上報C10配合比報告

1、南水北調天津干線TJ4-4標C10混凝土配合比試驗報告中國水利水電第四工程局有限公司試驗中心2010年4月審 定：施正友審 核：胡宏峽校 核：王志軍 薛文斌 編 寫：薛文斌試驗人員：楊永江 耿春生 楊易青 許宏榮 李 長 王榮海 魯長平打 ?。涸S宏榮1.前言1.1工程概述南水北調中線一期工程天津干線廊坊市段起點位于河北省廊坊市固安縣馬莊鎮(zhèn)李洪村西約900米處，樁號為75927，終點位于河北省廊坊市與天津武清區(qū)分界處，樁號為131360，全長約55.433km。我公司承建標段為廊坊市段TJ4-4標，樁號為111600122212，全長約10.61km。該標段以現(xiàn)澆混凝土箱涵為主，為有壓輸水箱涵，

2、其它主要建筑包括：通氣孔6座、分水口2座、小型倒虹吸2座、小型公路涵6座、保水堰1座、廊大公路涵，通信系統(tǒng)的硅芯管采購和埋設。1.2設計目的在滿足工程混凝土設計要求和易性的條件下，通過試拌調整，經濟、合理的選出混凝土單位體積中各種組成材料的用量。1.3設計原則配合比設計的原則是最小單位用水量、最大骨料粒徑和最多骨料用量、最佳骨料級配，優(yōu)先采用優(yōu)質經濟的粉煤灰、外加劑等。達到滿足施工和設計要求，抑制堿骨料反應，保證工程質量。1.4本試驗依據的技術條款、規(guī)范、規(guī)程如下：（1）通用硅酸鹽水泥GB175-2007（2）水工混凝土摻用粉煤灰技術規(guī)范DL/T5055-2007（3）砼強度檢驗評定標準GBJ

3、107-1987（4）砼用水標準JGJ63-2006（5）普通砼用砂、石質量及檢驗方法標準JGJ52-2006（6）水工砼砂石骨料試驗規(guī)程DL/T5151-2001（7）水工砼施工規(guī)范DL/T5144-2001(8）水工砼外加劑技術規(guī)程DL/T5100-1999(9）水工砼試驗規(guī)程SL352-2006(10)砂、石堿活性快速試驗方法CECS48:93(11)南水北調中線干線工程標準預防砼工程堿骨料反應技術條例（試行）2005年2、原材料2.1水泥水泥為河北曲寨水泥廠生產的PO42.5低堿水泥，水泥物理性能試驗結果見表2-1。表2-1 水泥品質試驗結果 檢測項目生產廠家水泥品種細 度堿含量%標稠

4、%凝結時間(min)安定性抗壓強度(MPa)抗折強度(MPa)比表面積m2/kg篩余量%初凝終凝3d28d3d28d曲寨水泥廠PO42.54000.4929.0163278合格27.852.65.08.8標準要求GB175-2007300100.645600合格16.042.53.56.52.2粉煤灰品質檢驗粉煤灰為唐山市陡河電廠生產的粉煤灰，檢測結果見表2-2。表2-2 粉煤灰品質試驗結果序號檢測項目生產廠家細度%燒失量%需水量比%SO3%含水量%堿含量%等級評定1唐山市陡河電廠7.82.11000.90.20.68標 準GB/T1596-2005258.01053.01.0/2.3細骨料砂

5、顆粒級配及品質檢驗結果見表2-3、2-4。表2-3 砂顆粒級配檢驗結果篩孔 試驗 A試驗 B平均重量百分比重量百分比百分比累計余(mm)g%g%量%546.39.3 45.69.1 9.2 9.2 2.563.812.8 63.012.6 12.7 21.9 1.2561.812.4 61.312.3 12.3 34.2 0.63118.123.6 117.923.6 23.6 57.8 0.315128.325.7 129.525.9 25.8 83.6 0.1658.011.6 59.211.8 11.7 95.3 022.74.5 23.44.7 4.6 99.9 合計499.0 99.

