碾压混凝土配合比设计试验作业指导书.doc

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1、碾压混凝土配合比设计试验作业指导书1.1混凝土配合比设计试验步骤混凝土配合比设计试验步骤详见图19-1“混凝土配合比设计试验流程框图”。强度试验混凝土密度的试验确定性能及校核试验混凝土施工配合比混凝土配合比参数的提出水灰（胶）比的计算确定原材料检验骨料级配试验施工性能（和易性或稠度）设计要求（包括耐久性指标）用水量、砂率选择试验图19-1 混凝土配合比设计试验流程框图1.2 原材料试验1.2.1 水泥 试验选用中热酸盐425水泥和普通硅酸盐42.5水泥，各项指标应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（GB2002003）、通用硅酸盐水泥（GB175-2007）中质量标准；试验

2、项目：水泥标号、凝结时间、体积安定性、稠度、细度、比重、水化热、水泥胶砂强度（7d、28d的抗压）等。1.2.2 粉煤灰试验选用级粉煤灰，各项指标应符合表19-3中级灰的质量标准；试验项目：细度、需水量比、烧失量、含水量、三氧化硫、强度比等。1.2.3 缓凝高效减水剂试验选用缓凝高效减水剂，以满足混凝土的缓凝性、减水性以及其它特殊要求；各项指标应符合水工混凝土外加剂技术规程（DL/T5100-1999）中的缓凝高效减水剂的质量标准；其匀质性检验项目：含固量、密度、水泥净浆或砂浆流动度、PH值、对于粉状物补充细度试验。1.2.4 引气剂不同的引气剂品种对混凝土性能的影响是不一样的，优质引气剂的条

3、件是能在混凝土中引入直径小，分布均匀的密闭的独立的气泡，而且气泡在混凝土施工中有一定稳定性，不会在施工过程中有太大变化，也不会在混凝土凝结硬化过程中产生大的变化，因而能保证混凝土质量。因此引气剂的各项质量指标应符合水工混凝土外加剂技术规程（DL/T5100-1999）中引气剂的质量标准；其匀质性检验项目：含固量、密度、水泥净浆或砂浆流动度、PH值、对于粉状物补充细度试验。1.2.5 细骨料 试验选用采用坝址下游的嘉陵江河床天然砂砾石料加工而成；各项指标应符合水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）及水工碾压混凝土施工规范（DL/T5112-2000）中的天然砂质量标准；试验项目：颗粒级

4、配试验、表观密度、吸水率、含水率、堆积密度、空隙率、石粉含量、云母含量。1.2.6 粗骨料试验选用采用坝址下游的嘉陵江河床天然砂砾石料加工而成；各项指标应符合水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）及水工碾压混凝土施工规范（DL/T5112-2000）中的人工碎石质量标准；试验项目有：表观密度、吸水率、堆积密度、紧密密度、空隙率、超逊径含量、针片状含量、压碎值指标、含泥量。1.3 外加剂品种及掺量选择试验(1) 掺外加剂（缓凝高效减水剂、引气剂）混凝土试验；试验项目：减水率、坍落度损失、泌水率比、凝结时间差、抗压强度比、含气量。(2)“三掺”（掺粉煤灰、掺缓凝高效减水剂、掺引气剂）混凝

5、土试验。(3) 缓凝高效减水剂掺量与混凝土(碾压混凝土)凝结时间关系。1.4 混凝土级配试验将各级石子按不同比例混合测其紧密密度、空隙率；按最大密度法原理确定混凝土各级配石子比例。1.5 常态混凝土配合比设计试验1.5.1 试验目的通过混凝土配合比优选试验提出满足混凝土设计强度、耐久性、抗渗性能和施工和易性要求，并确保混凝土工程质量且达到经济合理的混凝土施工配合比。1.5.2 设计依据（1）混凝土配合比设计技术依据：“嘉陵江亭子口水利枢纽大坝土建与金属结构安装工程标”（合同编号：CDT-TZK/C-001-II）中的有关要求。（2）混凝土配合比设计及试验遵循水工混凝土试验规程（DL/T5150

6、-2001）和水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）和标书中的有关规定。1.5.3 常态混凝土配合比参数选择试验(1) 混凝土用水量选择及坍落度试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-5范围内，各混凝土拌和物和易性保持相应条件下进行各种常态混凝土配合比用水量试验选择。表19-5 常态混凝土坍落度 混凝土类型浇筑地点混凝土坍落度（cm）素混凝土或少筋混凝土14配筋率1的钢筋混凝土59(2)混凝土砂率选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-6范围内，各混凝土拌和物和易性保持相应条件下进行各种常态混凝土配合比砂率试验选择; 混凝土砂率是靠在试验拌和过程中逐步予以调整、选择出混凝土和易性好的为最

