水工混凝土配合比試驗工法.doc

水工混凝土配合比試驗工法 中國水利水電第四工程局二七年四月二十五日水工混凝土配合比試驗工法國家級工法編號：YJGF261-2006 田育功 高居生 胡宏峽 王煥 鄭凱1 前 言目前，我國在建的大壩中，高壩大庫的擋水建筑物主要以混凝土壩為主，水工混凝土質量的優(yōu)劣直接關系到大壩的施工質量、安全運行和使用壽命。由于水工混凝土工作條件的復雜性、長期性、重要性等特點，其設計指標或配合比試驗方法均與普通混凝土有很大區(qū)別。水工混凝土設計指標采用長齡期（90天或180天），抗?jié)B、抗凍、抗裂和溫控指標要求高，配合比設計采用大骨料級配、低膠材用量、高摻摻合料和外加劑，混凝土拌和物采用較小的坍落度（VC值）、良好的和易性、適宜的含氣量、同時滿足不同季節(jié)和不同氣候條件施工要求的凝結時間。為了達到混凝土高質量、高性能和經濟性的要求，混凝土配合比試驗工作尤為重要。在水利水電開發(fā)建設中，中國水利水電第四工程局作為混凝土高壩建設的主力，從五十年代的劉家峽水電站工程建設開始，截至目前，承擔的已建和在建混凝土大壩30多座，如：長江三峽水利樞紐，廣西百色碾壓混凝土主壩，黃河小浪底、拉西瓦、李家峽、龍羊峽、劉家峽、鹽鍋峽、萬家寨、八盤峽、沙坡頭等水電站，瀾滄江小灣水電站，金沙江金安橋水電站，南水北調中線穿黃、漕河渡槽工程，福建水口，甘肅龍首，寧夏，重慶江口，陜西藺河口，浙江周公宅，貴州光照以及埃塞俄比亞泰克則等水電站工程?；炷僚浜媳仁腔炷粮邏蔚暮诵募夹g，水工混凝土配合比試驗緊緊圍繞核心技術，在上述工程長期的實踐中，中國水利水電第四工程局在水工混凝土配合比試驗和科研項目實施過程中逐步形成了先進的、成熟的、可行的、具有鮮明特點的試驗工法。本工法即根據其中比較典型的水工混凝土配合比試驗及科研項目的程序和方法進行總結而成。2 工法特點2.1本工法是在長期的、大量的水利水電工程現場試驗過程中形成的，工法明顯區(qū)別于水工混凝土試驗規(guī)程，是對試驗規(guī)程的補充和完善，具有鮮明的實用性和可操作性。2.2工法嚴格按照水工混凝土設計指標要求，緊密結合工程所處的地域環(huán)境、氣候條件、施工條件和原材料特性，科學的規(guī)范了水工混凝土配合比試驗程序。2.3工法突出混凝土拌和物性能，重點研究新拌混凝土坍落度（VC值）、含氣量、凝結時間、表觀密度等性能與時間、時段、溫度變化的相互關系，為混凝土施工澆筑提供科學依據。2.4建立混凝土配合比試驗工藝流程，使混凝土配合比試驗科學、規(guī)范、合理、有序的進行。2.5試驗數據采用先進的計算機程序進行處理，保證試驗結果及時、科學、準確的整理分析。3 適用范圍適用于不同地域、氣候、施工條件下的水工建筑物大體積常態(tài)和碾壓混凝土配合比試驗。4 工藝原理4.1根據混凝土配合比設計指標，制定科學合理的技術路線和配合比試驗計劃，規(guī)劃布置試驗室，準備有代表性的、足夠的原材料，配合比試驗過程嚴格按照規(guī)程、規(guī)范和工法要求進行。4.2工法重點突出水工混凝土配合比的拌和物性能，關鍵技術是對新拌混凝土坍落度（VC值）、含氣量、凝結時間、表觀密度等性能與時間、時段、溫度變化等相互間的關系進行研究，找出其內在規(guī)律。4.3按照工法進行配合比試驗，確保試驗結果的準確可靠，提交滿足設計、施工要求且經濟合理的施工配合比。5 施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程原材料準備坍落度(VC)值試驗混凝土成型混凝土養(yǎng)護配合比使用調整混凝土拌和測站設置新拌混凝土 性能試驗檢 核 現場試驗室布置 設備、儀器檢驗與校準根據混凝土設計指標和控制指標要求制定技術路線、編制試驗計劃原材料試驗新拌混凝土前期準備硬化混凝土含氣量試驗含砂評定凝結時間表觀密度YES有問題測試有問題試驗結果處理混凝土絕熱溫升硬化混凝土試驗施工配合比選定NO有問題5.2操作要點5.2.1編制試驗計劃根據混凝土設計指標和控制指標要求，按照不同工程地域、氣候條件、施工條件、原材料特性情況，制定合理的技術路線，編制科學的 “水工混凝土配合比試驗”計劃。 