三峽工程混凝土原材料及混凝土質(zhì)量

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一、中國三峽總公司試驗中心工作概況

　?。ㄒ唬?003年三期工程混凝土原材料及混凝土質(zhì)量檢測

　　1.水泥

　　檢測葛洲壩、華新和湖南等3個特種水泥廠共72個525中熱水泥樣品、2個普通水泥樣品和1個低熱水泥樣品，除葛洲壩水泥廠中熱水泥有1個樣品的3d水化熱略偏高外，其余中熱水泥樣品質(zhì)檢測結(jié)果滿足三峽工程標(biāo)準(zhǔn)TGPS03-1998的技術(shù)要求，且水泥堿含量均較低。普通水泥和低熱水泥品質(zhì)滿足相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

　　2.粉煤灰

　　抽檢6個電廠共61個粉煤灰樣，各電廠粉煤灰品質(zhì)檢測結(jié)果均滿足三峽工程標(biāo)準(zhǔn)TGPS04-1998的一級灰技術(shù)要求，其中優(yōu)質(zhì)品率67%.

　　3.外加劑

　　檢測減水劑51個樣品、泵送劑24個樣品、引氣劑47個樣品的勻質(zhì)性。進(jìn)行23個外加劑樣混凝土試驗，所檢減水率、含氣量、泌水率比和抗壓強(qiáng)度比均滿足三峽工程標(biāo)準(zhǔn)TGPS05-1998的技術(shù)要求；除DH9混凝土泌水率比偏高外，引氣劑DH9其它性能及AIR202品質(zhì)均滿足國標(biāo)要求。

　　4.人工砂

　　檢測26個人工砂樣，含水率平均值5.1%，波動范圍3.0%～7.2%，合格率77%，只有6組砂樣含水率超過6%，最大值為7.2%，另有1個樣品的細(xì)度模數(shù)與3個樣的石粉含量超標(biāo)，其它品質(zhì)檢測結(jié)果滿足三峽工程標(biāo)準(zhǔn)TGPS02-1998要求。

　　5.粗骨料

　　檢測下岸溪和古樹嶺系統(tǒng)碎石樣102個，各項品質(zhì)檢測結(jié)果滿足三峽工程標(biāo)準(zhǔn)TGPS01-1998技術(shù)要求。

　　6.配合比

　　三期工程初期混凝土配合比基本上沿用二期工程的配合比，后根據(jù)專家意見，通過室內(nèi)試驗及現(xiàn)場調(diào)查，將砂率、塌落度作了調(diào)整，對部分配合比進(jìn)行合并，基本上統(tǒng)一了配合比。

　　7.混凝土

　　混凝土拌和物：抽檢837次含氣量、897次塌落度、3717次混凝土溫度。出機(jī)口混凝土拌和物控制較好，含氣量、塌落度基本控制在允許偏差范圍之內(nèi)，出機(jī)口溫度7℃、10℃、14℃的合格率分別為90.7%、91.0%和98.0%。

　　混凝土強(qiáng)度：抽檢846組混凝土抗壓強(qiáng)度，除2組低于設(shè)計要求外，其余滿足設(shè)計和規(guī)范要求，強(qiáng)度保證率均在99%以上，不低于設(shè)計強(qiáng)度百分率，除R?28250混凝土略低(97%～99.6%)外，其余均為100%。抽檢151組混凝土劈拉強(qiáng)度，除7組偏低外，其余滿足設(shè)計要求。

　　混凝土抗凍性：抽檢7組混凝土試件抗凍性，混凝土抗凍標(biāo)號滿足設(shè)計要求。

　　混凝土抗?jié)B性：檢測5組混凝土試件抗?jié)B性，混凝土抗?jié)B標(biāo)號滿足設(shè)計要求。

　　混凝土極限拉伸值：檢測7個部位不同標(biāo)號混凝土的10組極限拉伸值，試驗結(jié)果滿足設(shè)計要求。

　　混凝土全面性能：檢測5套混凝土全面性能，各項試驗結(jié)果滿足設(shè)計要求。

　　混凝土總含堿量：混凝土總含堿量最大值為2.11 kg/m³，滿足三峽工程人工骨料混凝土堿含量不大于2.5kg/m³的要求。

　　混凝土芯樣檢測：檢測三峽二期工程終檢孔混凝土芯樣試件18塊，三期碾壓混凝土圍堰芯樣試件105塊。檢測的主要項目是抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、極限拉伸值、抗凍性、抗?jié)B性和密度，混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、抗?jié)B性能滿足相應(yīng)設(shè)計要求。