6、8 499.9 100.0 99.9 細度模數(shù)2.72 表2-4 砂品質檢驗結果 檢測項目 生產廠家細度模數(shù)含泥量(%)吸水率(%)堅固性(%)表觀密度(kg/m3)堆積密度(kg/m3)SO3(%)云母含量(%)輕物質含量(%)有機質含量骨料堿活性(%)河北易縣中易水砂廠2.720.51.641.0268015900.110.20.1淺于標準色0.08DL/T5144-20012.43.03-82500-121淺于標準色0.1檢測結果表明：細骨料屬區(qū)中砂，滿足（南水北調中線一工程天津干線廊坊市段工程TJ4-4標施工技術要求），其它砂的質量滿足DL/T5144-2001規(guī)范要求。2.4粗骨料粗

7、骨料品質檢驗結果見表2-5。表2-5 粗骨料質量檢驗結果 檢測項目生產廠家含泥量(%)泥塊含量(%)表觀密度kg/m3針片狀(%)壓碎指標（%）吸水率(%)SO3(%)堅固性(%)有機質含量骨料堿活性（%）易縣半壁店石料廠0.60.027101.04.60.890.081.0有機質含量0.0DL/T5144-20011.0不允許255015102.50.55有機質含量0.1檢測結果表明：粗骨料的各項檢測指標滿足DL/T5144-2001規(guī)范要求。 備注：粗、細骨料的堿活性反應試驗均采用砂漿棒膨脹率方法測定。（應注明采用的快速法還是慢速法，以及膨脹試驗觀測齡期等）2.5外加劑外加劑品質檢驗結果見

8、下表2-6表2-6 外加劑品質檢驗結果檢測項目生產廠家外加劑型號減水率(%)泌水率比(%)含氣量(%)28d收縮率比(%)凝結時間差(min) 凝結時 凝 凝結時間差(min)抗壓強度比(%)初凝終凝3d7d28d山西凱迪建材有限公司KDNOF-215.9-4.3118125120126128131DL/T5100-1999151003.0125+120+240+120+240125125120檢測結果表明：外加劑的檢測指標滿足DL/T5100-1999規(guī)范要求。2.6摻緩凝高效減水劑混凝土性能比對試驗摻外加劑混凝土性能試驗按照水工混凝土外加劑技術規(guī)程(DL/T5100-1999)進行，試驗采

9、用原材料水泥、砂、石為前面所選，根據用水量調整外加劑摻量，使混凝土坍落度控制在80100mm范圍之內，然后進行減水率、泌水率比、含氣量、凝結時間差、抗壓強度、和易性等試驗。試驗結果見表2-7。（表3-7、表3-8應放在配合比設計部分）表2-7 摻減水劑混凝土技術性能試驗成果試驗編號混凝土類別水灰比(W/C)減水劑用水量(kg/m3)水泥用量(kg/m3)砂率（%）坍 落 度 (mm)減水率(%)含氣量(%)砼溫()室溫()抗壓強度(MPa)/抗壓強度比(%)凝結時間差(min)品種摻量(%)設計實測15分鐘后損失率（%）3d7d28d初凝終凝TJPY-0基準0.59-1953304080-10

10、0903166-1.417.51814.1/10023.5/10034.4/10010:1013:30TJPY-1受檢0.47KDNOF-20.61553303880-10086672221.42.4181819.4/13833.5/14346.8/136+81190DL/T5100-1999標準-153.0-125125120+120+240表37 混凝土拌和物單位用水量試驗成果試驗編號試 驗 參 數(shù)試 驗 成 果坍落度以15min測值級配水膠比W/(C+F)砂率(%)F(%)用水量(kg/m3)減水劑KDNOF-2(%)引氣劑YM-1(%)坍落度(mm)含氣量(%)坍落度(mm)含氣量(%

11、)砼溫()密度(kg/m3)粘聚性含砂情況析水情況棍度機口15minTJPW-1二0.6034351200.60-80-100-7258-172418較好中無中TJPW-2二0.6034351250.60-80-100-9874-17-較好中無中TJPW-3二0.6034351300.60-80-100-11492-17.5-較好中無中表38 二級配混凝土最優(yōu)砂率試驗成果試驗編號試 驗 參 數(shù)試 驗 成 果最優(yōu)砂率(%)級配水膠比W/(C+F)砂率(%)F (%)用水量(kg/m3)減水劑KDNOF-2(%)引氣劑YM-1(%)坍落度(mm)含氣量(%)坍落度(mm)含氣量(%)砼溫()密度k

12、g/m3粘聚性含砂情況析水情況棍度機口15minTJPS-1二0.6031351300.6-80-100-77-192420一般少少下TJPS-2二0.6033351300.6-80-100-98-19-一般少少中TJPS-3二0.6035351300.6-80-100-110-19-較好中無中2.7水根據本工程的實際情況，選擇適于飲用的水，均可拌制和養(yǎng)護混凝土。拌和與養(yǎng)護混凝土用水的PH值和水中的不溶物、可溶物、氯化物、硫酸鹽的含量檢驗見下表2-8。表2-8 水品質指標檢驗結果表檢測項目硫酸鹽（mg/L）氯化物（mg/L）PH值可溶物（mg/L）不溶物（mg/L）堿含量（mg/L）TJ4-4