5.2.2現場試驗室由于水工混凝土配合比試驗是在施工現場進行，所以現場試驗室是保證混凝土配合比試驗的首要條件，應根據試驗項目和現有條件科學合理的布置現場試驗室，一般布置12間18間試驗工作間。拌和間是水工混凝土配合比試驗的最重要工作間，應高度重視拌和間的布置。一般試驗拌和間應有50m280m2的面積，用于布置攪拌機、拌和鋼板、振動臺、水池、料倉、工作臺等。1 攪拌機：由于水工大體積混凝土大粒徑的特點，攪拌機必須有足夠的拌和容量，采用自落式攪拌機一般為100L150L，強制式攪拌機一般為60L100L。2 拌和鋼板：鋼板尺寸應滿足長寬厚（2000mm2500mm）(1500mm2000mm)(8mm10mm)的要求。鋼板一般縱向垂直對齊攪拌機出料口，水平擺放且比地面低50mm或在鋼板周邊焊接50mm角鐵，這樣方便混凝土拌和的連續(xù)試驗。同時鋼板側面應布置有排水的集水沉淀池。3 振動臺：振動臺臺面尺寸一般為（1000mm10mm）（1000mm10mm），表面平整光潔，頻率在503Hz，振幅0.50.02mm，安裝在不妨礙其它試驗和操作的位置，要求臺面水平。4 料 倉：一般在拌和間端部靠墻布置45個高90cm110cm的料倉，分別堆放試驗用的飽和面干砂料和粗骨料，其中砂料倉應足夠大。料倉上部可預制搭建工作臺，放置水泥、粉煤灰等材料及工器具。5力學間：力學間的面積應保證各種材料試驗機的布置、安裝、維護、檢修和試驗人員的正常操作等不受影響，面積一般為40 m260m2。根據力學試驗內容，一般配置100KN和1000KN萬能材料試驗機、2000KN壓力試驗機及相關的附件等。全級配混凝土力學性能試驗配置5000KN10000KN的壓力試驗機。6養(yǎng)護室：養(yǎng)護室嚴格按溫度、濕度要求布置。根據混凝土工程量、取樣頻率、養(yǎng)護齡期以及施工高峰期等因素，確定養(yǎng)護室面積一般為40m280m2，屋頂宜采用混凝土預制密封。5.2.3原材料的準備為了保證試驗結果的一致性、準確性、連續(xù)性以及成果分析，混凝土配合比試驗原材料準備工作十分重要。水工混凝土配合比試驗用的原材料（水泥、摻合料、骨料、外加劑等）試驗樣品，必須按材料用量計劃備足同一批次的、具有代表性的工程實際使用樣品，盡量避免二次取樣，防止原材料波動導致試驗結果的差異，這是保證高質量配合比試驗的前提。各種材料應根據計劃提前檢測，掌握配合比試驗所需原材料的品質和性能。 1 膠凝材：水泥、摻合料等膠凝材料保存應避免受潮，一般采用塑料薄膜等防潮材料密封包裹。試驗拌和時，應把膠凝材料拆包分別裝入帶蓋的塑料大桶容器，盛料應使用專門的器具，每次盛完料后應及時加蓋，保持膠凝材料原狀。2 骨料：骨料需要提前一天堆放到室內料倉，宜滿足飽和面干狀態(tài)，表面覆蓋濕麻袋保持濕潤。每天拌和前，對室內料倉存放的骨料進行翻拌均勻，并檢測骨料含水率，為配合比計算提供依據。3 外加劑：外加劑溶液需要提前一天進行配制，且足量。一般減水劑濃度為10%20%,引氣劑濃度為1%2%。同時應對外加劑配制難易程度、是否沉淀進行觀察評定，為拌合樓外加劑溶液配制和控制提供依據。5.2.4混凝土拌和混凝土拌和試驗是配合比試驗的重點，拌和間室內溫度保持在1525?；炷涟柚魄埃话悴捎门c配合比相近的砂漿或小級配混凝土進行攪拌機攪拌掛漿，出機用于拌和鋼板掛漿。第一罐新拌混凝土一般僅用于初步評判，不用于正式成型。水工混凝土不宜采用人工拌和，原因是拌和量少、骨料粒徑大、外加劑機理以及邊界條件影響等因素，容易造成拌和結果與機械拌和存在較大差異。1 拌和容量：考慮拌和條件邊界效應的影響，混凝土拌和最小容量一般不宜少于攪拌機容量的1/3，以保證拌和物的均勻性、穩(wěn)定性。2 投料順序：應通過試驗確定。自落式攪拌機投料順序一般為粗骨料、膠凝材、水和外加劑混合溶液、細骨料；強制式攪拌機投料順序一般為細骨料、膠凝材、水和外加劑混合溶液、粗骨料。