强度比（%）初凝+275终凝+2963d1677d16828d134DH91.0/万7.15.264.0+6+45969391AIR202⑤1.5/万骨料7.14.849.9+95+10295.495.191.1根据招标文件要求,采用下岸溪人工砂石料,骨料品质检验结果见表6-5，检验[TGPS(一有关技术要求。细度模数2.63表6-5 细度模数2.63骨料粒径表观密度紧密容重吸水率石粉含量压碎指标（mm）(g/cm3)(g/cm3)(%)(%)(%)5-202.641.690.5411.620-402.661.720.3940-802.661.760.34人工砂2.631.630.8814.5⑵配合比参数选择试验① 粗骨料级配组合振实容重试验良好的骨料级配组合可以降低混凝土用水量和砂率。下岸溪粗骨料不同级配组合紧密容重按二、三级配分别进行，试验结果见表6-6。的粗骨料级配比例为（二级配60:40、三级配50:30:20。级配级配比例紧密容重（kg/m3级配级配比例紧密容重（kg/m3）空隙率（%）二(中:小)40：60169735.750：50170735.360：40171635.050：30：20181931.1三50：20：30182830.8(大:中:小)50：25：25180331.740：30：30178332.5②砂率优化选择试验砂率是对混凝土配合比和施工性能都有较大影响的一个配合比参数，其大小与级配、胶凝材用量、水胶比、含气量、坍落度等因素有关。在三峡二期工程的31%29%28%36%34%。本次试验主要通过比较不同砂率二级配混凝土的性能，试验水胶比为0.45、20%、ZB-1A0.8%、DH94.5-5.5%5~7cm控制。混凝土在不同砂率下的拌和物性能及抗压强度见表6-7。级SW坍落度含气量级SW坍落度含气量外观含砂抗压强(MPa) 劈拉强(MPa)配(%)(kg/m3)（cm）（%）R7R28P28二37113.06.75.1好富20.232.32.28二36111.57.34.6好中19.431.22.36二35110.06.84.8好中19.032.82.47二34108.56.04.2好插捣较困难18.630.12.33二33107.55.84.4一般贫，插捣困难21.136.12.266-7可看出,37%33%28很明显，考虑试验误差的因素，可认为，砂率在此区间变化均可以让混凝土振捣密实。从整体试验结果来看，要满足混凝土强度及施工和易性要求，二级配混凝土(W/C=0.45)35%中添加了优质粉煤灰，二者均可改善浆体级配，增加粘聚性，结合二期工程施工经验，为减少施工仓面浮浆，施工配合比中二级配混凝土(W/C=0.45)34%。④ ZB-1A掺量对混凝土性能的影响ZB-1AZB-1A不同掺量对混凝土性能影响的试验。试验采用的配合比为：水胶比为0.4520%D90.6/万~0.75万、二级配（60：405-7cm。ZB-1A掺量与减水率关系见图6-1，试验成果见表6-8。ZB-1A（%）S(%)WZB-1A（%）S(%)W坍落度（cm）DH9(/万)含气量（%）减水率（%）坍落度损失（%）抗压强度(Mpa)极限拉伸28d30’0 34 148 5.9 0.60 4.5 060’R718.9R2831.2（×10-4）0.5341196.40.605.320.121.132.10.6341176.00.605.020.9506817.430.40.960.7351156.10.604.822.2457220.933.40.990.835111.56.00.604.024.6437519.833.01.121.2361055.40.755.129.5578515.333.10.841.5361019.30.756.631.910.426.5试验结果表明：ZB-1A0.5%~1.0%水率基本呈线性增加；坍落度、强度以及极限拉伸试验结果表明，减水剂掺量不超过0.8%凝土各项性能均能满足设计要求；当ZB-1A掺量为1.2%7d抗压强度为0.8%77.3%,22.7%0.7%73.2%,ZB-1A1.2%28天极限拉0.84×10-40.7%0.15×10-40.8%0.28×10-4；ZB-1A1.5%ZB-1A0.5%-1.2%40%将给高温、长运距混凝土施工带来很大困难；ZB-1A0.5%~0.8%间选择。④粉煤灰掺量试验添加优质粉煤灰可以有效改善混凝土性能，降低单位胶凝材用量，减少混凝土绝热温升，具有显著的技术经济综合效益。在三峡二期工程建设施工实践中，已积累了丰富的Ⅰ粉煤灰混凝土的经验。三期厂房混凝土设计指标已对粉煤灰最大掺量做出了比较原则的规定，但据二期工程施工经验，在满足混凝土设计要求的情况下，为缓解温控压力，在特定的施工环节上可能会增加粉煤灰的掺量。