　?。ǘ└叱?4m、150m拌和系統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)理工作

　　質(zhì)量監(jiān)理人員按計劃對2座拌和系統(tǒng)使用的原材料及生產(chǎn)的混凝土進(jìn)行抽檢，審批混凝土配料單、檢測拌和樓的衡量偏差、對施工單位進(jìn)行旁站監(jiān)理，并根據(jù)監(jiān)理結(jié)果，完善兩個拌和系統(tǒng)監(jiān)理工作手冊。

　?。ㄈ┘夹g(shù)支持與技術(shù)服務(wù)工作

　　提供2003年三峽工程蓄水(135m水位)驗收及船閘試通航驗收安全鑒定和驗收報告各1份，分別為《蓄水(135m水位)驗收及船閘試通航前驗收混凝土原材料及混凝土質(zhì)量自檢報告》及《蓄水(135m水位)驗收及船閘試通航前驗收混凝土原材料及混凝土質(zhì)量驗收報告》。

　　修訂9個三峽工程標(biāo)準(zhǔn)TGPS01～08、027等。配合中國三峽總公司質(zhì)量總監(jiān)辦做好三峽工程芯樣庫的驗收管理工作，接收雙線五級船閘終檢孔25箱混凝土芯樣及相應(yīng)資料。根據(jù)質(zhì)量總監(jiān)的工作安排，提出《三峽三期工程混凝土倉面取樣檢測的有關(guān)規(guī)定》。

　　配合中國三峽總公司物資部開展2003年三峽工地各試驗室對粉煤灰和水泥品質(zhì)比對試驗競賽，及《中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦碴硅酸鹽水泥》（GB200-2003）在三峽工地使用的宣傳活動。

　　完成監(jiān)理單位及其它單位送檢的原材料、混凝土及鋼筋共1412個樣品的檢測工作，并提供相應(yīng)的檢測報告419份。

　　配合混凝土質(zhì)量檢查專家組工作，并全面落實專家組意見，為三峽工程質(zhì)量專家組提供《三峽工程混凝土原材料及混凝土質(zhì)量抽檢情況》（2002年度）、《三峽三期工程混凝土原材料及混凝土質(zhì)量檢測報告》（2003年1月～11月）、《三峽三期碾壓混凝土圍堰混凝土原材料及混凝土質(zhì)量檢測報告》3份資料。編寫“關(guān)于落實三峽樞紐二期工程混凝土質(zhì)量研討會專家意見的措施”、“關(guān)于落實三峽樞紐工程質(zhì)量專家組意見的措施”。對三峽三期工程人工砂石粉含量提出控制范圍；組織有關(guān)單位調(diào)查三峽工程施工中的澆筑倉面混凝土浮漿厚度、泌水情況及入倉塌落度，并編寫完成相應(yīng)的調(diào)研報告；制定“三峽工地混凝土極限拉伸試驗操作規(guī)定”，以提高工地各試驗室極限拉伸值試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性與可比性，該操作規(guī)定經(jīng)有關(guān)單位討論通過；為了簡化生產(chǎn)調(diào)度、減少施工干擾，組織召開討論會，統(tǒng)一三峽三期工程混凝土施工配合比。

　?。ㄋ模┵|(zhì)量體系的運(yùn)行和管理

　　根據(jù)1999年GB17025導(dǎo)則的要求，對《質(zhì)量手冊》和《程序文件》進(jìn)行修改及補(bǔ)充，并多次組織學(xué)習(xí)和討論。將中國三峽總公司試驗中心（以下簡稱試驗中心）變更情況表及新版《質(zhì)量手冊》和《程序文件》送交中國實驗室國家認(rèn)可委員會。填寫“實驗室評審報告”，迎接實驗室認(rèn)可復(fù)查。