其中，應在計算好的水中盛出少量水以備沖洗盛外加劑容器，然后將外加劑溶液倒入剩余水中。3 拌和卸料：按規(guī)定時間攪拌好的混凝土卸料后，應用鏝刀將罐內的漿體盡量刮凈，然后將攪拌機恢復到原位，及時遮蓋濕麻袋或加蓋，防止攪拌機內干燥，以備連續(xù)拌和。刮出的漿體和出機的新拌混凝土混合翻拌三遍，觀察評定混凝土外觀和勻質性。用于成型的新拌混凝土，應及時用濕麻袋覆蓋，避免坍落度損失過快影響試驗結果。5.2.5和易性試驗大量試驗發(fā)現，新拌混凝土表面水分蒸發(fā)、水泥水化等原因造成新拌混凝土的坍落度、含氣量經時損失不可避免，因此，對設計的混凝土配合比要進行大量反復的試拌，掌握混凝土拌和物的穩(wěn)定性和規(guī)律性，這是配合比試驗的關鍵。試驗時，儀器和工具與新拌混凝土接觸部分應提前潤濕或掛漿。1 過濕篩：對出機的新拌混凝土進行拌和物性能試驗時，若骨料粒徑大于40mm，應采用濕篩法剔除大于40mm粒徑骨料，篩前應用噴霧器或濕拖把對方孔篩潤濕。過濕篩后的拌和物，需兩人采用小方鐵鍬對翻三遍。2 溫度測試：將溫度計插入出機后的混凝土中50mm100mm，溫度測試完備后方可拔出溫度計，同時記錄室溫。3 坍落度(VC值)：一般兩人同時在鋼板上平行進行坍落度試驗，減小人為誤差；碾壓混凝土VC值一般測試兩次。同時，需要進行坍落度(VC值)的經時損失試驗，為施工提供依據。4 含氣量：對抗凍等級要求高的水工混凝土，含氣量測試采用精密含氣儀。裝料時嚴禁工具碰撞含氣儀量缽沿口，試驗后應及時對含氣儀氣閥保護清洗。同時，要進行含氣量與坍落度(VC值)經時損失的關系試驗，為拌合樓質控、施工澆筑及混凝土耐久性提供依據。5 含砂評定：含砂情況對混凝土性能有很大影響，一般采用三種方法評定：一是用鏝刀抹混凝土拌和物表面，二是通過振動臺振實過程中測試試模內混凝土泛漿情況，三是在倉面觀測振搗器振搗時混凝土泛漿情況。6 表觀密度試驗：表觀密度試驗采用原級配混凝土，四分法裝料，用振動臺試驗。常態(tài)混凝土一次性裝料，碾壓混凝土分層裝料，以混凝土振實泛漿為準。7 凝結時間：對新拌混凝土拌和物過5mm濕篩，將砂漿裝入凝結時間試模。常態(tài)混凝土臨近初凝、終凝時應加密試驗，碾壓混凝土按等時段（每隔1h2h）進行試驗。試驗數據宜采用計算機計算繪圖。5.2.6混凝土成型1 成型粒徑：采用標準試模進行成型時，混凝土拌和物的骨料最大粒徑不得超過試模最小斷面尺寸的1/3，用于成型強度、彈模、抗?jié)B、抗剪、抗折等試驗的混凝土過40mm濕篩；用于成型極限拉伸、抗凍、干縮、濕脹等試驗的新拌混凝土過30mm濕篩；過篩后拌和物必須翻拌均勻。全級配試驗采用450mm450mm450mm和450mm900mm試模。2 試模裝料：成型前，試模內壁應均勻刷油，以不浸紙為宜；成型時，應將同型號試模放在混凝土拌和物旁擺放整齊，采用小方鐵鍬按試模對角線正反方向均勻裝料，避免骨料集中。碾壓混凝土、全級配混凝土成型時需注意分層裝料。3 試模振搗：混凝土成型時需用振動臺機械振實；由于人工插搗成型試驗結果偏差大，不宜采用。振實過程中，可用抹刀光面貼試模內壁插數下，以排除氣泡空隙及使骨料表面布漿。碾壓混凝土振動成型以泛漿為準。全級配混凝土成型宜采用軟軸振搗棒進行插搗。4 抹面編號：成型后試件擺放位置要做好標識，及時抹面編號，編號一般分三行編寫，三行分別為試驗編號、齡期、試驗日期。5 試件拆模：試件編號后宜及時放入養(yǎng)護室養(yǎng)護，也可采用薄膜覆蓋并加蓋濕麻袋保濕。拆模時間視混凝土強度等級、粉煤灰摻量、凝結時間以及氣候條件決定。拆模后的試件應及時送入養(yǎng)護室養(yǎng)護。5.2.7混凝土養(yǎng)護養(yǎng)護是保證硬化混凝土性能、試驗結果精度十分重要的必要條件。1 養(yǎng)護室條件：必須滿足溫度203、濕度大于95%的保濕保溫條件，應安裝恒溫恒濕自動控制儀、噴霧設施和空調等措施。2養(yǎng)護室安全：養(yǎng)護室內應配制36v的低壓安全燈，進出養(yǎng)護室應配置自動切斷電源裝置或醒目警示標志。