13、標1號營地29.0251.128.3458240.06TJ4-4標2號營地26.5439.208.3366220.03DL/T 5144-2001270012004.0500020001500檢測結果表明：拌制與養(yǎng)護混凝土用水檢測指標滿足DL/T5144-2001規(guī)范要求。3.混凝土配合比設計配合比的優(yōu)劣，將直接關系到混凝土施工的難易程度，而配合比設計是配合比實現(xiàn)的基礎環(huán)節(jié)，因此，混凝土配合比設計是至關重要的。配合比設計，包括依據設計要求確定配制強度、粗骨料級配比例選擇、粉煤灰摻量確定、選擇最優(yōu)砂率、混凝土外加劑摻量選擇、用水量確定、水灰比的確定等，在此基礎上提出初選混凝土配合比。3.1混凝土

14、設計要求根據天津干線工程箱涵及其它構筑物墊層技術要求，混凝土設計等級見下表3-1。表3-1 混凝土設計等級技術要求編號砼設計等級級配推薦水膠比強度保證率齡期(d)礦粉級別粉煤灰等級工程部位1C10二-85%28-II箱涵及其它部位墊層3.2混凝土配制強度為滿足混凝土主要設計指標，混凝土施工強度保證率，均質性指標和施工和易性，在進行配合比設計時，使混凝土配制強度有一定的富裕量?；炷僚渲茝姸扔嬎愎饺缦拢篺cu,0=fcu,k+t式中：fcu,0-混凝土的配制強度，MPa；fcu,k-混凝土設計齡期的強度標準值，MPa；t-概率度系數(shù)，依據保證率P選定；-混凝土強度標準差，MPa。表3-2、表3

15、-3摘自水工混凝土施工規(guī)范(DL/T5144-2001)表3-2 保證率和概率度系數(shù)關系表保證率P(%)65.569.272.575.878.880.082.985.090.093.395.097.799.9概率度系數(shù)t0.400.500.600.700.800.840.951.041.281.501.652.03.0表3-3 標準差值混凝土強度標準值C9015C9020C9025C9030C9035C9040C9045C9050(90d)MPa3.54.04.55.05.5根據水工混凝土施工規(guī)范，配制強度計算結果見表3-4。表3-4 配制強度計算表序號工程部位強度等級標準差保證率P概率度系數(shù)

16、t配制強度1箱涵及其它構筑物墊層C103.5851.0413.6 3.3外加劑摻量的選擇1.本試驗中所用外加劑采用溶液的形式摻加，減水劑的配制濃度為20%。減水劑摻量選擇試驗結果見表3-5、圖3-1。表3-5 摻外加劑膠砂流動度試驗結果表品 名性 能KDNOF-2摻量(%)00.20.40.60.81.0流動度(mm)134194225240247253圖3-1由表2-5可看出：山西凱迪建材有限公司KDNOF-2最佳摻量為0.60%.3.4粗骨料級配選擇級配比例是否適當，關系到混凝土的基本工作性能?；炷寥葜嘏c其所用的骨料級配有直接關系，一般容重越大，空隙率越小，所需填充包裹砂漿越少，容重越大

17、，經濟性越好，故常把容重最大的骨料級配作為最優(yōu)級配。骨料級配檢驗結果見下表3-6表3-6 骨料級配檢驗結果級配小石中石振實密度(kg/m3)空隙率(%)最優(yōu)級配二級配4060177334.24555179034.85050178234.5根據表中檢測結果，二級配比例小石：中石=45：55為最優(yōu)3.5粉煤灰摻量的確定粉煤灰摻量參考以往工程經驗，并結合工地實際情況確定粉煤灰摻量為30%、35%、40%。3.6混凝土拌和物初選用水量試驗混凝土拌合物單位用水量是配合比的基本參數(shù)，為此需首先確定初選用水量，混凝土拌和物用水量試驗的參數(shù)為：水膠比為0.60；粉煤灰摻量為35時，混凝土拌和物坍落度達到801

18、00mm。試驗材料為：曲寨PO 42.5低堿水泥，唐山市陡河電廠級粉煤灰，山西凱迪建材有限公司KDNOF-2型緩凝高效減水劑， 粗、細骨料分別為河北易縣半壁店石料廠（碎石），河北易縣中易水砂廠進行試驗。拌合物單位用水量試驗結果見下表3-73.7.混凝土配合比初選最優(yōu)砂率試驗砂率選擇對混凝土配合比設計至關重要，砂率的大小對混凝土拌合物的流動性、粘聚性影響很大。選擇適中的砂率，可以在保證使用性能的前提下，使用水量最低。混凝土配合比初選砂率試驗的參數(shù)為： 31、33、35。試驗結果見下表3-83.8水灰比的確定水灰比是決定混凝土性能的關鍵參數(shù)，水灰比的確定是混凝土施工配合比設計的關鍵步驟。混凝土強度

