1、目 录一、工程概况1二、技术要求和试验依据.1三、配合比设计思路.2四、原材料及其检测.2 1、水泥.2 2、粉煤灰.3 3、砂石骨料.4 4、外加剂.7 5、水.10五、掺配试验.10六、混凝土配合比设计试验16 1、混凝土配制强度. 16 2、混凝土配合比设计试验.17 2.1混凝土拌合物力学性能试验.17 2.2混凝土变形性能试验.31 2.3混凝土耐久性能试验.38 2.4混凝土热学性能试验.40七、初选混凝土配合比42八、配合比优选试验45九、面板混凝土抗裂性能分析51十、结论.55十一、说明.56十二、附件.56黄河积石峡水电站工程面板混凝土配合比试验研究成果报告 一、工程概况积石2、峡水电站位于青海省循化县境内的黄河干流积石峡出口处，是继龙羊峡、拉西瓦、李家峡、公伯峡等大型水电站之后的第五座大型梯级水电站，该工程是以发电为主，兼顾灌溉、防洪等综合利用的水利枢纽工程。积石峡水电站工程枢纽建筑物由混凝土面板堆石坝、左岸表孔溢洪道、左岸中孔泄洪洞、左岸泄洪排沙底孔、右岸引水发电系统、坝后厂房电站等组成。工程规模为二等大（2）型，大坝为级建筑物，泄水建筑物、引水发电及厂房均为级建筑物。积石峡水电站大坝坝顶高程为1861m，最大坝高101m，坝顶全长355.5m，坝顶宽10m，坝顶上游侧设5.2m高“L”形混凝土防浪墙，上游坝坡1:1.5，下游坝坡1:1.4，混凝土面板一次性施工完3、成。二、技术要求和设计依据1、黄河积石峡水电站工程面板混凝土配合比技术要求 面板混凝土配合比设计要求 表1序号砼强度等 级级配水泥粉煤灰掺量%外加剂水胶比极限拉伸植28（10-4）强度保证率%坍落度cm入仓方式1C25W12F200二永登中热水泥P.MH42.520、25掺0.4519035溜槽入仓2、混凝土配合比设计依据2.1黄河积石峡水电站工程面板混凝土补充试验任务书；2.2黄河积石峡水电站工程面板混凝土配合比试验研究大纲；2.3有关的规程、规范水工混凝土试验规程DL/T51502001；水工混凝土砂石骨料试验规程DL/T51512001；水工混凝土施工规范DL/T51442001；水工混4、凝土配合比设计规程DL/T53302005；水泥比表面积测定方法 勃氏法GB/T8074-2008；水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GB/T13462001；水泥胶砂强度检验方法（ISO）GB/T176711999；中热硅酸盐水泥低热硅酸盐水泥低热矿渣硅酸盐水泥GB2002003；水泥水化热测定方法GB/T29592008；混凝土用水标准JGJ632006；水工混凝土水质分析试验规程DL/T51522001；水工混凝土外加剂技术规程DL/T51001999；水泥化学分析方法GB/T176-2008；水工混凝土掺用粉煤灰技术规范DL/T50552007等。三、配合比设计思路1、在满足5、混凝土设计技术指标要求的前提下，以面板混凝土抗裂性能研究为重点；2、目前国内面板混凝土防裂技术在配合比设计方面，主要有掺用聚丙烯纤维、钢钎维、防裂剂、增密剂、膨胀剂等方法，根据积石峡有关会议的具体要求、掺防裂剂在公伯峡大坝面板防裂效果不理想的情况，选用在小溪口、鱼跳、芭蕉河、清江水布垭、陕西涧峪等面板坝工程中使用效果较好的武汉化工学院生产的WHDF增密剂和补充设计任务书中要求的江苏博特减缩剂，进行混凝土面板配合比的防裂技术研究，推荐抗裂性较好的混凝土配合比；3、尽可能的降低单方混凝土的胶材用量，降低混凝土的水化热和绝热温升值，减小混凝土产生裂缝的可能性；4、试验研究出和易性、抗分离性、均匀性好6、的混凝土配合比，减少面板混凝土裂缝的产生；5、由于试验工作时间紧，各系列各种试验组合同时进行，对比分析，择优选择，确定出抗裂性能好的混凝土配合比。四、原材料及其检测1、水泥水泥采用甘肃永登水泥厂生产的“祁连山”牌42.5中热硅酸盐水泥，其物理力学、化学检测结果见表2、表3。 水泥物理力学性能试验结果 表2水泥品种强度等级物理力学性能指标标准稠度（%）凝结时间（min）安定性抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）初凝终凝3d7d28d3d7d28dP.MH42.5咸阳24.0197241合格4.55.07.921.924.943.923.5148227合格4.86.18.422.729.447.37、工地/5.05.88.623.628.848.6GB200-2003中热硅酸盐水泥/60 min12 h合格3.04.56.512.022.042.5 水泥物理化学指标试验结果 表3水泥品种强度等级物理化学指标比表面积（m2/kg）密度（kg/m3）SO3含量（%）烧失量（%）碱含量（%）MgO含量（%）GaO含量（%）K2ONa20P.MH42.51次27032501.30.9/2.0661.982次29031601.90.60.662.1361.900.500.33GB200-2003中热硅酸盐水泥250/3.53.0/从表2、表3的检测结果看，甘肃永登水泥厂生产的“祁连山”牌42.5中热8、硅酸盐水泥所检测的指标满足中热硅酸盐水泥 低热硅酸盐水泥 低热矿渣硅酸盐水泥GB2002003中 中热硅酸盐水泥的相关技术要求。2、粉煤灰粉煤灰采用甘肃永登连电粉煤灰有限公司的级粉煤灰，其物理化学性能检测结果见表4。 粉煤灰性能试验结果 表4检测项目含水率%密 度kg/m3细度%需水量比%烧失量%SO3含量%K2O含量%Na2O含量%碱含量%级灰1次0.222707.4943.01.0/2次0.122603.4940.71.51.200.981.77DL/T5055-20071.0/12955.03.0/从表4的检测结果看，永登连电粉煤灰有限公司的级粉煤灰检测指标满足水工混凝土掺用粉煤灰技术规9、范DL/T50552007中的级粉煤灰相关要求，可用于混凝土配合比设计试验。3、砂石骨料砂石骨料采用积石峡水电站工程中干河滩料场生产的人工骨料。3.1砂子的物理性能和颗分检测结果分别见表5至表8、图1、图2。依据水工混凝土砂石骨料试验规程DL/T5151-2001对人工砂的相关指标进行了检测，除细度模数外，其它的检测指标满足水工混凝土施工规范DL/T51442001中的相关要求。整个试验中，在工地现场对人工砂的细度模数进行了12次的检测试验，从检测结果看，砂子的细度模数在2.84至3.16之间，石粉含量在14.4%至18.1%之间，对石粉中小于0.08mm和0.045mm的含量也进行了多次检测10、，试验的检测结果见表7，颗分曲线见图1。从检测结果看，人工砂的细度模数偏大，砂子偏粗，2.5mm至5.0mm颗粒含量偏多，小于0.16 mm（石粉）、小于0.08mm、小于0.045mm的颗粒含量平均分别为15.6%、8.54%、2.76%。对骨料的碱活性采用砂浆棒快速法进行试验，试验结果见表8、图2。砂浆试件14天的膨胀率小于0.1%，该骨料为非碱活性骨料。 砂子性能试验结果 表5检测项目细度模数表观密度kg/m面干吸水率%吸水率%堆积密度kg/m空隙率%面干干密度砂2.843.16277028601.601.63154046.2DL/T5144-20012.42.8/2500/ 砂子性能试11、验结果 续表5检测项目云母含量%石粉含量%泥块含量%硫化物及硫酸盐含量%有机质含量%坚固性%砂/18.114.4无0.02无3.0DL/T5144-20012618不允许1.0不允许8 砂子的颗分试验结果 表6检测次数123456789101112细度模数2.843.013.003.042.913.033.133.022.972.953.083.16累计筛余%0.16mm17.315.518.114.717.515.314.414.817016.214.814.60.08mm/8.09.988.48.28.29.28.87.98.20.045mm/3.03.02.9/2.5/2.4图1 砂子颗12、分曲线 砂子的颗分试验结果 表7筛孔尺寸5.02.51.250.630.3150.160.080.0450.045累计筛余%13.7128.6244.7562.6273.9282.6299.8924.4832.7839.2766.3476.8484.5310034.3429.8444.6561.9272.8981.9610043.4532.4349.3266.2177.9585.0691.7499.7554.6831.3446.5762.7473.6382.1389.6899.6665.5535.4750.5866.4976.6484.4688.4996.8999.8976.5338.975313、.9969.0377.7585.3588.5496.7499.7486.5835.0650.8067.0177.3784.8988.6396.8399.7394.9034.6049.6265.0374.8582.7990.5999.79103.8931.4647.5264.7774.8883.5788.4497.2499.74115.5236.4051.7467.6277.7085.2092.1100126.4239.6354.8469.3278.3885.2889.2597.4599.85 砂浆棒快速法试验结果 表8 龄期d样品膨胀率%03714人工砂00.0100.0240.056图2 砂14、浆棒快速法膨胀率曲线 3.2粗骨料的性能试验检测和颗分试验结果见表9、表10。