3 養(yǎng)護架：一般采用50mm角鋼(或32 mm鋼筋)以及10mm14mm的鋼筋制作養(yǎng)護架，一般養(yǎng)護架尺寸長寬高為(1500mm2000mm)(500mm600mm)(1400mm1600mm)，每層高度宜為250mm300mm，分為5層6層。4 試件擺放：混凝土試件擺放間距為10mm20mm，試件按試驗日期擺放在規(guī)定月份的養(yǎng)護架上，方便試驗和檢查。5.2.8硬化混凝土試驗硬化混凝土試驗必須符合規(guī)程規(guī)范的要求。試驗時，混凝土試件從養(yǎng)護室取出后要注意保濕，及時進行試驗。1 物理力學試驗：強度、彈模、抗剪、抗彎等試驗一般采用1000kN2000kN的試驗機，極限拉伸一般采用100kN300kN的試驗機。若進行全級配混凝土試驗，根據強度等級，一般采用5000kN10000kN的試驗機。 2 抗凍試驗：宜采用微機自動控制的風冷式快速凍融機。試驗前，抗凍試件至少在養(yǎng)護室標準溫度的水中浸泡4天；試驗時，擦去試件表面水分，測試試件的初始質量和自振頻率，基準值一定要測試準確。3 抗?jié)B試驗：采用混凝土抗?jié)B試驗儀進行試驗。試件到齡期后，從養(yǎng)護室取出試件，待表面晾干后，用鋼絲刷將圓錐體側面浮漿清除，然后用毛刷刷去粉塵。一般在試件側面采用水泥黃油膩子密封，其比例：水泥：黃油3：14：1。在試件側面將配制好的密封材料用三角刀均勻刮涂1mm2mm厚，然后將試件套入抗?jié)B試模中，在試驗機上用100kN200kN的力將試件壓入套模中。試驗結束后，及時將試件在試驗機上退出、劈開、標記，測量滲水高度。4 干縮試驗：干縮室必須安裝空調，確保恒溫干燥條件，試驗采用臥式測長儀，門上應留有玻璃觀察窗，防止試驗時發(fā)生意外。5 數據處理：試驗數據宜采用計算機處理，編制相應的計算處理程序。記錄應符合國家計量認證或實驗室認可要求。5.2.9絕熱溫升試驗在絕熱條件下，測定混凝土膠凝材料（包括水泥、摻合料等）在水化過程中的溫度變化及最高溫升值，為混凝土溫度應力計算提供依據?；炷两^熱溫升試驗采用絕熱溫升測定儀，儀器置于205的清潔、無腐蝕氣體的絕熱溫升室內進行。由于絕熱溫升試件體積大、比較笨重，人工裝卸困難，所以，在絕熱溫升室內安裝起吊設施，一般采用橫梁和倒鏈?；炷两^熱溫升試驗采用原級配。試驗前24h應將混凝土原材料放在205的室內,使其溫度與室溫一致；試驗時必須嚴格按照提供的混凝土配合比進行拌和試驗，拌和物滿足和易性要求后，方可進行絕熱溫升試驗。制作試件的容器內壁應均勻涂刷一層黃油或其它脫模劑，便于脫模，成型時將拌制好的原級配混凝土拌和物分兩層裝入容器中，每層均用搗棒插搗密實，在試件的中心部位安裝一只紫銅測溫管或者玻璃管，管內盛少量變壓器油，插入中心溫度計，用棉紗或橡皮泥封閉測溫管管口，以防混凝土或漿液落入管內，然后蓋上容器上蓋，全部封閉。用倒鏈把裝入好的混凝土絕熱溫升試件連同容器放入絕熱室內，啟動儀器開始試驗，直到規(guī)定的試驗齡期，并做好實驗記錄。其中混凝土從拌和、成型到開始測讀溫度，應在30分鐘內完成。試驗結束后，打開絕熱室的密封蓋，取出中心溫度計，用倒鏈把混凝土絕熱溫試件連同容器從絕熱室內提出，小心脫模，防止脫模過程中弄壞容器。5.2.10施工配合比選定根據混凝土設計指標、施工要求以及現場復核試驗結果，并進行技術經濟分析比較，確定科學合理的混凝土施工配合比。5.2.11施工配合比調整混凝土配合比在使用中，應根據施工現場的條件變化和原材料的波動情況，及時對配合比進行調整。但關鍵參數，如水膠比、單位用水量、粉煤灰摻量一般不允許調整；一般根據現場砂子細度模數、粗骨料超遜徑、氣溫和含氣量變化，對砂率、級配、外加劑摻量等按配合比參數關系規(guī)律進行調整。5.3勞動組織5.3.1組織機構根據水工混凝土配合比試驗程序和方法的特點，采用的試驗室組織機構參見圖5.3.1。主任副主任拌合間力學間資料室干縮室養(yǎng)護室絕熱溫升室抗凍抗?jié)B間水泥間化學間圖5.3.1 試驗室組織機構圖5.3.2勞動力組織混凝土配合比試驗共16人，其中混凝土拌和人員12人可穿插作業(yè)，參見表5.3.2。