19、與水膠比的倒數(shù)成直線關系，本試驗采用水灰比的倒數(shù)即灰水比與抗壓強度進行一元回歸的方法確定水灰比?；炷翉姸扰c水膠比關系試驗，常態(tài)混凝土試驗粉煤灰摻量35%時，用水量130kg，水膠比試驗選用0.55、0.60、0.65、三種，以便對比得出混凝土性能與各參數(shù)之間的關系。水膠比與混凝土抗壓強度試驗混凝土配合比摻數(shù)見表3-9，水膠比與混凝土抗壓強度試驗結果見表3-10。表3-9 水膠比與混凝土抗壓強度試驗摻數(shù)編號級配水膠比用水量(kg)礦粉摻量(%)粉煤灰摻量(%)砂率(%)外加劑摻量(%)容重(kg/m3)KDNOF-2TJPSK-1二0.55130-30330.6-2420TJPSK-20.60

20、130-30340.6-2420TJPSK-30.65130-30350.6-2420TJPSK-4二0.55130-35330.6-2420TJPSK-50.60130-35340.6-2420TJPSK-60.65130-35350.6-2420TJPSK-7二0.55130-40330.6-2420TJPSK-80.60130-40340.6-2420TJPSK-90.65130-40350.6-2420表3-10 水膠比與混凝土抗壓強度試驗結果編號坍落度(cm)和易性抗壓強度(MPa)要求實測粘聚性棍度含砂析水7d14d28dTJPSK-18010090好上中無19.523.826.9

21、TJPSK-28010083好上中無17.620.623.4TJPSK-38010094較好中中無15.118.221.2TJPSK-48010096好上中無17.920.923.7TJPSK-580100102較好中中無15.818.421.9TJPSK-68010098較好中中無12.415.518.8TJPSK-78010086好上中無15.217.921.0TJPSK-88010097較好中中無13.115.418.5TJPSK-98010088較好中中無11.313.715.73.9膠水比與抗壓強度一元線性回歸方程式回歸分析是處理數(shù)據的一種常用方法，膠水比與混凝土抗壓強度的一元線形回

22、歸方程公式為：R推為不同膠水比混凝土強度推算值；A和B為回歸系數(shù)根據一元回歸方程可以較精確的推斷混凝土強度與膠水比的關系，根據設計要求選擇滿足于保證強度的水膠比。回歸方程中的相關系數(shù)r是表示混凝土強度與膠水比線形相關的密實程度?；炷翉姸扰c膠水比一元回歸方程見表3-11, 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線見圖3-210。（圖3-2、圖3-3、圖3-4三個圖有什么區(qū)別，圖3-5、圖3-6、圖3-7三個圖有什么區(qū)別，圖3-8、圖3-9、圖3-10三個圖有什么區(qū)別，應當表識清楚）表3-11 混凝土強度與膠水比一元回歸方程混凝土類別編號級配齡期(d)一元線性回歸方程相關系數(shù)r抗壓強度(MPa)0.550

23、.600.65粉煤灰30%TJPSK 13二7y=15.626x-8.76310.992319.517.615.114y=20.034x-12.6760.999323.820.618.228y=20.437x-10.3840.996326.523.421.2粉煤灰35%TJPSK46二7y=19.481x-17.2510.983717.915.812.414y=19.209x-13.8950.996120.918.415.528y=17.343x-7.57080.980623.721.918.8粉煤灰40%TJPSK79二7y=13.928x-10.121.000015.213.111.314

24、y=15.044x-9.52180.997917.915.413.728y=15.391x-7.03620.998821.018.515.7圖3-2 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線（30%）圖3-3 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線（30%）圖3-4 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線（30%）圖3-5 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線（35%）圖3-6 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線（35%）圖3-7 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線（35%）圖3-8 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線（40%）圖3-9 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線（40%）圖3-10 混凝土膠水比與抗壓強度關系曲線（40%）3.10