粗骨料性能试验结果 表9检测项目表观密度kg/m吸水率%石粉含量%泥块含量%堆积密度kg/m针片状%压碎值%超逊径含量%坚固性%碱活性超径逊径面干干料面干干料t %5-20mm282028500.650.660.3无152046.7811.00.03420-40mm283028600.480480.3无15402134DL/T5144-2001/2550/2.5/不允许/151251050.1粗骨料颗分试验结果 表10筛孔尺寸5mm-20mm20mm-40mm20105540302020累计筛余%7.276.898.15、210011.130.495.3100从表9、表10看，在（5-20）mm的骨料中，（5-10）mm颗粒含量仅占21.4%，（10-20）mm颗粒含量占69.6%；在（20-40）mm的骨料中，（20-30）mm颗粒含量仅占64.9%，（30-40）mm的颗粒含量占19.3%，骨料的级配不是很好，而且骨料的超径含量超出水工混凝土施工规范DL/T51442001中的要求。通过砂浆棒快速法试验，粗骨料为非碱活性骨料。本次试验中，我们将试验所用粗骨料的超逊径全部筛除。粗骨料的其他检测指标满足水工混凝土施工规范DL/T51442001中的相关要求。4、外加剂混凝土产生裂缝的因素多种多样，且往往是多种因16、素综合作用的结果，目前在外加剂选择方面，主要从掺高效减水剂和引气剂、防裂剂、增密剂等方面来考虑。根据2009年5月黄河积石峡水电站工程面板混凝土补充试验任务书中的要求，本次面板配合比试验研究中采用的高效减水剂和引气剂为：外加剂一、任务书中规定的江苏博特新材料有限公司生产的JM-PCA()聚羧酸盐减水剂、GYQ引气剂、减缩剂；二、十五局科研院自行选定一种外加剂。根据我们多年试验中对不同厂家外加剂的使用效果、厂家的规模、质量稳定情况等多方比较，初步选取山西黄河化工有限公司生产的HL-PLC聚羧酸盐减水剂、AE引气剂及河北育才外加剂厂生产的YH-21S聚羧酸盐减水剂、引气剂进行试验筛选，确定出一种外17、加剂进行配合比的试验研究。本次试验中选用的武汉化工学院生产的WHDF增密剂，是一种提高混凝土抗裂及耐久性的外加剂，其主要特点是：WHDF增密剂通过促进水泥水化程度、优化水化产物、协同激发混凝土中活性混合料与Ca（OH）2进行二次水化等作用，提高混凝土中凝胶量、降低孔隙率、改善级配和水泥石及其与骨料界面结构，增强凝胶的粘结力，使混凝土具有良好的抗裂和耐久性。在进行外加剂初步筛选试验检测中，河北育才外加剂厂生产的YH-21S聚羧酸盐减水剂，混凝土拌合物和易性比较差，而且与地面粘结力较大，不利于混凝土的运输。故选用江苏博特、山西黄河的外加剂及武汉化工学院的增密剂进行配合比的试验研究。江苏博特新材料有18、限公司、山西黄河化工有限公司及武汉化工学院的外加剂的检测结果见表11至表14。 外加剂均质性检验试验结果 表11 检测项目外加剂类型PH值密度（g/ml）固体含量（%）净浆流动度（mm）碱含量（%）Na2OK2O聚羧酸岩减水剂HL-PLC5.71.0620.42651.21.200YH-21S6.21.0731.1243/JM-PCA()8.31.0317.01900.530.520.022引气剂AE型9.5/79.5/3.423.380.063河北育才9.4/54.3/GYQ11.51.1555.3/4.274.260.01 外加剂检验结果 表12 检测项目外加剂品种及试验掺量减水率（%）含19、气量（%）泌水率比（%）抗压强度比（%）凝结时间差（min）钢筋锈蚀3d7d28d初凝终凝JM-PCA()0.8%13.62.40128124118-41-10无锈蚀1.0%17.82.20140136132/HL-PLC0.5%21.62.328.0170175150-4815无锈蚀0.6%27.22.237.8189199168/DL/T5100-1999高效减水剂153.095130125120-60+90无锈蚀GYQ引气剂0.005%8.52.49210195/0.006%14.63.867.4111107110-6-90无锈蚀0.010%15.15.269.2979694/无锈蚀AE20、引气剂0.005%8.55.436.2100107104+10+32无锈蚀DL/T5100-1999引气剂64.55.570909085-90+120无锈蚀 注：外加剂掺量以提供的液体浓度为准。从表中可以看出，两个厂家的系列外加剂的物理力学指标均满足DL/T5100-1999中高效减水剂、引气剂的要求。 减缩剂、增密剂化学及均质性试验结果 表13检测项目外观PH值密度（g/ml）固体含量（%）碱含量（%）K2ONa2O减缩剂棕色液体10.81.0385.70.200.230.054增密剂乳白色液体3.01.0813.21.340.00341.34 减缩剂及增密剂物理力学性能试验结果 表14检测21、项目掺量%减水率%含气量%泌水率比%极限拉伸值比%抗压强度比%凝结时间差钢筋锈蚀7d28d3d7d28d初凝终凝减缩剂0.89.42.349.312392114114105/1.011.72.245.8121113122121113+33+29无锈蚀增密剂0.86.10.758.211191138131126/1.08.40.751.2134110116113111+32+7无锈蚀江苏博特新材料有限公司生产的减缩剂、武汉化工学院生产的增密剂在掺量1.0%时，混凝土的极限拉伸值、抗压强度均大于基准混凝土的极限拉伸值、抗压强度。5、水质分析本次试验在现场采用施工用水，咸阳中心试验室采用咸阳饮用水分22、别进行，两种水的水质分析结果见表15。 水质分析试验结果 表15检测项目PH值硫酸盐含量（mg/L）氯化物含量（mg/L）不溶物含量（mg/L）可溶物含量（mg/L）施工现场用水8.6884846338咸阳地下水82801060980DL/T5144-200142700120020005000从试验结果看，施工现场用水和咸阳地下水的检测指标均满足DL/T5144-2001中拌合用水要求，两个地方水质均能用于混凝土配合比设计试验。五、掺配试验1、不同粉煤灰掺量的水泥胶砂强度试验永登水泥厂的P.MH42.5中热硅酸盐水泥、在永登连电粉煤灰掺量为0%、20%、25%的水泥胶砂强度试验结果见表16、图23、3。 永登P.MH42.5水泥、掺连电粉煤灰胶砂强度检测结果 表16检测项目粉煤灰掺量（%）抗折强度（MPa）/百分比抗压强度（MPa）3d7d28d3d7d28d永登P.MH42.504.5/1005.0/1007.9/10021.9/10024.9/10043.9/100203.6/804.6/927.4/9416.5/7520.9/8438.7/88253.2/714.1/826.9/8713.9/6218.9/7635.2/80 图3 不同粉煤灰掺量的水泥胶砂强度曲线 从上表16和图3中可以看出，随着粉煤灰掺量的增大，水泥的胶砂强度均在降低。但粉煤灰掺量从20%增加到25%时，强度降低24、幅度不大。2、不同粉煤灰掺量的水化热掺0%、20%、25%粉煤灰时的水泥水化热试验结果见表17、图4。 胶凝材料水化热结果 表17龄期d01357项 目水化热（kJ/kg）/水化热降低率（%）永登P.MH42.5中热水泥连电粉煤灰掺量(%)001502152442692001391982232367.37.98.612.32509817419721034.719.119.321.9 图4 不同粉煤灰掺量水泥水化热的曲线 从表17和图4的结果看，粉煤灰掺量从0%到20%增加20%，水泥水化热平均降低9.0%；粉煤灰掺量从20%到25%增加5%，水泥水化热平均降低14.8%。3、二级配骨料比例试验25、骨料的掺配比例试验结果见表18。 粗骨料掺配比例试验结果 表18试验项目比例5mm20mm60555045403520mm40mm404550556065振实密度kg/m3186718781895189519001881孔隙率%34.634.233.633.633.534.2从表18的结果看，粗骨料在比例为（5-20）mm与（20-40）mm的比例为40：60时，密度最大、孔隙率最小。但从现场进行混凝土配合比设计试验时的拌合物的和易性看，（5-20）mm与（20-40）mm的比例为50：50时，和易性较比例为40：60好，而且两者的振实密度差别不大，所以选定粗骨料（5-20）mm与（20-4026、）mm的比例为50：50。4、砂率选择试验选择水胶比0.40、粉煤灰掺量20%、25%、江苏博特新材料有限公司及黄河外加剂有限公司生产的系列外加剂分别进行砂率选择试验，结果见表19。 砂率选择试验结果（博特外加剂） 表19用水量kg/m3胶材用量kg/m3粉煤灰掺量%砂率%减水剂%引气剂%坍落度mm含气量%拌合物和易性7d抗压强度MPa12330820321.20.012555.2差19.3341.20.012555.3一般21.2361.20.012605.5较好19.4381.20.012605.6较好23.912330825321.10.013555.3差21.1341.10.0136527、5.4一般17.8361.10.013605.8较好19.2381.10.013655.7较好22.1 砂率选择试验结果（黄河外加剂） 续表19用水量kg/m3胶材用量kg/m3粉煤灰掺量%砂率%减水剂%引气剂%坍落度mm含气量%拌合物和易性备注11328320330.60.004405.0差350.60.004455.2一般370.60.004505.2好390.60.004505.5好11328325330.60.005405.2差350.60.005455.1一般370.60.005505.5好390.60.005555.5好由于人工砂的级配存在着差异，砂率选择时，进行了多次试验，最后的28、试验结果是：粉煤灰掺量为20%和25%、掺江苏博特系列外加剂，砂率选择为38%，掺山西黄河系列外加剂，砂率选择为39%。