表5.3.2 試驗人員組織安排表項目人數工作范圍試驗計劃編制2根據混凝土設計指標和控制指標要求，編制詳細、具體的混凝土配合比試驗計劃。組織實施2混凝土配合比試驗人、材料、設備等資源合理布置資料2對試驗數據整理、分析。混凝土拌和配料單2配料單計算、校核原材料計量、投料6按配料單進行膠凝材料、骨料、外加劑、水等材料稱量，按規(guī)定順序將材料投到攪拌機。拌和物性能試驗4坍落度(VC值)、含氣量、凝結時間、表觀密度測試?；炷脸尚?、養(yǎng)護4成型、抹面、編號、拆模、養(yǎng)護等。熱學試驗2絕熱溫升等試驗。硬化混凝土物理力學試驗3抗壓、劈拉強度（抗剪）等試驗。耐久性試驗3抗凍、抗?jié)B等試驗。變形試驗4極拉、彈模、干縮等試驗。6 材料與設備6.1材料水工混凝土配合比試驗所需主要材料見表6.1。表6.1 水工混凝土配合比試驗主要材料序號名稱品種原則作用1水泥中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥等根據工程部位、技術要求和環(huán)境條件滿足混凝土配合比各項性能要求，降低混凝土發(fā)熱量，抵抗環(huán)境侵蝕 2摻合料粉煤灰、火山灰、礦渣微粉、硅粉、粒化電爐磷渣、氧化鎂等根據工程技術要求、摻合料品質和資源條件，通過試驗論證具有改善混凝土性能、提高混凝土質量，降低混凝土水化熱，抑制堿骨料反應，節(jié)約水泥，降低成本3骨料細骨料天然砂、人工砂質地堅硬、潔凈、級配良好保證混凝土和易性和工作性能,提高混凝土密實性能等4粗骨料卵石、碎石優(yōu)質、經濟、就地取材保證混凝土質量,決定混凝土強度和耐久性等5外加劑高效減水劑、緩凝高效減水劑、高溫緩凝劑、引氣劑根據工程混凝土設計指標要求改善混凝土和易性、節(jié)約材料、調整施工性能、提高強度和耐久性等6水飲用水符合國家標準水泥水化膠結和混凝土流動性作用6.2機具設備水工混凝土配合比試驗所需主要儀器設備見表6.2。表6.2 水工混凝土配合比試驗主要儀器設備序號設備名稱規(guī)格型號單位數量用途1膠砂攪拌機JJ-5臺1水泥、摻合料、外加劑、骨料物理試驗2膠砂振實臺ZS-15臺13高溫爐SX2-4-1300臺14水泥膠砂流動度測定儀NLD-2臺15凈漿標準稠度凝結時間測定儀(ISO)臺16雷式夾膨脹測定儀LD-50臺17水泥比表面積測定儀DBT-127臺18水泥標準養(yǎng)護箱40超聲加濕臺19電熱鼓風干燥箱101-2臺110水泥雷式沸煮箱FZ-31臺111水泥負壓篩析儀FYS-150B臺112水泥電動抗折機5000臺113水泥壓力試驗機YAW-300B臺114水泥凈漿攪拌機160B臺115恒溫水浴鍋HHS-6臺1水泥、摻合料、外加劑、骨料、水等化學試驗16火焰光度計6400A臺117分析天平萬分之一、千分之一臺218酸度計PHS-3C臺119粘度計NDJ-1臺120電動沉淀離心機LDZ-4-8臺121分光光度計7230G臺122自落式混凝土攪拌機100-150臺1混凝土拌和物性能試驗23強制混凝土攪拌機60-100臺124拌和鋼板塊125骨料篩方孔孔徑40mm、30mm套126表觀密度筒20L-80L(壁厚3mm)套127坍落度筒只528維勃工作度儀HGC-1臺229混凝土含氣量測定儀H-2783臺230混凝土振動臺1m2臺131混凝土貫入阻力儀HT-80臺132恒溫恒濕自控儀全自動臺133壓力試驗機YE-2000臺1硬化混凝土試驗34萬能材料試驗機WE-1000B臺135萬能材料試驗機WE100300臺136極限拉伸儀YJ-26臺137彈性模量測定儀臺138混凝土快速凍融機風冷式CDR-2臺139動彈測定儀(抗凍試驗)QL-101臺140抗?jié)B儀HP-40型臺141混凝土臥式測長儀SP-540臺142絕熱溫升儀臺1熱學試驗7 質量控制7.1 質量標準采用本工法試驗，除嚴格執(zhí)行水工混凝土試驗規(guī)程（DL/T5150-2001）、水工混凝土施工規(guī)范（DL/T5144-2001）、水工碾壓混凝土試驗規(guī)程（SL48-94）、水工碾壓混凝土施工規(guī)范（DL/T5112-2000）以及與工法相關的國家行業(yè)標準、現行法律法規(guī)外，結合本工法特點注意以下質量標準：1.