三峡工程混凝土原材料及混凝土质量

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一、中国三峡总公司试验中心工作概况

　　（一）2003年三期工程混凝土原材料及混凝土质量检测

　　1.水泥

　　检测葛洲坝、华新和湖南等3个特种水泥厂共72个525中热水泥样品、2个普通水泥样品和1个低热水泥样品，除葛洲坝水泥厂中热水泥有1个样品的3d水化热略偏高外，其余中热水泥样品质检测结果满足三峡工程标准TGPS03-1998的技术要求，且水泥碱含量均较低。普通水泥和低热水泥品质满足相应国家标准的技术要求。

　　2.粉煤灰

　　抽检6个电厂共61个粉煤灰样，各电厂粉煤灰品质检测结果均满足三峡工程标准TGPS04-1998的一级灰技术要求，其中优质品率67%.

　　3.外加剂

　　检测减水剂51个样品、泵送剂24个样品、引气剂47个样品的匀质性。进行23个外加剂样混凝土试验，所检减水率、含气量、泌水率比和抗压强度比均满足三峡工程标准TGPS05-1998的技术要求；除DH9混凝土泌水率比偏高外，引气剂DH9其它性能及AIR202品质均满足国标要求。

　　4.人工砂

　　检测26个人工砂样，含水率平均值5.1%，波动范围3.0%～7.2%，合格率77%，只有6组砂样含水率超过6%，最大值为7.2%，另有1个样品的细度模数与3个样的石粉含量超标，其它品质检测结果满足三峡工程标准TGPS02-1998要求。

　　5.粗骨料

　　检测下岸溪和古树岭系统碎石样102个，各项品质检测结果满足三峡工程标准TGPS01-1998技术要求。

　　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，后根据专家意见，通过室内试验及现场调查，将砂率、塌落度作了调整，对部分配合比进行合并，基本上统一了配合比。

　　7.混凝土

　　混凝土拌和物：抽检837次含气量、897次塌落度、3717次混凝土温度。出机口混凝土拌和物控制较好，含气量、塌落度基本控制在允许偏差范围之内，出机口温度7℃、10℃、14℃的合格率分别为90.7%、91.0%和98.0%。

　　混凝土强度：抽检846组混凝土抗压强度，除2组低于设计要求外，其余满足设计和规范要求，强度保证率均在99%以上，不低于设计强度百分率，除R?28250混凝土略低(97%～99.6%)外，其余均为100%。抽检151组混凝土劈拉强度，除7组偏低外，其余满足设计要求。

　　混凝土抗冻性：抽检7组混凝土试件抗冻性，混凝土抗冻标号满足设计要求。

　　混凝土抗渗性：检测5组混凝土试件抗渗性，混凝土抗渗标号满足设计要求。

　　混凝土极限拉伸值：检测7个部位不同标号混凝土的10组极限拉伸值，试验结果满足设计要求。

　　混凝土全面性能：检测5套混凝土全面性能，各项试验结果满足设计要求。

　　混凝土总含碱量：混凝土总含碱量最大值为2.11 kg/m³，满足三峡工程人工骨料混凝土碱含量不大于2.5kg/m³的要求。

　　混凝土芯样检测：检测三峡二期工程终检孔混凝土芯样试件18块，三期碾压混凝土围堰芯样试件105块。检测的主要项目是抗压强度、劈拉强度、极限拉伸值、抗冻性、抗渗性和密度，混凝土芯样抗压强度、劈拉强度、抗渗性能满足相应设计要求。

　　（二）高程84m、150m拌和系统质量监理工作

　　质量监理人员按计划对2座拌和系统使用的原材料及生产的混凝土进行抽检，审批混凝土配料单、检测拌和楼的衡量偏差、对施工单位进行旁站监理，并根据监理结果，完善两个拌和系统监理工作手册。

　　（三）技术支持与技术服务工作

　　提供2003年三峡工程蓄水(135m水位)验收及船闸试通航验收安全鉴定和验收报告各1份，分别为《蓄水(135m水位)验收及船闸试通航前验收混凝土原材料及混凝土质量自检报告》及《蓄水(135m水位)验收及船闸试通航前验收混凝土原材料及混凝土质量验收报告》。