　　試驗中心每半年與國家水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、每季度與3個水泥廠分別進(jìn)行一次水泥品質(zhì)檢驗比對試驗，提高試驗中心的檢測水平。2003年進(jìn)行10個樣品比對試驗，比對結(jié)果較滿意，并經(jīng)過評審。參加由中國建筑材料科學(xué)研究院組織的溶解熱法水泥水化熱試驗儀器比對和粉煤灰細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)樣品的研制試驗。

　　制定量值溯源計劃，對試驗中心的儀器設(shè)備進(jìn)行周期送檢或自校驗，并粘貼狀態(tài)標(biāo)識；對部分儀器設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行檢查；更換3000kN壓力試驗機(jī)電腦，混凝土抗?jié)B儀改造為全自動，對混凝土含氣量儀、WAW-Y1000試驗機(jī)快速回油閥、養(yǎng)護(hù)一室噴霧裝置、火焰光度計、激光粒度分析儀、電瓶車、水泥標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱等設(shè)備進(jìn)行維修和維護(hù)；安裝調(diào)試新購置的丹麥產(chǎn)混凝土氣泡參數(shù)測定儀，購買水質(zhì)分析所需標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并建立儀器設(shè)備及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檔案和使用記錄。

　　根據(jù)國認(rèn)水辦字〔2003〕02號文“關(guān)于開展自編儀器與試驗設(shè)備校(檢)驗方法調(diào)查的通知”的要求，將試驗中心自編儀器與試驗設(shè)備校驗方法上報水利部計量認(rèn)證辦公室。

　　二、主要試驗工作

　　（一）骨料粒徑和品種對混凝土極限拉伸值影響試驗

　　1.試驗?zāi)康?/p>

　　三峽二期工程混凝土出現(xiàn)了一些裂縫，為綜合分析裂縫產(chǎn)生的原因，探索不同骨料品種、粒徑以及試驗條件對硬化混凝土極限拉伸值的影響，開展混凝土極限拉伸試驗。

　　2.試驗內(nèi)容

　　研究不同試驗室(試驗條件)對混凝土極限拉伸值的影響、不同骨料粒徑對混凝土極限拉伸值的影響、不同骨料品種對混凝土極限拉伸值的影響。

　　3.試驗結(jié)果

　　不同試驗室的混凝土極限拉伸試驗結(jié)果說明，只要按《水工混凝土試驗規(guī)程》(DL/T5150-2001)進(jìn)行試驗，無論采用位移傳感器或者電阻應(yīng)變片測量變形，試驗結(jié)果基本一致，但要注意在操作過程中夾具、萬能試驗機(jī)對試驗結(jié)果的影響。

　　相同的混凝土拌和物用不同孔徑的篩濕篩，混凝土極限拉伸值隨骨料最大粒徑的減小而增加。

　　古樹嶺、下岸溪人工粗骨料混凝土極限拉伸值基本一致。

　　（二）干篩骨料與干凈骨料混凝土性能對比試驗

　　1.試驗?zāi)康?/p>

　　根據(jù)三期碾壓混凝土圍堰施工強(qiáng)度大、工期緊等特點(diǎn)，針對施工現(xiàn)場拌和系統(tǒng)的具體情況，以利于控制碾壓混凝土VC值，盡量減少粗骨料含水狀態(tài)對碾壓混凝土VC值控制的不利影響。采取粗骨料從下岸溪生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)抵拌和樓后不進(jìn)行二次沖洗，直接干篩(二次篩分)拌制碾壓混凝土。試驗的目的是為了論證干篩粗骨料對混凝土性能的影響，同時與干凈粗骨料(水洗干凈)進(jìn)行常態(tài)、碾壓混凝土性能對比試驗。

　　2.試驗結(jié)果

　　在塌落度基本相同條件下，干篩骨料與干凈骨料常態(tài)混凝土拌和物用水量基本一致；在用水量相同的條件下，干篩粗骨料碾壓混凝土VC值比干凈粗骨料碾壓混凝土高3.2s。