7、优砂率。(3) 混凝土水灰（胶）比的确定采用中热酸盐425水泥和普通硅酸盐42.5水泥，粉煤灰掺量为0、10%、15%、20%，水胶比为0.38、0.40、0.45、0.50,级配为二、三级配混凝土进行7d、14d、28d、90d抗压强度试验，确定混凝土水灰（胶）比和抗压强度之间的关系曲线、坍落度、含气量及每种配合比的其它技术特性，并呈报监理人审查。(4) 混凝土密度的检测确定。1.5.4 抗冲耐磨混凝土配合比参数选择试验 (1) 混凝土用水量选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-5范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比用水量试验选择。(2) 混凝土砂率选择试验混凝土

8、拌和物坍落度控制在表19-5范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比砂率试验选择; 混凝土砂率是靠在试验拌和过程中逐步予以调整、选择出混凝土和易性好的为最优砂率。(3) 混凝土水灰（胶）比的确定采用中热酸盐425水泥和普通硅酸盐42.5水泥，粉煤灰掺量为0、10%、15%，水胶比为0.30、0.35、0.40、0.45,根据不同结构部位选用一级配、二级配和三级配混凝土。混凝土进行7d、14d、28d、90d抗压强度试验，确定混凝土水灰（胶）比和抗压强度之间的关系曲线及每种配合比的其它技术特性，并报监理人批准。(4) 混凝土密度的检测确定。1.5.5泵送混凝土配合比参数选择

9、试验(1) 混凝土用水量选择试验混凝土拌和物坍落度控制在1218cm范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比用水量试验选择。(2) 混凝土砂率选择试验混凝土拌和物坍落度控制在1218cm范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比砂率试验选择，并不得低于40; 混凝土砂率是靠在试验拌和过程中逐步予以调整、选择出混凝土和易性好的为最优砂率。(3) 混凝土水灰（胶）比的确定采用中热酸盐425水泥和普通硅酸盐42.5水泥，粉煤灰掺量为0、10%、15%、20%，水胶比为0.38、0.40、0.45、0.5,根据不同结构部位选用一级配、二级配混凝土。混凝土进行7

10、d、14d、28d、90d抗压强度试验，确定混凝土水灰（胶）比和抗压强度之间的关系曲线及每种配合比的其它技术特性，并报监理人批准。(4) 混凝土密度的检测确定。1.5.6二期抗冲耐磨混凝土配合比参数选择试验(1) 混凝土用水量选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-6范围内，要求选择含软弱骨料少的坚硬骨料拌制抗冲耐磨混凝土，仓面坍落度的大小直接影响混凝土的抗冲耐磨性能，要求仓面坍落度13cm，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比用水量试验选择。(2) 混凝土砂率选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-6范围内，要求选择含软弱骨料少的坚硬骨料拌制抗冲耐磨混凝土，仓面坍落度的大小

11、直接影响混凝土的抗冲耐磨性能，要求仓面坍落度13cm，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比砂率试验选择; 混凝土砂率是靠在试验拌和过程中逐步予以调整、选择出混凝土和易性好的为最优砂率。(3) 混凝土水灰（胶）比的确定采用42.5的中热硅酸盐水泥，粉煤灰掺量为0、10%、15%，水胶比为0.30、0.35、0.40、0.45,选用二级配混凝土。混凝土进行7d、14d、28d、90d抗压强度试验，确定混凝土水灰（胶）比和抗压强度之间的关系曲线及每种配合比的其它技术特性，并报监理人批准。(4) 混凝土密度的检测确定。(5) 软弱骨料对混凝土的抗冲耐磨性能影响较大，其含量不得大于3%

12、。1.5.7二期泵送耐磨混凝土配合比参数选择试验(1) 混凝土用水量选择试验混凝土拌和物坍落度控制在1218cm范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比用水量试验选择。(2) 混凝土砂率选择试验混凝土拌和物坍落度控制在1218cm范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比砂率试验选择，并不得低于40; 混凝土砂率是靠在试验拌和过程中逐步予以调整、选择出混凝土和易性好的为最优砂率。(3) 混凝土水灰（胶）比的确定采用中热酸盐425水泥和普通硅酸盐42.5水泥，粉煤灰掺量为0、10%、15%、20%，水胶比为0.30、0.35、0.40、0.45,选用二级

13、配混凝土。混凝土进行7d、14d、28d、90d抗压强度试验，确定混凝土水灰（胶）比和抗压强度之间的关系曲线及每种配合比的其它技术特性，并报监理人批准。(4) 混凝土密度的检测确定。1.5.8二期钢纤维混凝土配合比参数选择试验(1) 混凝土用水量选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-6范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比用水量试验选择。(2) 混凝土砂率选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-6范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比砂率试验选择; 混凝土砂率是靠在试验拌和过程中逐步予以调整、选择出混凝土和易性好的为最优砂率，砂率为5060%，