25、混凝土強度與齡期的發(fā)展關系混凝土強度與齡期有著密切相關的關系，在相同的條件下，混凝土強度隨齡期的增長而增長，初期混凝土強度增長較快，后期逐漸緩慢。不同齡期混凝土強度發(fā)展關系見表3-12，不同齡期混凝土強度發(fā)展關系曲線見圖3-1119。（最好能給出強度發(fā)展系數(shù)）表3-12 不同齡期混凝土強度發(fā)展關系混凝土類別級配水膠比：0.55水膠比：0.60水膠比：0.657d14d28d7d14d28d7d14d28d粉煤灰30%二19.523.826.917.920.923.715.217.921.0粉煤灰35%17.620.623.415.818.421.913.115.418.5粉煤灰40%15.11

26、8.221.212.415.518.811.313.715.7圖3-11 不同齡期混凝土抗壓強度發(fā)展關系曲線（30%）圖3-12 不同齡期混凝土抗壓強度發(fā)展關系曲線（30%）圖3-13 不同齡期混凝土抗壓強度發(fā)展關系曲線（30%）圖3-14 不同齡期混凝土抗壓強度發(fā)展關系曲線（35%）圖3-15 不同齡期混凝土抗壓強度發(fā)展關系曲線（35%）圖3-16 不同齡期混凝土抗壓強度發(fā)展關系曲線（35%）圖3-17 不同齡期混凝土抗壓強度發(fā)展關系曲線（40%）圖3-18 不同齡期混凝土抗壓強度發(fā)展關系曲線（40%）圖3-19 不同齡期混凝土抗壓強度發(fā)展關系曲線（40%）4、混凝土配合比設計參數(shù)根據混凝土

27、設計等級和技術指標，參考混凝土配合比設計參數(shù)和混凝土強度與水膠比的關系試驗結果，對本工程混凝土配合比進行優(yōu)化試驗。配合比設計采用“兩低一高一摻”技術路線, “兩低” 即低水膠比、低砂率； “一高”即高摻摻合料；“一摻”即摻高效減水劑。配合比設計計算采用密度法，摻粉煤灰等量替代水泥，混凝土配合比設計參數(shù)見表4-1。表4-1 初選混凝土配合比設計參數(shù)序號混凝土等級級配水灰比坍落度砂率粉煤灰摻量減水劑摻量引氣劑摻量含氣量用水量密度mm%kg/m3kg/m31C10二0.658010035400.6 -13024204.1混凝土配合比試驗條件及內容試驗條件：水泥： 曲寨PO 42.5低堿水泥。粉煤灰：

28、 唐山市陡河電廠級粉煤灰。骨料： 河北易縣半壁店石料廠（碎石），中易水砂廠。外加劑： 山西凱迪建材有限公司KDNOF-2型緩凝高效減水劑。骨料級配：級配小石：中石 = 45：55。試驗內容主要有：混凝土拌和物性能、混凝土物理力學性能試驗。4.2混凝土拌和物性能試驗混凝土拌合物性能試驗遵照水工混凝土試驗規(guī)程(DL/T5150-2001)進行。拌合采用60L強制式混凝土攪拌機，最大拌合容量45L。拌和前先將攪拌機沖洗干凈，并預拌少量同種混凝土拌和物，使攪拌機內壁掛漿。原材料用量以重量計，且砂石骨料為飽和面干狀態(tài)，高效減水劑稱好后加入水中，攪拌均勻。將稱好的石料、水泥、砂、水和外加劑一并加入，投料順

29、序為粗骨料、膠凝材料、細骨料、水(溶液外加劑先溶于水并攪拌均勻)，攪拌時間90s（加水開始計時），將拌制好的拌和物倒出，卸在鋼板上，刮出粘結在攪拌機內壁上的拌和物，然后人工翻拌3次，使之均勻，然后進行新拌混凝土的和易性、坍落度、溫度、凝結時間、密度等試驗，符合要求后，在人工翻拌3次后成型所需要進行試驗項目的相應試件?；炷涟韬臀镄阅芎蛷姸葯z測結果見下表4-2、4-3，表4-2 混凝土試驗配合比檢測結果 編號工程部位設計標號級配水灰比坍落度(cm)砂率(%)粉煤灰(%)外加劑(%)KDNOF-2密度(Kg/m3)原材料用量(kg/m3)水膠材用量水泥粉煤灰總堿量TJPD-1墊層C10二0.658010035400.82420130200130701.08表4-3 混凝土拌和物性能和強度檢測結果 編號設計標號拌和物性能強度(Mpa)實測坍落度(cm)含氣量(%)實測容重(Kg/m3)砼溫(CO)室溫(CO)含砂和易性析水7d14d28d28d劈拉TJPD-1C109.23.324171922中較好少10.412.916.11.84試驗結果表明：混凝土拌和物性能滿足施工和設計要求。4.3混凝土力學性能試驗混凝土抗壓強度是混凝土極為重要的性能指標，