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1、金沙江向家坝水电站二期工程混凝土试验任务书中国水电顾问集团中南勘测设计研究院2008 年 09 月设计总工程师： 潘江洋 张永涛 （副） 盛乐民 （副）专业总工程师：盛乐民 苏军安 （副） 校 核：王福初编 写： 仇成旺目 录1 前言 .42 混凝土设计技术指标 .43 试验项目及内容要求 .63.1 混凝土原材料的性能鉴定与选择 .63.2 混凝土配合比设计试验 .73.3 混凝土的物理力学性能试验 .73.4 混凝土的耐久性试验 .83.5 混凝土的热学性能试验 .84 提交成果内容及日期 .94.1 提交成果内容 .94.2 提交成果时间 .91 前言向家坝水电站是金沙江下游河段规划的最
2、末 1 个梯级，坝址位于四川省宜宾县和云南省水富县交界处。电站距下游宜宾市 33km，离水富县城 1.5km。枢纽主要建筑物包括河中混凝土重力坝、左岸升船机、左岸坝后厂房及右岸地下厂房等，总装机容量 6400MW。本工程采用第一期先围左岸、第二期围右岸的分期导流方式，其中二期主体工程主要包括右岸非溢流坝段(右非右非)、泄水坝段(泄泄 )、13厂房坝段(厂厂)、升船机坝段、消力池等，混凝土总量约 945.24 万 m3。根据施工总进度安排，2008 年 12 月将进行主河床截流，开始二期工程施工。为验证有关设计参数，选定二期工程混凝土的胶凝材料品种及了解混凝土有关性能，指导二期工程混凝土施工，需
3、根据设计要求进行二期工程混凝土的各项试验工作。根据工作计划的安排，须尽早开展相关试验工作，按拟定的混凝土原材料，选择性能较优的水泥品种、粉煤灰及外加剂，按指定的人工骨料，进行原材料及混凝土性能等相关试验，按时提供混凝土试验的中间资料和最终试验报告。2 混凝土设计技术指标混凝土设计技术指标详见表 2-12。表 2-1 二期工程常态混凝土强度等级及主要技术指标极限拉伸值极限拉伸值(10 -4)序号强度等级保证率(%) 级配抗渗等级抗冻等级最 大水灰比28d 90d使 用 部 位1 C18025 80 三、四 W10 F150 0.55 0.85 0.90 基础底层混凝土厚3.0m、基础混凝土2 C
4、18015 80 四 W8 F100 0.60 0.80 0.85 坝体内部混凝土3 C18020 80 三、四 W10 F150 0.50 0.85 0.90 水 上 、 水 下 外 部 混 凝 土4 C9025 80 三、四 W10 F200 0.45 0.85 0.90水 位 变 化 区 、 坝 体 顶部 下 游 折 坡 外 表 混 凝 土 、升 船 机 渡 槽 段 中 下 部5 C9030 95 二、三 W10 F200 0.45 0.88 0.92 过流孔周边、中表孔隔墙、升船机渡槽6 C2845 95 二 W10 F200 0.40 溢流表中孔反弧段7 C9040 95 二 W10
5、 F200 0.40中表孔溢流面及侧墙、导墙和消力池底板抗冲磨混凝土8 C2835 95 二、三 W10 F200 0.45 0.90 闸墩结构混凝土9 C2830 95 二 W2 F50 0.45主 厂 房 上 下 游 墙 及 左端 墙 ， 主 机 间 、 下 游 副厂 房 高 程 262.95 以 上及 安 装 间 楼 板 混 凝 土10 C2825 95 二、三 W10 F150 0.45 0.88 导 流 底 孔 回 填 外 部 迎水 面 、 导 流 底 孔 改 建11 C2815 80 二、四 W8 F100 0.50 0.80 导流底孔回填内部12 C9030 80 二、三 W10
6、 F150 0.45 0.88 0.92 消力池导墙及底板内部混凝土13 C9030 95 二 W8 F50 主机间高程 269.190m以下二期混凝土14 C9025 95 二、三 W8 F200主机间高 253.410m 以下、下游副厂房高程262.950m 以下一期混凝土15 C2830 95 二 W8 F200 尾水管四周 2m 范围内混凝土16 C2825 95 二 W8 F200主机间高 269.190m 以上机防洪墙混凝土，下游副厂房 262.950m以上防洪墙及闸墩混凝土17 C2840 95 二 W8 F200 机防洪墙外表面混凝土18 C2835 95 二 W2 F50 上
7、游副厂房及开关站、电梯工程混凝土19 C2825 95 二、三 W10 F200 0.88 进水口塔体及拦污栅段混凝土20 C2830 95 二 W10 F200 0.88 进水口压力钢管外包混凝土表 2-2 二期工程大坝碾压混凝土分区主要性能指标表极限拉伸值(10 -4)序 号 强度等级 保证率 (%) 级配 抗渗等级 抗冻等级28d 90d使用部位1 C18025 80 三 W8 F100 0.80 坝基齿槽内部碾压混凝土碾压混凝土2 C18025 80 二 W10 F150 0.80 坝基齿槽碾压混凝土上游面3 C9025 80 三 W8 F100 0.80 缺口坝段内部高程280310