所ZB-1A0.6%5-7cm，DH94.5-5.5%掺用。粉煤灰掺量对混凝土性能的影响试验结果见表6-96-10。FW减水率 坍落度 含气量抗压强度(MPa)FW减水率 坍落度 含气量抗压强度(MPa)R7/R28R90/R28 28d极限拉(%)0(kg/m3)120(%)0(cm)5.0(%)3.2R724.4R2835.5R9045.90.691.29伸(×10-4)1.00201172.55.15.017.430.442.30.571.390.95251154.25.25.416.329.241.00.561.400.93301135.86.05.215.127.338.70.551.420.82351126.76.04.613.125.536.90.511.450.85续表F(%)28d冻融次数（n）重量损失（%）相对动弹模量（%）02500.4980.7202500.8392.5252500.7193.0302501.2293.8352500.1496.6表6-10凝土用水量变化规律粉煤灰掺量（%）020253035混凝土用水量变化（kg/m3）基准-3-5-7-8由表6-9试验结果来看：a.035%120kg/m3112kg/m38kg；b.煤灰掺量增加依次下降，90天抗压强度龄期发展系数随煤灰掺量增加依次增加，符合一般规律；c.抗冻试验结果表明，只要混凝土中引入了一定的含气量，当粉煤灰掺量为35%时其混凝土抗冻性也能达到250次冻融循环的要求。6-1020%不明显，主要是因为常规混凝土坍落度试验方法不能有效测试低掺量粉煤灰的微珠效应对混凝土和易性的影响；在粉煤灰掺量逐渐增大后，微珠效应明显增大，因此在保持混凝土相同和易性（坍落度）情况下混凝土用水量明显下降。从振捣成型情况来看，掺粉煤灰混凝土在振动力作用下的流动性和可振捣性能均大大优于不掺粉煤灰混凝土，因此在使混凝土强度和其它性能满足设计要求的情况下，应适当地提高粉煤灰掺量，以改善混凝土的综合性能。⑤粉煤灰掺量与水化热关系试验水泥厂家粉煤灰品种煤灰掺量(%)水化热（kJ/kg）执行标准TGPS(一)-1998(525中热水泥)水泥厂家粉煤灰品种煤灰掺量(%)水化热（kJ/kg）执行标准TGPS(一)-1998(525中热水泥)3d7d湖南石门水泥鸭河口0244269湖南石门水泥鸭河口10226250湖南石门水泥鸭河口20212238湖南石门水泥鸭河口30195221⑥灰水比、粉煤灰掺量与强度关系试验试验采用石门525#减水剂，DH9引气剂（掺量按含气量4.5~5.5%控制。二级配，控制出机坍落度5~7cm6-12。根据表6-12试验成果得出不同粉煤灰掺量与各龄期混凝土强度关系见图3.8.6-3。编灰水粉煤灰用水量ZB-1A编灰水粉煤灰用水量ZB-1A砂率坍落度含气抗压强度（MPa）号比（%）（kg/m3）(%)（%）（cm）R7R28R90S2853.33301290.6325.64.348.657.770.9S2862.85701250.6335.54.437.551.261.1S2872.50001220.6345.45.532.045.954.4S2882.22201200.6357.45.926.832.147.8S2892.00001200.6366.65.119.427.840.7S2903.333101280.6326.74.340.851.560.7S2912.857101240.6336.94.927.747.356.7S2922.500101180.6346.85.221.836.044.4S2932.222101180.6356.95.819.133.540.2S2942.000101180.6366.65.615.829.137.0S2953.333201260.6327.44.636.148.958.9S2962.857201230.6335.74.725.942.852.5S2972.500201160.6347.06.319.533.442.5S2982.222201160.6356.54.718.130.439.5S2992.000201160.6365.75.915.327.833.1S3003.333301240.6315.54.530.242.956.7S3012.857301190.6325.34.221.736.547.5S3022.500301140.6335.64.517.231.638.4S3032.222301130.6346.35.214.425.533.2S3042.000301130.6356.66.410.318.628.43.8.6-3粉煤灰掺量与砼强度关系粉煤灰掺量与砼强度关系）504540（度强压抗砼353025201510R7R28R900 5 10 15 20 25 30 35 40粉煤灰掺量（%）根据表6-12试验成果，计算出不同粉煤灰掺量下灰水比、强度关系回归方程见表6-13。