5、外加剂掺量试验对江苏博特的系列外加剂和山西黄河系列外加剂，在水胶比为0.40、粉煤灰掺量为20%、25%时进行了外加剂的掺量选择试验，其结果见表20。由于人工砂级配、细度模数和石粉含量的变化，为了保证混凝土拌合物的和易性和施工性能，对最初选定的混凝土砂率进行了调整，在此基础上进行了外加剂掺量试验，试验结果见下表20。根据表20的试验结果，对于江苏博特系列外加剂和山西黄河系列外加剂选择相应的参数为混凝土拌合试验的依据。 江苏博特外加剂掺量试验结果 表20试验编号配合比水：胶29、材粉煤灰掺量%砂率%减水剂%引气剂%减缩剂%增密剂%坍落度mm含气量%拌合物和易性W01124：31020361.10.011/405.0好W021.20.012/404.2好W031.20.013/606.0好W04381.20.013/556.5好W051.20.013/1.0557.8一般W061.20.011/2.0556.8一般W071.20.0132.0/455.2一般W081.20.0142.0/556.3一般W09122：30525381.10.013/655.5好W101.10.014/656.7好 山西黄河外加剂掺量试验结果 续表20试验编号配合比水：胶材粉煤灰掺量%砂率%30、减水剂%引气剂%减缩剂%增密剂%坍落度mm含气量%拌合物和易性W11115：28820390.50.005/456.1好W120.60.005/507.0好W130.60.0062.0/453.2一般W140.60.0182.0/505.0一般W150.60.0252.0/506.0一般W160.60.004/2.0406.4好W170.70.004/2.0507.0好W18115：28825390.60.005/585.4好W190.60.006/606.8好6、混凝土拌合物坍落度和含气量损失为了现场施工和保证混凝土的质量，本次试验中增加了掺两个厂家外加剂混凝土拌合物的坍落度和含气量损失的试31、验项目。6.1室内混凝土拌合物坍落度和含气量损失试验是在现有的室内温湿度条件下进行的，试验时的室内温度、相对湿度分别为25、58%。为了模拟施工现场的情况，在进行混凝土拌合物的坍落度和含气量损失的试验时，对所拌制的混凝土拌合物集中堆放，未加覆盖。试验的结果见表21。 从表21的试验结果看，在室内温度、相对湿度分别为25、58%时，混凝土拌合物在半小时和一小时时，坍落度、含气量损失较大。 拌合物坍落度、含气量延时损失 表21试验编号H11H14H29H35备注外加剂厂家江苏博特江苏博特山西黄河山西黄河水胶比0.400.400.400.40单位用水量kg122124115115胶材用量(C+F)k32、g229+76233+77216+72216+72减水剂%1.11.20.60.6引气剂%0.0140.0150.60.4减缩剂%/2.0/增密剂%/2.0出机坍落度mm55555055含气量%7.56.57.86.5密度kg/m3234223622344241530min坍落度mm/损失率%30/4515/7320/6015/73含气量%/损失率%6.0/205.0/235.5/295.5/15密度kg/m3240824182468246060min坍落度mm/损失率%15/730/10010/8010/82含气量%/损失率%4.5/674.2/354.2/464.3/34密度kg/m32433、75247524822473六、混凝土配合比设计试验1、混凝土配制强度根据混凝土设计强度C25和强度保证率90%，按照水工混凝土施工规范中的公式计算混凝土的配制强度。公式：fcu.0=fcu.k+t，其中：fcu.0混凝土配制强度，MPa；fcu.k混凝土设计龄期的强度标准值，MPa；t概率度系数，依据保证率P选定；P为90%时，t=1.28；混凝土强度标准差MPa，根据混凝土强度标准值，=4.0 MPa。经计算混凝土的配制强度为30.1MPa。2、混凝土配合比设计试验根据参数选择试验时的混凝土拌合物坍落度和含气量损失，并结合工地现场的实际施工情况，面板混凝土拌合物出机坍落度控制在（50-7034、）mm，含气量控制在6%-7%，以保证入仓成型时的含气量在4.5%-5.5%之间。本次试验采用系列配合比的设计方法，选择水胶比为0.37、0.40、0.44三个水胶比进行试验。根据试验补充任务书要求，借鉴南科院、北科院的配合比试验研究成果，粉煤灰掺量选择20%和25%。2.1混凝土拌合物、力学性能试验2.1.1混凝土拌合物及性能试验结果江苏博特系列外加剂混凝土配合比参数及拌合物性能试验结果见表22-表23，混凝土力学性能试验结果见表24-表25、抗压强度与胶水比的关系曲线见图5-图10。山西黄河系列外加剂混凝土配合比参数及拌合物性能试验见表26-表27，混凝土力学性能试验结果见表28-表29、35、抗压强度与胶水比的关系曲线见图11-图16。基准混凝土试验混凝土配合比参数及拌合物性能试验见表30，混凝土力学性能试验结果见表31、抗压强度与胶水比的关系曲线见图17-图18。混凝土的配合比设计参数及拌合物性能试验 （外加剂为江苏博特 粉煤灰掺量20%） 表22试验编号H01H02H03H04H05H06H07H08H09水泥强度等级PMH42.5PMH42.5PMH42.5水胶比0.370.400.440.370.400.440.370.400.44砂率%373838.5373838.5373838.5每方混凝土材料用量(kg/m3)水124124124124124124124124124水36、泥268248226268248226268248226粉煤灰676256676256676256砂子739767788739767788739767788小石629626629629626629629626629中石629626629629626629629626629减水剂4.363.723.384.363.723.384.363.723.38引气剂0.04360.04030.03670.04690.04340.03950.03690.03410.031减缩剂/6.706.205.64/增密剂/6.706.205.64坍落度mm506055506060555545含气量%6.56.56.037、5.86.55.47.07.06.8密度(kg/m3)237223862400242324002418239223812397初凝时间h:min/7：28/8:25/7:17/拌合物和易性好好好一般一般一般好好好混凝土的配合比设计参数及拌合物性能试验 （外加剂为江苏博特 粉煤灰掺量25%） 表23试验编号H10H11H12H13H14H15H16H17H18水泥强度等级PMH42.5PMH42.5PMH42.5水胶比0.370.400.440.370.400.440.370.400.44砂率%373838.5373838.5373838.5每方混凝土材料用量(kg/m3)水122122122138、24124124122122122水泥248229208251233212248229208粉煤灰827669847770827669砂子740769790736765786740769790小石630627631627624628630627631中石630627631627624628630627631减水剂3.963.363.054.363.723.383.963.363.05引气剂0.04620.04270.03880.05030.04650.04230.03960.03660.0332减缩剂/6.706.205.64/增密剂/6.606.105.54坍落度mm55654555605539、505550含气量%6.57.06.55.26.56.55.56.86.5密度(kg/m3)239823422394243423852397244824012408初凝时间h:min/7:53/8:36/7:52/拌合物和易性好好好一般一般一般好好好混凝土力学性能试验 （外加剂为江苏博特、粉煤灰掺量20%） 表24试验编号H01H02H03H04H05H06H07H08H09水泥强度等级PMHH42.5PMHH42.5PMHH42.5抗压强度MPa7天29.225.820.124.220.316.919.618.717.628天38.334.331.836.530.426.733.229.9240、7.5劈裂抗拉MPa7天2.221.911.681.681.641.522.071.701.6028天2.862.532.422.542.432.162.722.322.27抗弯强度MPa7天5.285.165.095.595.275.145.435.344.6928天6.415.905.516.215.935.656.285.805.62轴心抗拉强度MPa7天2.441.841.752.061.841.692.431.911.7128天2.962.532.372.562.362.162.752.292.27轴心抗拉弹模GPa7天32.325.822.629.325.220.228.923.441、21.228天35.029.326.233.430.226.232.227.225.1极限拉伸 值10-47天0.990.920.880.980.910.831.010.960.9228天1.061.020.971.030.950.921.191.151.09轴心抗压强度MPa7天20.318.414.018.916.913.717.415.713.228天34.421.717.928.721.721.126.621.220.2抗压弹模GPa7天30.125.822.029.327.019.426.322.719.728天31.729.227.731.829.227.728.525.722.642、备 注混凝土力学性能试验 （外加剂为江苏博特、粉煤灰掺量25%） 