14、最大不超过70%。(3) 混凝土水灰（胶）比的确定采用42.5的中热硅酸盐水泥，粉煤灰掺量为0、10%、15%，水胶比为0.30、0.35、0.40,选用一级配混凝土。混凝土进行7d、14d、28d、90d抗压强度试验，确定混凝土水灰（胶）比和抗压强度之间的关系曲线及每种配合比的其它技术特性，并报监理人批准。(4) 钢纤维的体积掺量为：当采用铣削型钢纤维掺量为0.8%，当采用剪切型钢纤维掺量为1.1%。(5) 根据强度试验结果调整水胶比和钢纤维体积率，确定施工配合比。1.5.9二期后张预应力混凝土配合比参数选择试验(1) 混凝土用水量选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-5范围内，各混凝土拌

15、和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比用水量试验选择。(2) 混凝土砂率选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-5范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比砂率试验选择; 混凝土砂率是靠在试验拌和过程中逐步予以调整、选择出混凝土和易性好的为最优砂率。(3) 混凝土水灰（胶）比的确定采用42.5的中热硅酸盐水泥，不掺粉煤灰，水胶比为0、0.25、0.30、0.35、0.38,选用二级配混凝土。混凝土进行7d、14d、28d、90d抗压强度试验，确定混凝土水灰（胶）比和抗压强度之间的关系曲线及每种配合比的其它技术特性，并报监理人批准。(4)外加剂：混凝土及灌浆用水泥浆中掺

16、用任何外加剂需经试验后报监理人批准(5)混凝土密度的检测确定。1.5.10二期预应力混凝土配合比参数选择试验(1) 混凝土用水量选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-5范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比用水量试验选择。(2) 混凝土砂率选择试验混凝土拌和物坍落度控制在表19-5范围内，各混凝土拌和物和易性保持相同条件下进行各种混凝土配合比砂率试验选择; 混凝土砂率是靠在试验拌和过程中逐步予以调整、选择出混凝土和易性好的为最优砂率。(3) 混凝土水灰（胶）比的确定采用42.5的中热硅酸盐水泥，不掺粉煤灰，水胶比为0、0.25、0.30、0.35、0.38,选用二级配

17、混凝土。混凝土进行7d、14d、28d、90d抗压强度试验，确定混凝土水灰（胶）比和抗压强度之间的关系曲线及每种配合比的其它技术特性，并报监理人批准。(4)外加剂：混凝土及灌浆用水泥浆中掺用任何外加剂需经试验后报监理人批准。(5)混凝土密度的检测确定。1.5.11 混凝土施工配合比确定(1) 混凝土配合比参数的确定根据以上的试验成果，结合设计要求，确定常态混凝土、抗冲耐磨混凝土及泵送混凝土配合比参数。(2) 混凝土性能试验及施工配合比确定根据已选定的混凝土配合比参数，进行混凝土性能验证试验，主要是验证混凝土的性能指标能否满足设计要求。混凝土试验内容：坍落度、混凝土温度、含气量、密度、泌水率、混

18、凝土凝结时间，7d、28d、90d、180d抗压强度、劈拉强度、极限拉伸、弹性模量，90d抗渗、抗冻。对大坝基础垫层、预应力闸墩及大体积混凝土还需做泊桑比、徐变、自身体积变和1d、3d、7d、14d、28d、90d绝热温升试验。根据混凝土试验成果对混凝土配合比参数做适当调整，提出施工配合比。1.6 碾压混凝土（含变态混凝土）配合比设计试验1.6.1 试验目的在满足混凝土设计强度、耐久性、抗渗性能等要求和施工工艺的前提下进行混凝土施工配合比优选试验。1.6.2 设计依据（1）碾压混凝土配合比设计技术依据：“嘉陵江亭子口水利枢纽大坝土建与金属结构安装工程标”（合同编号：CDT-TZK/C-001-

19、II）中的有关要求。（2）碾压混凝土配合比设计及试验遵循水工碾压混凝土施工规范（DL/T5112-2000）水工混凝土试验规程（SL352-2006）和标书中的有关规定。1.6.3 碾压混凝土性能要求(1) 相对高密度，在满足稠度条件下，尽可能增大骨料用量。(2) 层缝结合良好，以达到层缝处抗拉强度高、渗透性低。(3) 具有适合于振动碾压所要求的稠度。(4) 具有足够的粘聚性，使其在运输、摊铺中不发生分离。(5) 碾压混凝土性能应具有低发热量、高拉伸应变能力和高抗渗性能等特点。1.6.4 碾压混凝土配合比参数选择试验（1）碾压混凝土用水量选择试验碾压混凝土VC值控制在58s范围内，各碾压混凝土