表6-13 灰水比强度关系成果表粉煤灰掺量（%）龄期（天）回归方程相关系数（r）7R7=20.789C/W-20.8480.994028R28=23.17C/W-16.8950.96690R90=22.053C/W-1.9710.9987R7=18.256C/W-22.1030.9801028R28=17.653C/W-6.0600.98090R90=19.231C/W-1.8610.9777R7=15.402C/W-16.7940.9792028R28=16.649C/W-6.3340.98990R90=19.388C/W-4.7680.9907R7=14.373C/W-18.3750.9943028R28=15.282C/W-7.5650.99390R90=21.471C/W-14.6060.997度强54度强49压34压29抗1422.5灰水比3R7R28R90抗922.5灰水比3R75R90图3.8.6.5灰水比强度关系F10%度强压抗641422.53R75R90灰水比图3.8.6.7灰水比强度关系F30%图3.8.6.5灰水比强度关系F10%度强压抗641422.53R75R90灰水比图3.8.6.7灰水比强度关系F30%3.8.6.4 灰水比强度关系F0%度强压抗7555351522.53R7R28R90灰水比3.8.6.6 灰水比强度关系F20%3.5⑦级配与混凝土砂率、用水量的关系由于在施工应用中，同一个标号均会使用到不同级配的混凝土。所以为便于准确选择施工配合比参数，于是进行了级配与混凝土砂率、用水量的关系试验。控7-9cm5-7cmD94.5-5.50.456-1。表6-14 级配与混凝土砂率、用水量的关系二级配基准用水量115（kg/m3）F=20%、ZB-1A0.7%111.5（kg/m3）F=20%、ZB-1A0.8%109.5（kg/m3）F=30%、ZB-1A0.8%基准砂35%一级配1.131.131.13+5二级配1.01.01.00三级配0.830.800.79-6⑶施工配合比性能试验① 施工配合比性能试验方案根据设计技术要求和配合比参数选择试验成果，对于主要的混凝土配合比进行了全面性能试验。试验采用石门525#中热水泥、鸭河口Ⅰ级粉煤灰、浙江龙游ZB-1ADH9AIR202引气剂、下岸溪人工砂石料，二级配为40、三级配为50：30：20。具体试验方案见表6-15。表6-15 施工配合比性能试验方案序混凝土水胶比FZB-1ADH9胶凝材用量（kg/m3）用水量砂率级号标号（%）（%）(/万)水泥粉煤灰（kg/m3）（%）配1C250.45200.70.8171439629三2C250.45200.70.62105211835二3C300.40200.71.0194499729三4C300.40200.70.72365911834二5C350.35200.71.12817012333二6C400.32200.70.73157912632二7C200.45300.71.1146429429三8C90200.5350.71.1124679530三9C250.45200.71.2*2105211835二*为AIR202②混凝土拌合物性能6-156-16。序混凝土标号ZB-1A掺用水量序混凝土标号ZB-1A掺用水量坍落度含气量凝结时间（h:min）容重号1C25量（%）0.7（kg/m3）9605.030min2.9（%）5.0初凝18:01终凝22:22(kg/m3)24302C250.71186.35.218:0122:2223713C300.7975.02.64.516:3520:0424304C300.71186.55.05C350.71235.95.216:1820:2724356C400.71266.83.914:3218:0424427C200.7955.05.319:0322:55240589C9020C250.70.7961186.06.24.55.34.919:5918:4024:4621:4524202371由表6-16试验结果表明，选用的各个配合比均可满足施工性能的要求。③强度及强度增长率右厂房主要标号混凝土的强度及强度增长率见表6-17。