8、m 之间4 C9020 80 三 W6 F100 0.75 缺口坝段内部高程310340m 之间5 C2810 80 三 W10 F150 0.70 缺口坝段内部高程340m 以上6 C2820 80 二 W10 F150 0.80 缺口坝段上游面7 C18025 80 二 W10 F150 0.85坝基齿槽碾压混凝土上游表面，由坝基齿槽碾压混凝土上游面二级配混凝土直接掺浆形成。变态混凝土8 C2820 80 二 W10 F150 0.88缺口坝段上游表面，由缺口坝段上游面二级配混凝土直接掺浆形成。注：混凝土中最大碱含量不超过 2.5kg/m3。3 试验项目及内容要求3.1 混凝土原材料的性能
9、鉴定与选择3.1.1 胶凝材料及外加剂a) 水泥和粉煤灰应尽量考虑采用目前一期工程正在使用或一期工程已试验的品种，粉煤灰考虑选择 12 种优质级灰进行试验后作为工程备用。对于新选择的水泥品种宜选具微膨胀性能的水泥为宜，要求进行化学成分、物理力学性能、碱含量等试验，提出不同粉煤灰掺量（常态混凝土占胶凝材料用量的 0、20%、30%、40%，碾压混凝土占胶凝材料用量的 40%、55%、65%）的水化热与龄期（1d、3d、7d）的关系值及水化热过程表达式。新的粉煤灰品种应进行物理性能、化学成份和碱含量等测试。对于已有的水泥品种可简化有关试验。b) 外加剂应尽量考虑采用目前工程已有或已试验品种。对于碾
10、压混凝土，应通过试验研究，选择适用于本工程碾压混凝土的外加剂类型、品种及掺量。要求在高气温（35）条件下，碾压混凝土初凝时间6h。3.1.2 砂石骨料采用马延坡人工砂石加工系统生产的太平灰岩骨料。3.2 混凝土配合比设计试验3.2.1 混凝土配合比试验常态混凝土进行包括水灰比、坍落度、用水量、最优砂率、粗骨料级配、外加剂等组合比例和单位材料用量等试验。碾压混凝土进行包括水灰比、粉煤灰掺量、Vc 值、坍落度（变态混凝土） 、用水量、最优砂率、外加剂等组合比例和单位材料用量；变态混凝土的灰浆配合比及单位材料用量等试验。3.2.2 双掺（粉煤灰、外加剂）试验提高混凝土质量，节约水泥的双掺（粉煤灰、外
11、加剂）试验，包括改善混凝土的和易性、减水和减少水泥用量、降低水化热、缓凝、对力学性能的影响等。对于碾压混凝土中水泥及粉煤灰品种的组合，如表 3.2-1 所示。表 3.2-1 碾压混凝土配合比试验组合表序号 混凝土强度等级 水泥 粉煤灰 外加剂1 C18025、 C2820及变态混凝土 选定的水泥 级灰 选定厂家2 C18025、 C9025、 C9020、 C2810 选定的水泥 级灰、级灰 选定厂家3.3 混凝土的物理力学性能试验3.3.1 物理性能主要进行容重、Vc 值、坍落度、凝结时间和含气量等试验。3.3.2 力学性能与变形性能a）常态混凝土抗压及抗拉试验，提出抗压及抗拉强度与龄期的关
12、系曲线（龄期分别考虑 7d、28d、90d 为标准） 。碾压混凝土抗压、劈拉强度及抗剪断强度试验，提出抗压、抗劈拉强度与龄期的关系曲线(龄期分别为 7d、28d、90d、180d)以及抗剪断参数指标（龄期28d、90d、180d） 。b）常态混凝土极限拉伸与干缩性能试验，提出各龄期（同上）与极限拉伸值、干缩性能指标的关系。碾压混凝土极限拉伸、轴拉强度试验，提出 28d、90d、180d 龄期与之相应的关系曲线。对 C18025、C 2820、C 9025 碾压混凝土及变态混凝土进行干缩试验，提出混凝土干缩与各龄期的关系曲线(龄期分别为 7d、28d、90d、180d)。c）混凝土弹性模量及弹模
13、与龄期（常态混凝土 7d、28d、90d，碾压混凝土 28d、90d、180d）关系。d) 对常态混凝土强度等级 C18015（四级配） 、C 18025（三级配） 、C 9025（三级配）及 C2815（四级配）做推荐配合比的混凝土自身体积变形、徐变与龄期的关系曲线（龄期分别考虑 7d、28d、90d、180d、360d）及表达式。对 C18025、C 9025、C 9020 碾压混凝土推荐配合比进行自生体积变形试验，提出混凝土自生体积变形、徐变与各龄期的关系曲线(龄期分别为7d、28d、90d、180d、360d) ，并提出表达式；对 C18025、C 9025 碾压混凝土进行线膨胀系数试
14、验。3.4 混凝土的耐久性试验按设计强度等级要求，做抗渗、抗冻试验(龄期分别为 28d、90d、180d)。3.5 混凝土的热学性能试验常态混凝土强度等级为 C18015（四级配） 、C 18025（三级配） 、C 9025（三级配） 、C 9030（三级配）及 C2815（四级配）绝热温升过程曲线和表达式，对 C18015（四级配） 、C 18025（三级配）做推荐配合比的混凝土线膨胀系数、导温、导热等其它相应的热学指标测定试验。对 C18025、C 9025、C 9020、C 2810 碾压混凝土进行绝热温升试验以及导温、导热等其它相应的热学指标测定试验。对绝热温升需提出过程曲线和表达式。4 提交成果内容及日期4.1 提交成果内容4.1.1 原材料性能鉴定成果（包括水泥水化热试验成果） 。4.1.2 不同强度等级混凝土的推荐配合比指标表，内 容包括：a) 混凝土的 Vc 值、坍落度、容重和含气量；b) 混凝土凝结时间等参数。4.1.3 混凝土的物理力学和变形性能指标表，包括如下：a） 强度与龄期的关系曲线；b） 极限拉伸及干缩性能指标与龄期的关系曲线；c） 弹性模量与龄期的关系曲线。d） 自生体积变形与龄期的关系曲线、线膨胀系数；e） 混凝土徐变度与龄期的关系曲线、表达式和松驰系数；f） 抗剪断参数指标(c /、f /)。4.1.4 混凝土的绝