表25试验编号H10H11H12H13H14H15H16H17H18水泥强度等级PMHH42.5PMHH42.5PMHH42.5抗压强度MPa3天14.012.87天29.025.021.422.918.714.621.820.319.328天41.037.632.336.028.522.535.230.724.7劈裂抗拉MPa3天1.280.967天1.911.761.671.721.701.512.151.861.7928天2.882.742.662.562.501.952.702.202.13抗弯强度MPa3天1.451.43、567天5.274.704.525.214.743.934.754.654.3628天6.255.815.655.925.675.586.316.295.78轴心抗拉强度MPa3天1.111.057天2.011.741.721.731.621.422.201.841.7828天2.862.792.662.592.391.982.822.401.95轴心抗拉弹模GPa3天18.622.47天31.926.020.228.423.617.928.327.324.028天33.430.527.931.528.425.230.429.426.4极限拉伸 值10-43天0.620.767天0.950.844、60.790.870.750.681.010.980.9228天1.041.030.981.020.980.951.211.171.11轴心抗压强度MPa3天15.112.27天23.319.012.619.216.315.119.617.315.928天27.625.514.127.418.717.923.222.919.6抗压弹模GPa3天25.524.47天29.728.919.426.522.617.627.425.724.128天33.131.027.728.727.427.230.428.825.9备 注 混凝土的配合比设计参数及拌合物性能试验 （外加剂为山西黄河 粉煤灰掺量20%45、） 表26试验编号H19H20H21H22H23H24H25H26H27水泥强度等级PMH42.5PMH42.5PMH42.5水胶比0.370.400.440.370.400.440.370.400.44砂率%383939383939383939每方混凝土材料用量(kg/m3)水115113113115115115115113113水泥249227206249230209249227206粉煤灰625651625852625651砂子777807819777806836777807819小石633631640633630627633631640中石6336316406336306276336346、1640减水剂1.871.701.541.871.731.572.181.981.54引气剂0.01560.01420.01290.07780.07200.06530.01240.01130.0103减缩剂/6.225.765.22/增密剂/6.225.665.14坍落度mm605070505050555065含气量%7.07.07.05.56.05.07.07.07.0密度(kg/m3)235323602338247224362494238723982386初凝时间h:min/7:23/7:14/7:57/拌合物和易性好好好一般一般一般好好好混凝土的配合比设计参数及拌合物性能试验 （外加剂为47、山西黄河 粉煤灰掺量25%） 表27试验编号H28H29H30H31H32H33H34H35H36水泥强度等级PMH42.5PMH42.5PMH42.5水胶比0.370.400.440.370.400.440.370.400.44砂率%383939383939383939每方混凝土材料用量(kg/m3)水115115115115115115115115115水泥233216196233216196233216196粉煤灰787265787265787265砂子774803813774803813774803813小石632628636632628636632628636中石632628636648、32628636632628636减水剂1.871.731.571.561.441.311.871.731.57引气剂0.01870.01730.01570.07780.07200.06530.01240.01150.0104减缩剂/6.225.765.22/增密剂/6.225.765.22坍落度mm506050505050506550含气量%6.56.87.05.25.45.06.57.07.0密度(kg/m3)238823692321242024152454241824002378初凝时间h:min/7:56/8:32/7:54/拌合物和易性好好好一般一般一般好好好混凝土力学性能试验 （外49、加剂为山西黄河、粉煤灰掺量20%） 表28试验编号H19H20H21H22H23H24H25H26H27水泥强度等级PMH42.5PMH42.5PMH42.5抗压强度MPa7天25.922.116.925.924.322.824.722.720.128天36.931.122.739.936.134.732.430.729.5劈裂抗拉MPa7天2.261.891.632.291.971.852.001.871.7728天2.622.191.772.672.522.302.372.272.14抗弯强度MPa7天4.944.424.375.795.625.435.274.824.3328天5.95550、.675.456.686.466.026.615.685.53轴心抗拉强度MPa7天2.091.781.612.311.981.932.011.821.5928天2.522.081.742.682.592.472.272.142.04轴心抗拉弹模GPa7天28.928.524.832.431.128.726.324.223.528天32.430.926.734.833.930.331.029.326.3极限拉伸 值10-47天0.940.850.771.051.000.751.121.110.7728天1.071.060.961.081.080.961.221.181.12轴心抗压强度MPa751、天17.015.312.725.523.821.119.817.914.628天27.318.916.633.132.027.426.725.118.0抗压弹模GPa7天24.022.520.430.529.628.424.922.221.228天29.728.927.034.632.931.431.130.727.6备 注混凝土力学性能试验 （外加剂为山西黄河、粉煤灰掺量25%） 表29试验编号H28H29H30H31H32H33H34H35H36水泥强度等级PMHH42.5PMHH42.5PMHH42.5抗压强度MPa3天14.016.17天24.021.317.023.521.218.152、23.220.318.228天41.136.527.238.733.628.034.330.223.3劈裂抗拉MPa3天1.291.517天2.191.791.662.221.991.611.941.821.5228天2.832.602.102.622.212.122.422.362.02抗弯强度MPa3天2.012.107天5.375.244.895.454.634.534.784.634.1328天6.536.065.976.436.065.745.765.355.07轴心抗拉强度MPa3天1.321.587天2.031.771.652.302.131.682.001.981.7828天253、.542.432.272.642.602.322.342.362.07轴心抗拉弹模GPa3天20.318.87天25.723.320.928.926.422.126.824.523.728天30.729.626.935.233.431.230.827.825.4极限拉伸 值10-43天0.680.817天0.960.920.710.940.900.801.071.020.9228天1.061.030.981.021.000.991.201.161.08轴心抗压强度MPa3天11.615.97天17.216.313.922.819.018.320.118.415.328天28.024.316.654、37.827.424.625.725.218.7抗压弹模GPa3天22.025.27天25.223.620.630.731.329.227.925.623.828天31.029.024.935.433.030.030.428.126.1备 注 基准混凝土的配合比设计参数及拌合物性能试验 （H37H39 粉煤灰掺量20% H40H42 粉煤灰掺量25%） 表30试验编号H37H38H39H40H41H42水泥强度等级PMH42.5PMH42.5水胶比0.370.400.440.370.400.44砂率%373838363738每方混凝土材料用量(kg/m3)水15515515515515515555、水泥335310282314291264粉煤灰8478701059788砂子717748762696726759小石610610621619618619中石610610621619618619坍落度mm304065303050含气量%0.50.51.01.00.71.1密度(kg/m3)252025102500246724822472备 注基准混凝土力学性能试验 （H37H39 粉煤灰掺量20% H40H42 粉煤灰掺量25%） 