實際工程設計技術條款要求；2.試驗室編制并被批準的試驗室質量管理體系文件和混凝土配合比試驗計劃；7.2 質量保證措施1.試驗室應具備計量認證(或國家試驗室認可資質)，推行“全面質量管理，質量第一”的方針，實行嚴格的科學管理，有效地控制影響檢測質量的各個要素，確保檢測數據和檢測結果的真實性、準確性和完整性。2. 檢驗與校準：試驗室用于混凝土檢測的儀器設備檢定合格后，才能用于各類試驗中，以確保量值傳遞的準確性。3.試驗室檢測試驗人員經考核，應取得試驗資格上崗證。并定期參加學習培訓，不斷提高技術業(yè)務能力。4.試驗室定期組織與權威的國家認定第三方檢測機構進行比對試驗，以驗證環(huán)境設施標準性、儀器設備精確性、檢驗過程規(guī)范性及試驗人員的操作水平，提高試驗檢測能力。5. 為保證混凝土配合比試驗的順利進行，試驗要配備足夠合理的人員，確保所有操作專門設備、從事檢測和評價結果以及簽署檢測報告人員的能力。8 安全措施1.嚴格遵照執(zhí)行國家、地方和行業(yè)安全方面的法律、法規(guī)、標準和試驗室安全體系的要求進行試驗操作，建立完善的職業(yè)健康安全管理體系，編制安全操作規(guī)程。試驗人員必須經過安全方面的培訓，清楚所使用儀器的安全操作規(guī)程，熟練掌握安全用電、用水等方面的常識和知識。2.試驗前后，對所有使用的電器控制閘刀、電器、線路連接進行檢查，開關控制到位。3.試驗前后，對試驗儀器狀態(tài)進行檢查，試驗人員必須熟悉操作規(guī)程。4.養(yǎng)護室需配置低壓照明系統(tǒng)，進出養(yǎng)護室必須有自動控制電源的開關或明顯標志。5.化學試驗使用的各類藥品分櫥存放，嚴格管理，使用前后做好登記；對特殊藥品按要求的試驗過程嚴格控制，并作明顯標識。6.各類試驗中，必須嚴格按程序操作，杜絕人身傷害事故的發(fā)生。7.在試驗過程中如果發(fā)生安全事故，試驗人員應根據所掌握的安全知識和專業(yè)知識迅速采取應急措施，事故的處理依照有關的事故、不符合項與預防措施控制程序執(zhí)行。9 環(huán)保措施1.嚴格遵照執(zhí)行國家、地方和行業(yè)在環(huán)境保護方面的法律、法規(guī)和標準，建立完善的環(huán)境管理體系，編制環(huán)境保護相關程序文件規(guī)定。試驗人員必須經過環(huán)保知識方面的培訓，清楚所使用儀器、設備和材料對環(huán)境所帶來的危害，并控制試驗操作對環(huán)境所造成的危害程度，貫徹執(zhí)行的國家、地區(qū)及行業(yè)等有關環(huán)境保護法規(guī)中規(guī)定的環(huán)保指標。2.試驗室應保持整潔、有序、安靜、衛(wèi)生，對檢測中形成的殘渣、雜物和有害物質應實施嚴格的控制和管理，達到環(huán)境保護的要求。3.在試驗過程中如遇到相鄰區(qū)域的互相干擾或影響時，應進行有效隔離措施，防止交叉污染。如實施隔離后仍達不到規(guī)定要求，應暫停試驗檢測活動,待具備條件再進行試驗。4.試驗人員應在檢驗開始、檢驗中間、檢驗完成后檢查和記錄環(huán)境監(jiān)控參數，避免環(huán)境條件發(fā)生偏離后給檢驗結果造成不良影響。10 效益分析中國水利水電第四工程局在長期不斷的水工混凝土配合比試驗中，始終堅持實踐總結提升創(chuàng)新，形成了一套在理論成熟、技術先進、操作簡便、數據準確、經濟合理的水工混凝土配合比試驗工法。水工混凝土配合比試驗工法對提升混凝土大壩核心技術起到了有力的支持作用。特別是中國水電四局承擔建設的長江三峽水利樞紐工程、廣西百色水利樞紐碾壓混凝土主壩工程、黃河拉西瓦水電站工程高拱壩、瀾滄江小灣水電站工程高拱壩等工程，通過采用本工法試驗確定的混凝土配合比，具有技術先進、實用性強、經濟和社會效益顯著等鮮明特點，達到國內領先和國際先進水平。