20、拌和物和稠度保持相同条件下进行各种碾压混凝土配合比用水量试验选择。（2）碾压混凝土砂率选择试验为了达到较好的填充效果，以获得密实度较高的碾压混凝土，进行最佳砂率选择试验；浇筑仓面碾压混凝土VC值控制在58s范围内，以不陷振动碾为原则，各混凝土拌和物稠度保持相同条件下进行各种碾压混凝土配合比砂率试验选择；试验为在选定的骨料级配和水胶比下，分别采取不同的砂率拌制碾压混凝土，并测试碾压混凝土拌和物的密度，密度最大者对应的砂率即为最优砂率。（3）建立人工砂石粉含量与碾压混凝土稠度、强度的关系。（4）碾压混凝土水胶比的确定采用中热酸盐和普通硅酸盐42.5水泥，粉煤灰掺量为40%、50%、55%、60%，

21、水胶比为0.55、0.50、0.45、0.40二级配及三级配碾压混凝土成型，进行7d、14d、28d、抗压强度试验，确定抗压强度与水胶比、粉煤灰掺量的关系曲线，从而依据设计提出的“碾压混凝土技术指标”计算确定各强度等级碾压混凝土水胶比。（5）碾压混凝土密度的检测确定。1.6.5 碾压混凝土接缝砂浆配合比参数选择试验碾压混凝土接缝砂浆性能应与碾压混凝土性能一致,且有良好的柔和性、流动性和适宜的凝结时间,以利于摊铺和施工缝的良好粘结。(1) 接缝砂浆水胶比的确定采用中热酸盐和普通硅酸盐42.5水泥，粉煤灰掺量为40%、50%、55%、60%，水胶比为0.55、0.50、0.45、0.40进行7d、

22、14d、28d抗压强度试验，建立砂浆抗压强度与水胶比、粉煤灰掺量的关系，计算确定各强度等级接缝砂浆水胶比。(2) 建立水胶比与灰砂比的关系。(3) 接缝砂浆密度的检测确定。(4) 接缝砂浆配合比参数的确定。1.6.6 水泥掺合料浆液配合比参数试验(1) 水胶比与强度的关系。采用中热酸盐和普通硅酸盐42.5水泥，粉煤灰掺量为0、40%、50%、55%、60%，水胶比为0.55、0.50、0.45、0.40进行流动度、凝结时间以及7d、14d、28d抗压强度试验。(2) 水泥掺合料浆液密度试验确定。(3) 水泥掺合料浆液配合比的确定。1.6.7 变态混凝土配合比参数选择试验（1） 水泥及掺合料浆液

23、水泥及掺合料浆液同二级配碾压混凝土粉煤灰掺量、外加剂掺量一致。（2） 变态混凝土用水量及变态浆液加入量选择试验二级配碾压混凝土加入变态浆液（加入量按二级配碾压混凝土体积的5%10%）后坍落度控制在13cm范围内试验选择其用水量及变态浆液的变态浆液加入量。（3）变态混凝土砂率变态混凝土砂率同二级配碾压混凝土砂率一致。（4） 变态混凝土水胶比的确定采用中热酸盐和普通硅酸盐42.5水泥，粉煤灰掺量为0、40%、50%、55%、60%，水胶比为0.55、0.50、0.45、0.40二级配混凝土成型，进行7d、14d、28d抗压强度试验，确定抗压强度与水胶比、粉煤灰掺量的关系曲线，从而计算确定变态混凝土

24、水胶比。（5） 变态混凝土密度的确定。1.6.8 碾压混凝土（含变态混凝土）施工配合比确定(1)碾压混凝土（含变态混凝土）配合比参数的确定根据以上的试验成果，结合设计要求，确定混凝土配合比参数。(2)碾压混凝土（含变态混凝土）性能试验及施工配合比确定根据已选定的混凝土配合比参数，进行混凝土性能验证试验，主要是验证混凝土的性能指标能否满足设计要求。碾压混凝土试验内容为：VC值、混凝土温度、含气量、密度、泌水率、混凝土凝结时间，7d、14d、28d、90d、180d、360d抗压强度，28d、90d、180d劈拉强度，28d、90d抗渗、抗冻、容重、现场压实容重、轴向拉伸强度、弯曲强度、抗剪强度及原位抗剪强度，7d、14d、28d、90d、180d弹性模量，1d、2d、3d、7d、14d、21d、28d绝热温升试验；对大坝大体积混凝土还需做泊桑比、徐变、自身体积变形、比热、线膨胀及导热系数。根据混凝土试验成果对混凝土配合比参数做适当调整，提出碾压混凝土施工配合比。