表31试验编号H37H38H39H40H41H42水泥强度等级PMHH42.5PMHH42.5抗压强度MPa7天36.132.529.831.028.622.028天56、49.343.840.149.544.639.4劈裂抗拉MPa7天2.492.522.222.222.192.0828天2.942.862.823.183.002.46抗弯强度MPa7天5.905.455.095.545.094.9228天7.046.946.636.436.415.91轴心抗拉强度MPa7天2.432.241.962.172.151.8428天2.852.752.652.632.762.12轴心抗拉弹模GPa7天35.734.130.435.732.027.528天38.235.933.337.032.431.9 极限拉伸值10-47天1.071.061.031.010.9857、0.8328天1.141.081.051.091.061.02轴心抗压强度MPa7天27.522.721.025.423.421.928天32.233.231.536.333.034.4抗压弹模GPa7天33.632.930.634.032.029.828天36.334.532.935.332.831.7备 注 2.1.2试验结果分析从表22-表31、图5-图18可以得出：江苏博特新材料公司的减水剂、引气剂和黄河化工有限公司的减水剂、引气剂所拌制的混凝土的和易性均比较好；在掺减缩剂时，混凝土拌合物较为离散，粘聚性略差；掺增密剂的混凝土拌合物的和易性与不掺增密剂的混凝土和易性一致，均比较好。江苏58、博特新材料公司和黄河化工有限公司两个厂家的减水剂、引气剂，在不同粉煤灰掺量和掺减缩剂、增密剂的抗压强度和胶水比的相关性如下：粉煤灰掺量20%:江苏博特减水剂、引气剂(编号H01-H03)：y=15.034x-2.6627 r=0.9862；江苏博特减水剂、引气剂、减缩剂(编号H04-H06)：y=22.661x-25.267 r=0.9850；江苏博特减水剂、引气剂、增密剂(编号H07-H09)：y=13.202x-2.6977 r=0.9923；山西黄河减水剂、引气剂(编号H19-H21)：y=33.104x-52.256 r=0.9974；山西黄河减水剂、引气剂、减缩剂(编号H22-H2459、)：y=11.974x+7.0622 r=0.9573；山西黄河减水剂、引气剂、增密剂(编号H25-H27)：y=6.7151x+14.134 r=0.9913；基准混凝土 (编号H37-H39)：y=21.294x-8.6597 r=0.9894。粉煤灰掺量25%:江苏博特减水剂、引气剂(编号H10-H12)：y=20.296x-13.607 r=0.9857；江苏博特减水剂、引气剂、减缩剂(编号H13-H15)：y=31.297x-48.985 r=0.9953；江苏博特减水剂、引气剂、增密剂(编号H16-H18)：y=24.46x-30.749 r=0.9988；山西黄河减水剂、引气剂(60、编号H28-H30)：y=32.5x-46.051 r=0.9873；山西黄河减水剂、引气剂、减缩剂(编号H31-H33)：y=24.88x-28.563 r=1.0；山西黄河减水剂、引气剂、增密剂(编号H34-H36)：y=25.679x-34.72 r=0.9936；基准混凝土 (编号H40-H42)：y=23.477x-14.001 r=0.9998。式中：y为抗压强度MPa，x为胶水比。试验结果表明：在粉煤灰掺量、水胶比相同的情况下，用不同的外加剂厂家拌制的混凝土的力学性能指标没有显著差别。2.2混凝土变形性能试验混凝土变形性能主要进行了混凝土的极限拉伸值、干缩、湿胀和自生体积变形试验61、。由于时间关系，本次报告中，混凝土的干缩和湿胀试验试验龄期为28天。混凝土的干缩、湿胀、自生体积变形试验选择了水胶比0.40，分别掺江苏博特和山西黄河外加剂、不掺外加剂，粉煤灰掺量为20%、25%进行了试验。混凝土的极限拉伸值试验，对全部的水胶比、分别掺江苏博特和山西黄河外加剂、不掺外加剂，粉煤灰掺量为20%、25%进行了试验，试验结果见表22至表31。2.2.1混凝土的干缩试验结果见表32、图19-图23。 混凝土干缩试验结果 表32龄期d-2035791114172022242628试验编号干缩率（10-6）H020-31.6-50.9-92.1-127.8-149.2-181.3-22162、.7-265.7-285.4-295.3-309.7-326.5H050-17.8-57.0-88.9-127.6-143.2-172.3-184.8-208.9-235.9-257.9-274.5-291.4H080-19.7-53.7-80.7-112.3-132.1-159.1-186.4-207.9-220.1-249.2-275.0-289.3H110-21.7-43.8-69.2-97.9-134.6-175.9-215.7-233.4-256.9-273.7-291.3-319.7H140-19.3-43.2-68.8-97.2-122.3-151.2-177.1-203.7-263、19.3-245.9-263.2-284.6H170-18.4-40.3-57.3-62.9-94.3-115.5-142.1-174.6-202.5-231.8-247.2-260.1H200-39.7-54.3-106.0-134.2-177.5-200.3-245.3-267.5-281.5-304.7-317.4-334.0H230-22.5-50.9-101.9-129.7-160.9-194.4-212.2-242.3-263.0-272.1-283.2-293.1H260-23.0-51.8-103.5-132.1-156.9-185.1-208.9-234.2-249.7-2564、4.3-264.1-275.6H290-13.1-42.3-78.4-110.0-156.2-193.5-231.4-250.1-278.6-291.0-309.1-320.1H320-18.7-52.4-66.8-108.7-132.4-163.7-198.4-230.9-251.2-271.9-280.3-294.7H3504.9-30.5-58.9-91.9-121.3-149.9-175.2-198.7-219.1-233.1-242.1-263.8H380-23.6-47.1-84.4-167.1-214.9-257.0-294.4-328.5-382.7-414.4-441.5-465、77.5H410-17.8-41.0-95.7-132.0-191.2-256.9-286.2-324.8-364.0-408.0-431.4-458.62.2.2混凝土的湿胀试验混凝土的湿胀试验是利用干缩试验后的试件进行的。湿胀试验结果见表33、图24-图28。 混凝土湿胀试验结果 表33龄期（d）035791114172022242628试验编号湿胀率（10-6）H02014.439.269.895.1101.2125.1126.5142.8153.7176.9183.2198.8H05019.336.354.776.599.0118.7134.4156.9179.4192.4211.3266、20.9H08016.939.360.381.3101.7123.4145.1166.1187.2194.7208.8217.3H11015.034.156.077.9100.4122.3143.4163.9171.7183.0194.2201.5H14012.931.350.471.589.2109.7130.8151.9164.3179.1192.8200.3H17013.131.451.072.091.0109.3129.6146.9160.1174.3189.9198.7H20021.142.865.286.5108.0128.4148.7169.8192.9200.7215.322367、.8H23011.330.848.265.691.2113.8136.4157.9180.4191.1203.0211.4H26011.026.139.959.879.798.3119.6140.9162.2182.2194.7202.8H29019.228.958.593.5121.1138.3152.1160.1179.2192.1203.7217.4H32020.131.267.282.5119.2130.1149.9161.3175.8184.6199.7210.3H35015.627.955.080.9111.9132.1145.4159.2171.4185.7197.0208.4H68、38030.247.258.683.9124.1152.1179.3205.2231.2253.0278.9304.8H41028.334.861.491.4131.7156.9188.3212.9242.9270.2287.9311.8 2.2.3混凝土的自生体积变形试验结果见表34、图29-图33。 