1.長江三峽水利樞紐工程二期左岸廠房壩段、三期右岸廠房壩段，1997年9月至2006年5月，由中國水利水電第四工程局試驗中心進行大壩混凝土配合比試驗，提交的大壩混凝土施工配合比技術經濟指標先進，該配合比在三峽成功應用。僅左岸廠房壩段施工配合比與中標配合比費用相比，節(jié)約投資約3600萬元。2.廣西百色水利樞紐碾壓混凝土主壩工程，2002年1月至2006年12月，針對百色碾壓混凝土采用輝綠巖骨料，人工砂石粉含量高等不利情況，進行了輝綠巖人工砂石粉在碾壓混凝土中的利用研究課題，取得了大量的碾壓混凝土筑壩技術科研成果，保證了百色碾壓混凝土主壩施工，取得了顯著的社會效益。3.黃河拉西瓦水電站工程混凝土配合比試驗，于2003年4月開始，針對高原高寒地區(qū)的混凝土耐久性特級抗凍等級F300的情況下，通過技術創(chuàng)新，深化試驗研究，在混凝土單位用水量、膠材用量、耐久性能和抗裂性能等方面達到了國內領先、國際先進水平，施工和質量控制結果表明，提交的施工配合比與現場應用結果十分吻合，創(chuàng)造了良好的技術和經濟效益。11 應用實例廣西百色主壩工程碾壓混凝土配合比試驗11.1工程概況廣西右江百色水利樞紐碾壓混凝土主壩工程位于百色市上游22公里的右江河段上，多年平均氣溫22.1，實測最高氣溫42.5，實測最低氣溫-2.0，水庫總庫容56.6億m3，其中防洪庫容16.4億m3。樞紐工程由碾壓混凝土重力壩、地下發(fā)電廠房系統(tǒng)、兩座副壩和通航建筑物組成。碾壓混凝土重力壩最大壩高130m，壩頂全長720m。本工程共有混凝土工程量約261萬m3，其中碾壓混凝土為218萬m3。碾壓混凝土施工工期從2003年1月到2006年12月，總工期4年。根據技術條款以及混凝土設計變更，百色水利樞紐主壩工程碾壓混凝土設計指標見表11.1。表11.1 碾壓混凝土設計指標表類別混凝土標號(MPa)最大骨料直徑(mm)粉煤灰取代最大限量(%)抗?jié)B標號抗凍標號極限拉伸值(10-6)表觀密度 (kN/m3)使用部位1R180156063S4D507024.53壩體內部混凝土2R180204058S10D507524.53防滲層，3A、3B，6A9B壩下游面164至220米高程3Rv2040/S10D508024.53變態(tài)混凝土，壩體表面，岸坡壩段基礎上游側部位4Ev1560/S4D508024.53變態(tài)混凝土，壩體外表面，廊道、孔洞周邊，岸坡壩基11.2 原材料試驗水泥：根據設計要求，碾壓混凝土配合比試驗采用廣西田東525中熱硅酸鹽水泥，檢測結果表明：水泥物理和化學指標符合標準。粉煤灰：碾壓混凝土試驗采用的粉煤灰為云南曲靖級粉煤灰和貴州盤縣級粉煤灰，檢測結果表明：兩種粉煤灰均符合級粉煤灰指標要求。骨料：百色工程采用輝綠巖人工骨料，在水工大體積混凝土中的應用在國內尚屬首次。輝綠巖人工骨料密度大，達到3.0g/cm3以上，硬度大、彈模高、加工難，特別是輝綠巖人工砂石粉含量很高、粒徑級配較差、需水量比遠遠高于國內采用的其它品種人工骨料，比一般人工骨料拌制的混凝土多用水30 kg/m340kg/m3。外加劑：通過試驗優(yōu)選，確定碾壓混凝土選用緩凝高效減水劑ZB-1RCC15，常態(tài)混凝選用緩凝高效減水劑JM-，引氣劑為DH9。11.3混凝土配合比試驗中國水利水電第四工程局嚴格按照水工混凝土配合比試驗工法進行了配合比試驗，按時提交了高質量碾壓混凝土施工配合比，保證了大壩混凝土按期澆筑和高溫期的快速施工。11.3.1配合比試驗參數根據設計要求，主壩碾壓混凝土的強度保證率不得低于80%。碾壓混凝土配合比采用最大密度法設計，針對百色輝綠巖人工骨料密度大、需水量大的特點，碾壓混凝土施工配合比試驗參數見表11.3.1。