　　修订9个三峡工程标准TGPS01～08、027等。配合中国三峡总公司质量总监办做好三峡工程芯样库的验收管理工作，接收双线五级船闸终检孔25箱混凝土芯样及相应资料。根据质量总监的工作安排，提出《三峡三期工程混凝土仓面取样检测的有关规定》。

　　配合中国三峡总公司物资部开展2003年三峡工地各试验室对粉煤灰和水泥品质比对试验竞赛，及《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿碴硅酸盐水泥》（GB200-2003）在三峡工地使用的宣传活动。

　　完成监理单位及其它单位送检的原材料、混凝土及钢筋共1412个样品的检测工作，并提供相应的检测报告419份。

　　配合混凝土质量检查专家组工作，并全面落实专家组意见，为三峡工程质量专家组提供《三峡工程混凝土原材料及混凝土质量抽检情况》（2002年度）、《三峡三期工程混凝土原材料及混凝土质量检测报告》（2003年1月～11月）、《三峡三期碾压混凝土围堰混凝土原材料及混凝土质量检测报告》3份资料。编写“关于落实三峡枢纽二期工程混凝土质量研讨会专家意见的措施”、“关于落实三峡枢纽工程质量专家组意见的措施”。对三峡三期工程人工砂石粉含量提出控制范围；组织有关单位调查三峡工程施工中的浇筑仓面混凝土浮浆厚度、泌水情况及入仓塌落度，并编写完成相应的调研报告；制定“三峡工地混凝土极限拉伸试验操作规定”，以提高工地各试验室极限拉伸值试验结果的准确性与可比性，该操作规定经有关单位讨论通过；为了简化生产调度、减少施工干扰，组织召开讨论会，统一三峡三期工程混凝土施工配合比。

　　（四）质量体系的运行和管理

　　根据1999年GB17025导则的要求，对《质量手册》和《程序文件》进行修改及补充，并多次组织学习和讨论。将中国三峡总公司试验中心（以下简称试验中心）变更情况表及新版《质量手册》和《程序文件》送交中国实验室国家认可委员会。填写“实验室评审报告”，迎接实验室认可复查。

　　试验中心每半年与国家水泥质量监督检验中心、每季度与3个水泥厂分别进行一次水泥品质检验比对试验，提高试验中心的检测水平。2003年进行10个样品比对试验，比对结果较满意，并经过评审。参加由中国建筑材料科学研究院组织的溶解热法水泥水化热试验仪器比对和粉煤灰细度标准样品的研制试验。

　　制定量值溯源计划，对试验中心的仪器设备进行周期送检或自校验，并粘贴状态标识；对部分仪器设备进行运行检查；更换3000kN压力试验机电脑，混凝土抗渗仪改造为全自动，对混凝土含气量仪、WAW-Y1000试验机快速回油阀、养护一室喷雾装置、火焰光度计、激光粒度分析仪、电瓶车、水泥标准养护箱等设备进行维修和维护；安装调试新购置的丹麦产混凝土气泡参数测定仪，购买水质分析所需标准物质，并建立仪器设备及标准物质档案和使用记录。

　　根据国认水办字〔2003〕02号文“关于开展自编仪器与试验设备校(检)验方法调查的通知”的要求，将试验中心自编仪器与试验设备校验方法上报水利部计量认证办公室。

　　二、主要试验工作

　　（一）骨料粒径和品种对混凝土极限拉伸值影响试验

　　1.试验目的

　　三峡二期工程混凝土出现了一些裂缝，为综合分析裂缝产生的原因，探索不同骨料品种、粒径以及试验条件对硬化混凝土极限拉伸值的影响，开展混凝土极限拉伸试验。

　　2.试验内容

　　研究不同试验室(试验条件)对混凝土极限拉伸值的影响、不同骨料粒径对混凝土极限拉伸值的影响、不同骨料品种对混凝土极限拉伸值的影响。

　　3.试验结果

　　不同试验室的混凝土极限拉伸试验结果说明，只要按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150-2001)进行试验，无论采用位移传感器或者电阻应变片测量变形，试验结果基本一致，但要注意在操作过程中夹具、万能试验机对试验结果的影响。