混凝土自生体积变形试验结果 表34 试验编号 H02H05H08H11H14H17H20H23H26H29H32H35H38H41龄期d-1自生体积变形量（10-6）00000000000000013.691.360.703.81-2.213.69-0.522.670.911.402.92-169、.69-0.133.447-6.37-2.23-1.405.46-4.000.25-8.990.62-1.72-8.023.88-4.54-8.38-9.0914-12.42-3.50-4.47-3.01-5.59-1.05-13.551.56-6.17-16.19-2.46-8.37-23.26-17.4628-18.18-6.68-4.70-7.52-11.38-4.82-14.29-2.42-6.72-20.39-2.98-11.40-28.40-26.1142-23.51-9.89-9.13-11.89-12.14-5.31-17.74-3.30-10.58-20.24-4.52-1370、.71-30.99-28.8649-25.05-9.90-7.72-8.71-11.60-6.28-18.60-4.05-8.61-17.93-3.74-12.17-32.62-30.4760-26.70-11.48-7.01-9.74-9.76-7.53-19.30-3.68-7.89-13.73-4.15-9.37-31.50-31.28图29 江苏博特外加剂、粉煤灰掺量20%自生体积变形曲线图30 江苏博特外加剂、粉煤灰掺量25%自生体积变形曲线图31 山西黄河外加剂、粉煤灰掺量20%自生体积变形曲线 图32 山西黄河外加剂、粉煤灰掺量25%自生体积变形曲线图33 不掺外加剂 粉煤灰掺量71、20%、25%自生体积变形曲线2.2.4变形性能分析从表22-表31看，两个厂家的减水剂、引气剂在掺增密剂的情况下，极限拉伸值大于仅掺减水剂、引气剂和掺减水剂、引气剂、减缩剂的混凝土；在粉煤灰掺量为20%，水胶比0.40时，掺江苏博特和山西黄河减水剂、引气剂及增密剂的混凝土的28天极限拉伸值比仅掺减水剂、引气剂的混凝土的极限拉伸值分别提高12.7%、11.3%；在粉煤灰掺量为25%，水胶比0.40时，掺江苏博特和山西黄河减水剂、引气剂及增密剂的混凝土的28天极限拉伸值比仅掺减水剂、引气剂的混凝土的极限拉伸值分别提高13.6%、12.6%。从表32、图19-图23的试验结果看，掺外加剂的混凝土的72、干缩值小于基准混凝土的干缩值，粉煤灰掺量25%的混凝土的干缩值小于粉煤灰掺量20%的混凝土。黄河系列外加剂的混凝土的干缩值与江苏博特系列外加剂拌制的混凝土的干缩值没有显著地差别。从表33、图24-图28的试验结果看，掺外加剂的混凝土的湿胀变化率小于基准混凝土的湿胀变化率，粉煤灰掺量25%的混凝土的湿胀变化率小于粉煤灰掺量20%的混凝土。黄河系列外加剂的混凝土的湿胀变化率与江苏博特系列外加剂拌制的混凝土的湿胀变化率没有显著地差别。从表34、图29-图33的试验结果看，掺外加剂的混凝土的体积收缩变形值小于基准混凝土的体积收缩变形值。两个厂家的减水剂、引气剂，在掺减缩剂或增密剂的情况下的体积收缩变形73、量均小于仅掺减水剂、引气剂的混凝土的体积变形量。2.3混凝土耐久性试验混凝土耐久性试验包括混凝土的抗渗试验和抗冻试验。混凝土抗渗、抗冻试验结果见表35。 本次混凝土的抗渗试验和部分抗冻试验由积石峡水电站工程中心试验室完成。抗渗试验采用一次性加压法（除H08、H26、H33、H36外），最大压力为1.3MPa、稳压24小时，计算混凝土的渗透系数，根据相关资料提供的渗透系数和混凝土的抗渗等级的关系，推断出混凝土的抗渗等级。混凝土的抗冻试验采用快速冻融试验法，根据混凝土的弹模和质量损失来评定试验结果。 混凝土抗渗、抗冻试验结果 表35试验编号抗渗结果抗冻结果（弹摸损失%/质量损失%）平均渗水高度cm74、渗透系数cm/s结果50次100次150次175次200次结果H023.081.24510-10W1296.13/0.2694.2/0.3293.23/0.4891.66/0.5989.86/0.75F200H033.261.38910-10W1297.6/0.3995.4/0.5393.7/0.6292.1/0.81F200H052.075.58410-11W1295.24/0.2794.53/0.4493.04/0.5891.14/0.7089.01/0.48F200H064.312.42810-10W1297.6/0.2694.9/0.5692.5/0.7490.4/0.94F200H075、8逐级加压W1295.75/0.1294.09/0.3192.70/0.4591.37/0.5989.61/0.72F200H093.051.21910-10W1298.7/0.3797.3/0.5595.7/0.6494.2/0.97F200H112.176.17210-11W1295.41/0.1094.16/0.2193.27/0.4191.54/0.7688.75/0.92F200H124.402.54010-10W1298.4/0.2596.5/0.5594.2/0.8292.5/1.10F200H142.528.30210-11W1295.28/0.2093.84/0.4691.876、8/0.6290.17/0.7888.36/10.6F200H154.302.42610-10W1297.0/0.2593.6/0.5090.2/0.7886.5/1.05F200H174.052.14610-10W1295.25/0.2593.76/0.4591.92/0.6290.21/0.8188.89/1.07F200H182.749.84710-11W1296.1/0.2093.0/0.5890.5/1.0288.0/1.24F200H204.342.46710-10W1295.43/0.3093.71/0.5192.19/0.7590.24/0.9088.53/1.11F200H277、14.522.67510-10W1295.38/0.2393.27/0.5491.56/0.8389.24/1.0087.23/1.24F200H231.965.01010-11W1295.34/0.2693.70/0.6291.76/0.8589.79/0.9887.49/1.17F200H242.759.86910-11W1294.89/0.3792.96/0.6091.57/0.8889.42/1.0887.74/1.16F200H26逐级加压W1296.13/0.2394.16/0.5392.60/0.7790.43/0.9788.60/1.13F200H271.874.59910-178、1W1296.39/0.2594.74/0.4892.62/0.7191.19/0.9089.26/1.13F200H292.821.04110-10W1296.28/0.2294.38/0.4992.48/0.6790.85/0.8489.18/1.03F200H302.851.06210-10W1294.1/0.1794.4/0.4692.1/0.9490.1/1.13F200H322.337.12810-11W1298.6/0.1296.2/0.3093.8/0.5991.5/0.78F200H33逐级加压W1298.0/0.1295.7/0.3393.7/0.6192.0/0.82F279、00H353.081.24110-10W1296.61/0.1994.57/0.4893.14/0.6091.36/0.8290.01/0.91F200H36逐级加压W1297.2/0.3294.7/0.4591.4/0.8987.9/1.24F200H382.508.17310-11W1297.86/1.1996.47/1.4384.21/2.3274.23/4.4760.11/5.62F200H392.156.05210-11W1298.77/1.2497.12/1.5682.12/2.5473.21/4.5362.32/6.02F200H413.161.30910-10W1295.42/80、1.2991.23/1.6980.51/2.8071.23/4.9859.62/6.23F200H424.652.83510-10W1294.21/1.3188.32/2.0380.10/3.0272.13/5.0755.23/6.29F200从表34的试验结果看，所有的抗渗试验均满足设计要求。除基准混凝土外，其他混凝土抗冻试验均满足设计要求。2.4混凝土的热学性能试验2.4.1混凝土绝热温升试验结果根据混凝土的力学和变形性能的分析，绝热温升试验选取了试验编号为H17（即江苏博特新材料公司的减水剂、引气剂和武汉化工学院生产的增密剂）、H35（山西黄河化有限公司的减水剂、引气剂及武汉化工学院生产81、的增密剂）进行了试验，结果见表36、表37、图34、图35。 H17绝热温升试验结果 表36龄期d0123456789101112131415161718192021最终绝热温升拟合公式绝热温升016.3323.0226.0527.5828.4928.9629.2729.5229.7229.9230.1330.3430.4930.6630.8531.0031.1531.2531.4531.5031.6432.79拟合温升017.5522.8625.4326.9427.9428.6429.1729.5829.9030.1730.3930.5830.7430.8730.9931.1031.203182、.2831.3631.4231.49 H35绝热温升试验结果 表37龄期d0123456789101112131415161718192021最终绝热温升拟合公式绝热温升014.6619.7623.1224.9125.9026.5626.9227.2727.5527.7327.9828.1128.2928.4028.5428.6928.8028.8529.0029.1029.2030.49拟合温升015.4320.4923.0124.5125.5126.2326.7627.1827.5127.7828.0128.2028.3628.5028.6328.7428.8428.9229.0029.083、729.14图34 H17绝热温升曲线 图35 H35绝热温升曲线 从表35、表36和图34、图35结果可以看出，面板混凝土的早期绝热温升上升很快，一天分别达到最终绝热温升的49.80%、46.4%，6天以后的绝热温升值较小；随胶凝材料中水泥用量的减少，混凝土的绝热温升值明显降低。