表11.3.1 碾壓混凝土施工配合比試驗參數表試驗編號混凝土等級級配水膠比試驗參數(%)材料用量(kg/m3)VC值(s)石粉含量(%)粉煤灰砂率ZB-1RCC15DH9水水泥粉煤灰砂石表觀密度BR-1R18020S10D500.5060381.50.0159878118837136625003-820BR1-10.5060381.20.01510282122833135925003-820BR-2R18015S2D50準0.6065341.5885196780151326503-820BRF-3準0.6065341.29354101775150526503-82011.3.2配合比試驗結果在固定人工砂石粉含量20%的條件下，VC值滿足施工要求，拌和物液化泛漿快，塑性好，骨料包裹充份，不分離；振實后的混凝土表層漿體均勻，密度大，有一定彈性和粘聚性，可碾性好。碾壓混凝土配合比試驗結果說明：為了滿足碾壓混凝土凝結時間要求，級配摻1.2%、準級配摻1.5%的ZB-1RCC15外加劑；在人工砂石粉含量較高時(石粉含量23.6%)，由于高摻外加劑的高減水作用，碾壓混凝土拌和物可碾性明顯改善，在設計的單位用水量不變的條件下，碾壓混凝土的VC值符合要求，大壩迎水面和內部180天抗壓強度分別達到33.8MPa和26.0MPa，與其它各項性能指標同時滿足設計和施工要求。11.3.3 碾壓混凝土性能與施工條件關系試驗在配合比試驗基礎上，中國水利水電第四工程局結合工程地域、氣候、材料條件，嚴格按照試驗工法開展了一系列試驗研究。1 輝綠巖人工砂石粉含量對碾壓混凝土性能影響試驗采用石粉含量分別為14%、16%、18%、20%、22%、24%的水洗混合砂進行碾壓混凝土拌和物性能、力學性能、耐久性、變形性能以及干縮等試驗。結果說明：1)隨人工砂石粉含量的降低，碾壓混凝土總表面積相應減小,用水量呈規(guī)律性的降低。2)過高的輝綠巖石粉對碾壓混凝土含氣量有不利影響。3)輝綠巖人工砂石粉對碾壓混凝土凝結時間影響較大，石粉含量降低，初凝時間延長。4)石粉含量對強度有較大的影響，石粉含量在16%18%范圍時，碾壓混凝土密實度和強度最優(yōu)。5)隨著石粉含量的降低，碾壓混凝土干縮率有規(guī)律的減??；隨齡期延長，碾壓混凝土干縮率有規(guī)律的增大。2 高溫條件碾壓混凝土凝結時間試驗研究1) 通過比選選出適應高溫氣候條件施工的改進型緩凝高效減水劑。2)掌握了溫度條件與碾壓混凝土凝結時間、外加劑摻量的關系規(guī)律。3)確定了根據溫度、風速變化和太陽照射情況，調整緩凝外加劑用量，解決高溫氣候條件碾壓混凝土凝結時間嚴重縮短的難題，滿足不同氣溫條件和各項技術指標的大壩碾壓混凝土施工配合比見表11.3.3。 表11.3.3 不同氣溫條件大壩碾壓混凝土施工配合比表序號工程部位混凝土設計要求級配水膠比砂率(%)粉煤灰(%)ZB-1RCC15(%)DH9(%)用水量(kg/m3)表觀密度(kg/m3)VC值/坍落度1大壩迎水面R18020S10D500.5038580.8/1.0/1.20.01510626003-8s2大壩內部R18015S2D50準0.6034630.8/1.0/1.50.0159626503-8s說明： 在溫度小于25, ZB-1RCC15摻量0.8，在溫度大于25時，ZB-1RCC15摻量1.0，當溫度大于28且曝曬的情況下，ZB-1RCC15摻量1.5%。11.4輝綠巖人工砂石粉在碾壓混凝土中應用11.4.1輝綠巖人工砂石粉特性百色工程是國內國外采用輝綠巖人工骨料進行水工大體積混凝土施工的首例。由于輝綠巖骨料自身特性和巴馬克干法生產，人工砂級配不連續(xù)，2.5mm以上粗顆粒多達35%左右，0.16mm2.5mm顆粒僅占40%左右，石粉含量高達20%24%，粒徑小于0.08mm微粉顆粒占石粉的40%60%，粗細顆粒兩極分化。石粉很細、需水量高，但對混凝土有填充密實作用。11.4.2石粉摻合料碾壓混凝土性能1可碾性：當石粉作為摻合料等量替代部分粉煤灰后，碾壓混凝土表面積減小、孔隙率減小，在用水量保持不變時，水泥漿包裹充分，碾壓混凝土拌和物液化快，可碾性好，提高了密實性。2 用水量：碾壓混凝土在外加劑摻0.8%時、VC值相近時，用水量隨石粉摻合料用量增大而降低，石粉摻合料每增加8kg/m3，用