序号混凝土标号水序号混凝土标号水胶比F%（MPa）7d14d28d90d180d 28d劈拉90d强度增长率（%）180d7d28d90d拉压比180d 28d9C250.45 20 20.234.3 47.32.8159 100 1388.21C250.452020.127.134.843.652.42.483.103.98581001261517.12C250.452019.132.446.02.25591001426.93C300.402023.130.739.248.857.02.613.504.15591001241456.74C300.402021.237.553.83.11561001438.35C350.352031.339.947.557.563.73.473.965.04661001211347.36C400.322036.946.954.063.272.04.034.675.42681001171337.57C200.453017.424.630.140.046.52.053.20581001331546.88C90200.503512.217.223.135.147.21.902.803.13531001522048.26-172828117%~153%790天、1807右。⑤极限拉伸和弹性模量极限拉伸和弹性模量是水工大体积混凝土的重要特性。从提高混凝土抗裂能力考虑，希望混凝土极限拉伸大一些，弹性模量小一些。表6-18中列出了右岸厂房混凝土的极限拉伸和弹性模量试验结果。试验结果表明，右岸厂房混凝土的极限拉伸值最低为0.85×10-4、最大为1.20×10-4，均可满足设计要求，且都有一定富余，从而说明混凝土自身抗裂能力较强。序号混凝土水胶比级配极限拉伸值（×序号混凝土水胶比级配极限拉伸值（×10-4）弹性模量（GPa）标号28天90天28天90天1C250.45三1.091.1331.033.92C250.45二1.0629.63C300.40三0.981.1629.432.74C300.40二0.9730.05C350.35二1.131.1231.133.36C400.32二1.201.3131.434.67C200.45三0.850.9526.831.68C90200.50三0.9627.59C250.45二0.9628.5⑥抗冻和抗渗三峡工程对混凝土耐久性提出了十分严格的要求。通过三峡二期工程的施工实践，只要保证混凝土中有适宜的含气（4.5%~5.5，选择合适的水胶比，粉煤灰掺量不超过45%，混凝土的抗冻耐久性均可满足设计要求。右岸厂房主要标号混凝土抗冻、抗渗性能试验结果见表6-19均大于设计要求。序号混凝土标号水胶比冻融次 重量损相对动弹序号混凝土标号水胶比冻融次 重量损相对动弹抗渗标号渗水高度数(n)失（%）模量（%）(28d)（mm）1C25F250W10(8)0.452500.4795.1＞W1047.52C25F250W10(8)0.452500.5589.9＞W1018.83C30F250W100.402500.0895.3＞W1026.64C30F250W100.402500.3592.6＞W1027.05C35F250W100.352500.4393.7＞W1024.56C40F250W100.322500.2296.8＞W1015.77C20F250W100.452501.2792.1＞W1059.28C9020F250W100.52502.590.4＞W1011.19C25F250W10(8)0.452501.4683.9＞W1024.4⑷结语劈拉强度、极限拉伸、弹性模量、耐久性以及施工浇筑所要求的混凝土工作性要求。②大体积混凝土的热学性能试验、徐变试验、混凝土干缩、自生体积变型、热学性能等项目见后面节混凝土性能试验7.2⑹、⑺、⑻。外加剂优化选择试验ZB-1A、JM-IIC、JG-3、RH561四种减水剂。其中ZB-1AJM-IIC、JG-3、RH561三种减水剂的试验成果总结如下。⑴原材料①水泥本次试验采用湖南特种水泥厂生产的中热水泥，其物理力学性能检测结6-20TGPS(一)-1998要求。TGPS(一)-1998≤12TGPS(一)-1998≤12-合格≥1:00≤12:00≥4.1 ≥5.3 ≥7.1项目细度（%）标稠（%）安定性凝结时间（h:min）抗折强度(Mpa)抗压强度(Mpa)初凝终凝3d7d28d3d7d28d结果0.726.6合格2:393:145.36.08.227.838.858.7≥≥≥20.631.452.5②粉煤灰试验采用鸭河口Ⅰ级粉煤灰，检测结果见表6-21。结果表明，鸭河口灰各项技术指标均满足TGPS(一)-1998“Ⅰ级灰”的要求。表6-21 鸭河口粉煤灰品质检验结果煤灰品种煤灰品种细度需水量比烧失量含水率密度(%)(%)(%)(%)（g/cm3）5.091.72.580.202.20合格品≤12≤95≤5.0≤1.0-优质品≤12≤91≤5.0≤1.0-鸭河口TGPS(鸭河口TGPS(一)-1998JM-ⅡC减水剂为江苏建科院生产的萘系高效缓凝减水剂，引气剂为上海麦AIR202检验结果见表6-22。表6-22