2.4.2线膨胀系数试验根据试验大纲的要求，对所有的0.40水胶比的混凝土进行了线膨胀系数试验，试验结果见表38。 混凝土线膨胀试验结果 表38试验编号H02H05H08H11H14H17H20H23H26H29H32H35H38H41系数10-6/9.879.869.339.409.239.008.748.728.84、688.889.279.209.419.362.4.3比热、导温系数、导热系数试验比热、导温系数、导热系数试验选取了编号为H17（即江苏博特新材料公司的减水剂、引气剂和武汉化工学院生产的增密剂）、H35（山西黄河化有限公司的减水剂、引气剂及武汉化工学院生产的增密剂）进行了试验，试验结果见表39。 比热、导温系数、导热系数试验结果 表39试验编号比热kJ/kg.导温系数m2/h导热系数kJ/m.h.H170.99100.0027416.74H351.00000.0028727.16七、初选混凝土配合比从混凝土的拌合物力学性能试验结果看，江苏博特系列外加剂、山西黄河系列外加剂在掺武汉化工学院的增密85、剂即试验编号为H17、H35时，混凝土的拌合物和易性较好、力学、耐久性指标满足要求；混凝土极限拉伸值较大，28天分别为1.1710-4、1.1610-4，满足设计要求；干缩分别为-260.110-6、-263.810-6，60天自生体积收缩量分别为-7.5310-6、-9.3710-6，均较小。通过以上混凝土的性能分析，初选混凝土配合比见表40，力学性能试验结果见表41。初选混凝土配合比的粉煤灰掺量为25%，配合比分别是：试验编号为H11，采用江苏博特新材料有限公司生产的JM-PCA（）聚羧酸岩减水剂、 GYQ引气剂；试验编号为H17，采用江苏博特新材料有限公司生产的JM-PCA（）聚羧酸岩减86、水剂、GYQ引气剂和武汉化工学院生产的WHDF型增密剂；试验编号为H29，采用山西黄河外加剂厂生产的HL-PLC聚羧酸岩减水剂、AE引气剂；试验编号为H35，采用山西黄河外加剂厂生产的HL-PLC聚羧酸岩减水剂、AE引气剂和武汉化工学院生产的WHDF型增密剂。所选配合比的抗拉弹性模量随龄期的变化关系如下：试验编号H11： , 试验编号H17： 试验编号H29： , 试验编号H35： 初选混凝土配合比 表40试验编号水泥强度等级水胶比砂率%每方混凝土用量(kg/m3)减水剂%引气剂/万增密剂%水水泥粉煤灰砂子小石中石博特黄河博特黄河H11PMH42.50.4038122229767696276287、71.1/1.4/H170.4038122229767696276271.1/1.2/2.0H290.403911521672803628628/0.6/0.6/H350.403911521672803628628/0.6/0.42.0 混凝土性能试验成果 表41试验编号抗压强度MPa劈裂抗拉MPa抗弯强度MPa轴心抗拉强度MPa 轴心抗拉弹模GPa极限拉伸值10-4轴心抗压强度MPa弹性模量GPa28天抗渗28天抗冻28天自生体积变10-628天干缩率10-67d28d7d28d7d28d7d28d7d28d强度弹模极拉强度弹模极拉强度弹模强度弹模H1125.037.61.762.744.788、05.811.7426.00.862.7930.51.0319.028.925.531.0W12F200-9.74-319.7H1720.330.71.862.204.656.291.8427.30.982.4029.41.1717.325.722.928.8W12F200-7.53-260.1H2921.336.51.792.605.246.061.7723.30.922.4329.61.0316.323.624.329.0W12F200-13.73-320.1H3520.330.21.822.364.635.351.9824.51.022.3627.81.1618.425.625.228.89、1W12F200-9.37-263.8八、配合比优选试验根据2009年11月12日在西宁召开的配合比审查会议精神的要求，十五局科研院在11月底，对初选的配合比分别进行了室内和现场的试验。室内试验目的：增加3天抗压强度、抗弯强度、劈裂抗拉强度、极限拉伸等试验项目，通过对3天、7天检测指标的分析，进一步了解初选四组配合比的早期力学、变形性能；通过相应的抗裂计算和性能分析，在初选的四组配合比当中，推荐早期抗裂性能较好的配合比，作为最终拟采用的施工配合比。现场拌合试验目的：了解室内配合比现场施工可行性，验证现场环境下拌制的混凝土和易性与室内试验时混凝土和易性的一致性。1、室内试验初选配合比试验结果汇总90、见表42。 试验结果汇总 表42试验编号H11H17H29H35水泥用量kg/m3229229216216抗压强度MPa3天14.012.814.016.17天25.020.321.320.328天37.630.736.530.2劈裂抗拉强度MPa3天1.280.961.291.517天1.761.861.791.8228天2.742.202.602.36轴心抗拉强度MPa3天1.111.051.321.587天1.741.841.771.9828天2.792.402.432.36抗拉弹摸GPa3天18.622.420.318.87天26.027.323.324.528天30.529.429.91、627.8极限拉伸值10-43天0.620.760.680.817天0.860.980.921.0228天1.031.171.031.16绝热温升3天26.0526.0523.1223.127天29.2729.2726.9226.9228天32.7932.7930.4930.49自生体积变形10-63天6.033.35-0.74-1.87天5.460.25-8.02-4.5428天-7.52-4.82-20.4-11.4干缩10-63天-21.7-18.4-13.14.97天-69.2-57.3-78.4-58.928天-319.7-260.1-320.1-263.8线胀系数10-6/9.4092、9.008.889.202、面板混凝土配合比现场试验在2009年11月28日29日，在积石峡水电站工程现场对推荐的面板混凝土配合比进行了现场验证试验，试验内容包括混凝土的拌合物和易性、混凝土的坍落度和含气量损失、水平运输、溜槽入仓情况等项目。在这次现场试验中，试验安排两天时间，11月28日进行江苏博特外加剂H11、H17的现场验证试验，试验时，气温为3、相对湿度为45%，各种原材料的温度分别是水泥2、粉煤灰1、砂子0、小石1、中石2、水温20，大风天气，混凝土的出机温度4和5，仓面温度4和5，到达仓面得时间分别为17min和27min。11月29日进行山西黄河外加剂H29、H35的现场验证试验93、，试验时，气温为3、相对湿度为46%，各种原材料的温度分别是水泥7、粉煤灰7、砂子2、小石2、中石3、水温48，大风天气，混凝土的出机温度9，仓面温度2和5，到达仓面时间分别为8min和14min。混凝土的含气量和坍落度损失的试验结果见表43、表44、图36。 混凝土拌合物含气量延时损失 表43试验编号H11H17H29H35备注外加剂厂家江苏博特江苏博特山西黄河山西黄河水胶比0.400.400.400.40单位用水量kg122122115115胶材用量(C+F)kg229+76229+76216+72216+72减水剂%1.11.10.60.6引气剂%0.0140.0120.60.4增密剂%94、/2.0/2.0出机含气量%5.35.05.15.520min含气量%/损失率%3.4/363.7/264.6/104.1/2540min含气量%/损失率%3.0/433.3/343.4/333.0/45 混凝土拌合物坍落度延时损失 表44试验编号H11H17H29H35备注外加剂厂家江苏博特江苏博特山西黄河山西黄河水胶比0.400.400.400.40单位用水量kg122122115115胶材用量(C+F)kg229+76229+76216+72216+72减水剂%1.11.10.60.6引气剂%0.0140.0120.60.4增密剂%/2.0/2.0出机坍落度mm5965736610min95、坍落度mm/损失率%60/832/5633/5015min坍落度mm/损失率%45/2420min坍落度mm/损失率%50/2328/6217/7425min坍落度mm/损失率%35/416/9230min坍落度mm/损失率%22/6341/3710/8535min坍落度mm/损失率%40min坍落度mm/损失率%15/77图36 坍落度与时间的关系曲线从表44和图36可以看出，掺江苏博特系列外加剂的混凝土拌合物的坍落度损失率较掺黄河系列外加剂的混凝土拌合物的损失率小。这次混凝土现场验证试验，四组配合比到达仓面的时间为8min27min，平均到达仓面的时间是16.5min，考虑到现场施工中的一96、些不可预计因素的影响，按拌合站到达仓面的时间为20min，试验编号为H11、H17、H29、H35的混凝土拌合物坍落度损失率分别为30%、23%、62%、73%。但四组混凝土拌合物到达仓面时的坍落度均能满足设计指标（3050）mm要求。从现场试验看，初选的四组配合比混凝土拌合物和易性好、现场溜槽入仓无骨料分离现象，四组配合比的施工性能均较好。下面是一组现场试验中混凝土溜槽入仓的图片。九、面板混凝土抗裂性能分析1、国内面板坝面板混凝土配合比汇总国内部分已建或在建工程的面板混凝土配合比见表45。面板混凝土配合比设计中，主要从提高混凝土自身的抗裂能力，采用纤维混凝土和高性能混凝土，铺设限裂钢筋、减小97、环境因素对混凝土的破坏力、采用补偿收缩混凝土减少收缩应力，减少垫层约束，避免滑模对混凝土的机械损伤等措施来防止混凝土的面板裂缝产生。 