　　在含氣量基本相同條件下，干篩粗骨料混凝土比干凈骨料混凝土的引氣劑摻量略有增加，增加劑量與混凝土類型有關(guān)。常態(tài)混凝土增加0.1/10000，碾壓混凝土增加1/10000。

　　干篩粗骨料混凝土抗壓強(qiáng)度比干凈骨料混凝土抗壓強(qiáng)度略有提高。

　　干篩骨料與干凈骨料混凝土的極限拉伸值、抗?jié)B性試驗結(jié)果基本相當(dāng)。

　　水膠比0.55粉煤灰摻量40%的大壩內(nèi)部混凝土和水膠比0.50粉煤灰摻量50%的碾壓混凝土，干篩骨料與干凈骨料的抗凍性基本相同；水膠比0.45粉煤灰摻量30%的水位變化區(qū)混凝土，干篩骨料對抗凍性有不利影響，有待進(jìn)一步論證。

　　試驗結(jié)果表明，在生產(chǎn)碾壓混凝土?xí)r，可以將干凈骨料與干篩粗骨料進(jìn)行互換使用。

　?。ㄈ┤斯ど笆酆繉炷列阅苡绊懺囼?/p>

　　試驗結(jié)果表明，人工砂石粉含量12.5%～16.5%，在固定水膠比和塌落度條件下，常態(tài)混凝土用水量基本不變，含氣量隨石粉含量增加而降低，抗壓強(qiáng)度略有提高，而劈拉強(qiáng)度及抗凍性基本一致，但人工砂石粉含量超過15%時，混凝土28天極限拉伸值有所降低，28天干縮值隨人工砂石粉含量增加而增加，說明人工砂石粉含量超過一定量后對混凝土性能有一定的不利影響。

　?。ㄋ模┎煌B(yǎng)護(hù)條件對混凝土性能影響試驗

　　開展不同養(yǎng)護(hù)條件對混凝土性能影響試驗，了解混凝土在凝結(jié)硬化過程中不同環(huán)境條件對其性能的影響，采用三峽工程內(nèi)部、外部、水變區(qū)、結(jié)構(gòu)、抗沖磨、泵送混凝土實用配合比，將所成型的混凝土試件在預(yù)養(yǎng)間放置48小時拆模后分別采取標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)+自然養(yǎng)護(hù)方式養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期（28d、90d、180d、1年、3年、5年、10年），進(jìn)行混凝土力學(xué)性能、變形性能及耐久性試驗。該試驗仍在進(jìn)行中。

　　（五）其它試驗

　　開展低熱水泥混凝土試驗、向家壩水電站工程兩種骨料混凝土對比試驗、高程150m拌和系統(tǒng)混凝土含氣量驗證試驗、混凝土外加劑相容性試驗等。

　　三、試驗成果應(yīng)用于三峽工程的情況

　　根據(jù)人工砂石粉含量對混凝土性能影響試驗結(jié)果，確定三期工程人工砂石粉含量按10%～14%控制。

　　根據(jù)三期工程混凝土配合比參數(shù)選擇試驗結(jié)果，對三期工程混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化，將相鄰部位或相近標(biāo)號的混凝土配合比合并，統(tǒng)一配合比，簡化混凝土生產(chǎn)調(diào)度、減少倉面施工干擾，對提高大壩混凝土整體均勻性有利。砂率下調(diào)1%～2%，倉面塌落度按1cm～3cm控制，相應(yīng)機(jī)口塌落度大壩混凝土為3cm～5cm、廠房混凝土為5cm～7cm，有利于減少浮漿厚度和泌水。塔帶機(jī)澆筑四級配混凝土特大石比例由原來的30%調(diào)整為20%～25%，特大石超徑率為零，有利于減少骨料分離。

　　經(jīng)調(diào)研及各家試驗論證，引氣劑改用AIR202，新優(yōu)選一種高效減水劑JM-ⅡC，該產(chǎn)品性能與ZB-1A相當(dāng)，已在三期工程中使用。在高標(biāo)號混凝土部位繼續(xù)使用丙烯酸類高效減水劑。