　　相同的混凝土拌和物用不同孔径的筛湿筛，混凝土极限拉伸值随骨料最大粒径的减小而增加。

　　古树岭、下岸溪人工粗骨料混凝土极限拉伸值基本一致。

　　（二）干筛骨料与干净骨料混凝土性能对比试验

　　1.试验目的

　　根据三期碾压混凝土围堰施工强度大、工期紧等特点，针对施工现场拌和系统的具体情况，以利于控制碾压混凝土VC值，尽量减少粗骨料含水状态对碾压混凝土VC值控制的不利影响。采取粗骨料从下岸溪生产系统运抵拌和楼后不进行二次冲洗，直接干筛(二次筛分)拌制碾压混凝土。试验的目的是为了论证干筛粗骨料对混凝土性能的影响，同时与干净粗骨料(水洗干净)进行常态、碾压混凝土性能对比试验。

　　2.试验结果

　　在塌落度基本相同条件下，干筛骨料与干净骨料常态混凝土拌和物用水量基本一致；在用水量相同的条件下，干筛粗骨料碾压混凝土VC值比干净粗骨料碾压混凝土高3.2s。

　　在含气量基本相同条件下，干筛粗骨料混凝土比干净骨料混凝土的引气剂掺量略有增加，增加剂量与混凝土类型有关。常态混凝土增加0.1/10000，碾压混凝土增加1/10000。

　　干筛粗骨料混凝土抗压强度比干净骨料混凝土抗压强度略有提高。

　　干筛骨料与干净骨料混凝土的极限拉伸值、抗渗性试验结果基本相当。

　　水胶比0.55粉煤灰掺量40%的大坝内部混凝土和水胶比0.50粉煤灰掺量50%的碾压混凝土，干筛骨料与干净骨料的抗冻性基本相同；水胶比0.45粉煤灰掺量30%的水位变化区混凝土，干筛骨料对抗冻性有不利影响，有待进一步论证。

　　试验结果表明，在生产碾压混凝土时，可以将干净骨料与干筛粗骨料进行互换使用。

　　（三）人工砂石粉含量对混凝土性能影响试验

　　试验结果表明，人工砂石粉含量12.5%～16.5%，在固定水胶比和塌落度条件下，常态混凝土用水量基本不变，含气量随石粉含量增加而降低，抗压强度略有提高，而劈拉强度及抗冻性基本一致，但人工砂石粉含量超过15%时，混凝土28天极限拉伸值有所降低，28天干缩值随人工砂石粉含量增加而增加，说明人工砂石粉含量超过一定量后对混凝土性能有一定的不利影响。

　　（四）不同养护条件对混凝土性能影响试验

　　开展不同养护条件对混凝土性能影响试验，了解混凝土在凝结硬化过程中不同环境条件对其性能的影响，采用三峡工程内部、外部、水变区、结构、抗冲磨、泵送混凝土实用配合比，将所成型的混凝土试件在预养间放置48小时拆模后分别采取标准养护、自然养护、标准+自然养护方式养护至规定龄期（28d、90d、180d、1年、3年、5年、10年），进行混凝土力学性能、变形性能及耐久性试验。该试验仍在进行中。

　　（五）其它试验

　　开展低热水泥混凝土试验、向家坝水电站工程两种骨料混凝土对比试验、高程150m拌和系统混凝土含气量验证试验、混凝土外加剂相容性试验等。

　　三、试验成果应用于三峡工程的情况

　　根据人工砂石粉含量对混凝土性能影响试验结果，确定三期工程人工砂石粉含量按10%～14%控制。

　　根据三期工程混凝土配合比参数选择试验结果，对三期工程混凝土配合比进行优化，将相邻部位或相近标号的混凝土配合比合并，统一配合比，简化混凝土生产调度、减少仓面施工干扰，对提高大坝混凝土整体均匀性有利。砂率下调1%～2%，仓面塌落度按1cm～3cm控制，相应机口塌落度大坝混凝土为3cm～5cm、厂房混凝土为5cm～7cm，有利于减少浮浆厚度和泌水。塔带机浇筑四级配混凝土特大石比例由原来的30%调整为20%～25%，特大石超径率为零，有利于减少骨料分离。

　　经调研及各家试验论证，引气剂改用AIR202，新优选一种高效减水剂JM-ⅡC，该产品性能与ZB-1A相当，已在三期工程中使用。在高标号混凝土部位继续使用丙烯酸类高效减水剂。