面板混凝土配合比汇总 表45工程名称水泥品种水胶比砂率%单方混凝土材料用量kg/m3混凝土等级水水泥粉煤灰砂小石中石减水剂引气剂纤维WHDFVF-防裂剂四川紫坪铺二期面板0.4438151260847386026022.750.0210.7C25W12F100四川紫坪铺一期面板0.4339148275697405925922.750.0170.7云南省那兰面板0.4738.5140238607445925992.380.0240.9C25W12F100小溪口面板98、普硅4250.42381443407446086086.8C20W8F100芭蕉河面板0.539138221567666595401.940.0282.8采用配合比浙江珊溪面板普硅5250.338351242875162554767129卵石公伯峡面板中热42.50.43411022645+387635938891.350.014甘肃龙首西流水普通32.50.2863013535411854163263214.160.14钢35C30W8F250积石峡面板（南科院）中热42.50.3833124261656495388083.9160.023C25W8F300湖北水布垭中热 5250.494299、1522476274711370.0142.470.43401332476276711672.160.0140.9贵州洪家渡普通42.50.435.5140262886786166162.630.0140.9MgO11.9C30W12F100山西西龙池0.4238130232777386186220.90.0016C25W8F300陕西渭南涧峪0.4527.5142252635446467894.7250.0633.15C30W8F200三板溪0.37135292737226405301.830.0180.9C30W12F100新疆乌鲁瓦提普通4250.45381543427115825828100、.550.014C25W12F250西北口普通4250.44411323008006455280.060.027黑麋峰42.50.393613527769683619619PC-26.92C30W12F1002、积石峡面板混凝土试验研究根据积石峡水电站工程的实际现状和邻近工程的施工经验，对混凝土面板的防裂问题从配合比设计、施工两个阶段予以考虑：2.1、面板混凝土配合比试验研究阶段2.1.1混凝土中各材料掺配比例的选择本次试验中的水泥为中热水泥、粉煤灰级灰，检测结果满足规范要求，为减小混凝土的绝热温升值，对水泥中掺入20%、25%的粉煤灰水泥水化热进行了对比试验，粉煤灰掺量从0%到20%增加20101、%，水泥水化热平均降低9.0%；粉煤灰掺量从20%到25%增加5%，水泥水化热平均降低14.8%。随着粉煤灰掺量的增大，水泥的胶砂强度均在降低。但粉煤灰掺量从20%增加到25%时，胶砂强度降低幅度不大，分别为抗折强度降低8.7%，抗压强度降低9.6%，混凝土配合比在选择时，粉煤灰掺量选择了25%；在外加剂选择方面，两个厂家的聚羧酸盐减水剂、引气剂与永登水泥的适应性良好，同时借鉴青海公伯峡水电站工程面板配合比现场使用经验，选择了在小溪口、鱼跳、芭蕉河、清江水布垭、陕西涧峪等面板坝工程中使用效果较好的武汉化工学院生产的WHDF增密剂，增密剂掺入后，混凝土在变形性能方面有明显的优势；粗骨料级配选择，102、根据试验结果，（5-20）mm与（20-40）mm的掺配比例振实密度最大、孔隙率最小的比例为40：60，但根据混凝土的拌合物和易性来看，（5-20）mm与（20-40）mm的掺配比例为50：50时，混凝土的和易性较好。而且，大粒径骨料减少，混凝土的均匀性好，均匀的混凝土的抗裂性能好；砂率选择试验，在满足混凝土和易性的前提下，根据砂料的现状，确定出最优砂率。2.1.2混凝土抗裂能力分析混凝土的抗裂性能是混凝土的一项综合指标，与抗拉强度、极限拉伸变形能力、抗拉弹性模量、自生体积变形和干缩、混凝土的绝热温升、徐变度、热学性能等有关。根据混凝土力学、变形和热学性能试验结果，对粉煤灰掺量为25%、初选的103、混凝土配合比进行抗裂性综合分析，提出推荐混凝土配合比。在进行混凝土的抗裂分析时，没有一个直接的物理参数能够完全表征混凝土材料的抗裂性，现用以下3个指标，从不同的侧面反映混凝土的抗裂性能。极限抗拉强度在大坝温度控制设计中，最直观的评价是以混凝土的抗拉强度作为抗裂能力的评价。fp=Ep, fp：混凝土抗拉强度MPa，E：混凝土的抗拉弹性模量MPa，p混凝土极限拉伸变形。极限抗拉强度与极限拉伸变形成正比，极限拉伸变形越大，抗裂性能越好。热强比在某一龄期时每立方米混凝土的发热量与抗拉强度之比，热强比越低混凝土的抗裂性越好。CH=CQ/ fp, CH：为热强比kJ/MPa；fp：混凝土抗拉强度MPa；Q104、为水泥或胶凝材料的最终水化热kJ/kg，C为水泥用量kg/m3。抗裂系数K= fpp / EshK：为混凝土抗裂系数；fp：混凝土抗拉强度MPa；E：混凝土的抗拉弹性模量MPa，p混凝土极限拉伸变形10-6；sh为混凝土干缩变形10-6。混凝土的抗裂系数越大，混凝土的抗裂性越好。2.1.3混凝土3天、7天龄期时抗裂性对比分析现对拟采用的混凝土配合比的3天、7天的不同的抗裂指标进行分析，确定出推荐配合比，计算结果见表46。 极限抗拉强度、热强比及抗裂系数计算结果 表46试验编号H11H17H29H35龄期（天）37373737极限抗拉强度MPa0.692.240.802.680.902.141.105、282.50热强比kJ/MPa3589727638379492613628473256272378722909抗裂系数（10-3）0.170.080.190.120.340.091.390.14从抗裂计算综合分析得出，四组初选配合比中 H35的抗裂性能较好，H17次之。2.2、施工阶段2.2.1“循化站1961年2001年气象要素统计资料”显示，积石峡水电站工程3月的多年平均气温在：4.8，最高气温为12.1，最低气温-1.3；4月的多年平均气温在：10.8，最高气温为18.2，最低气温4.0。2.2.2、根据混凝土绝热温升试验结果看，混凝土面板在14天龄期以内 ，混凝土的水化温升最快，达到最106、终绝热温升的93%以上，但此时的混凝土强度尚在发展阶段，应注意混凝土面板的保温，减少早期由于混凝土内外温差引起的混凝土裂缝。2.2.3、从混凝土的干缩湿胀试验结果看，早期应注意混凝土的表面的保湿，消除混凝土干缩引起的裂缝。2.2.4相关规范中要求混凝土内外温差不宜大于20；混凝土绝热温升的试验结果显示，混凝土的最终绝热温升在30以上，所以在进行混凝土养护时，应控制养护水温，使面板表面温度与混凝土内部温度的温差不超过20。十、结论1、试验研究所用的各种原材料性能满足规范要求。2、初选配合比混凝土各种性能满足设计的各项技术要求。3、四组配合比的试验结果分析表明 ：在满足设计指标要求前提下，掺增密剂107、配合比的变形性能优于未掺增密剂的混凝土配合比。掺增密剂混凝土的极限拉伸值明显提高，3天龄期时，H17比H11提高22.6%，H35比H29提高19.1%，7天龄期时，H17比H11提高14.0%，H35比H29提高10.9%，28天龄期时，H17比H11提高13.6%，H35比H29提高12.6%。掺增密剂混凝土的干缩和自生体积变形明显减小，干缩：28天龄期时，H17比H11减小18.6%，H35比H29减小17.6%；自生体积变形：28天龄期时，H17比H11减小35.9%，H35比H29减小44.1%，60天龄期时，H17比H11减小22.7%， H35比H29减小31.8%。4、推荐的H108、17、H35混凝土配合比的单方胶材用量与南科院、北科院相比较，分别降低21kg、15kg；38kg、32kg，7天时绝热温升分别降低1.5、2.7；3.9、5.0，可以有效降低面板混凝土施工中，防裂的温控压力，有效减少面板混凝土的温差裂缝。5、通过现场试验验证，推荐配合比的混凝土拌合物和易性良好，混凝土均匀，抗离析性能好，运输过程中不泌水，溜槽输送顺畅，入仓坍落度适中偏小，可确保混凝土施工质量。良好的混凝土施工质量，能有效的减少面板混凝土裂缝的产生。综合以上分析，在考虑面板混凝土防裂和施工中的温控要求，推荐试验编号为H17、H35两组配合比为施工配合比，见表47。推荐混凝土施工配合比 表47试109、验编号水胶比砂率%每方混凝土用量(kg/m3)减水剂%引气剂/万增密剂%水水泥粉煤灰砂子小石中石博特黄河博特黄河H170.4038122229767696276271.1/1.2/2.0H350.403911521672803628628/0.6/0.42.0十一、说明1、水泥检测表2、表3及掺配试验表16中，黑体字标注的检测结果为2009年6月7日现场样品试验结果。2、粉煤灰检测表4中，黑体字标注的检测结果为2009年6月7日现场样品试验结果。3、配合比设计研究试验中，对所用粗骨料筛除超逊径后进行试验，主要是受现场试验拌和机容量过小的限制、为保证试验数据的可靠性和稳定性，故对超逊径予以剔除；施工中，骨料的超逊径应控制在施工规范要求的范围内。通过现场试验，在骨料的指标满足相应规范要求条件下，室内配合比可用于现场施工。4、投料顺序、拌和时间控制：根据室内试验和拌合站的实际情况，建议投料顺序为砂石骨料、外加剂、水泥、粉煤灰、水。建议拌和时间应不少于150s。5、配合比中骨料以饱和面干准，实际施工过程中，要根据骨料的实际含水率，对配合比用水量予以调整。十二、附件附件1：黄河积石峡水电站工程面板混凝土补充试验任务书附件2：黄河积石峡水电站工程面板混凝土配合比试验研究大纲附件3：积石峡水电站砼面板配合比试验组织设计专题审查会会议纪要