三峡坝后电站工程试验与检测

1、.：.；三峡坝后电站工程混凝土实验与质量控制中国电建 水电八局科研设计院 龚建辉概述三峡水利枢纽水电站为两组坝后式厂房，包括26台机组和6个安装间，混凝土工程总量达345万立方米。厂房混凝土包括常规混凝土和特种混凝土，常规混凝土包括大体积混凝土、构造混凝土、预制混凝土，特种混凝土包括泵送混凝土、钢纤维混凝土、自密实混凝土。混凝土采用的花岗岩人工骨料，具有强度高、碱活性低、弹模小的优点，但用水量比较高。经过运用级粉煤灰为掺和料、高效减水剂与引气剂联掺、采取减少水胶比添加粉煤灰掺量的技术道路，降低了混凝土单位用水量，提高了混凝土中水泥的功能要素，配制出了高性能混凝土。在混凝土消费过程中，经过制定真

2、实可行的质量控制与检验制度，从原资料进场质量抓起，严厉各工序质量检测与控制，使混凝土消费过程自始至终都处在受控形状，混凝土消费质量到达了前所未有的高程度。1.1电站厂房混凝土特点水工建筑物体积庞大，相应的混凝土块体尺寸也较大，根据日本建筑学会规范的定义“构造断面尺寸在80cm以上，同时水化热引起的混凝土内部最高温度与外界气温之差估计超越25的混凝土称之为大体积混凝土，厂房混凝土绝大部分属于大体积混凝土。大体积水工混凝土在满足设计强度要求的同时还需思索低热性、耐久性、施工性能及综合本钱等。低热性就是尽能够减少水泥用量，降低水化热温升，从而减小混凝土块体内外温差，减少由温度变形引起的裂痕；水工混凝

3、土长期暴露，与环境水、空气接触构成各式各样的侵蚀与冲刷，耐久性也是水工混凝土设计思索的重点，包括抗渗性、抗冻性、抗冲耐磨性、抗气蚀性、抗侵蚀性、碱集料反响和碳化；施工性能指混凝土拌和物须满足施工要求的和易性和易密实性。三峡工程电站厂房混凝土种类繁多。包括低塑性混凝土、塑性混凝土、高流态混凝土、高流态自密实混凝土、钢纤维混凝土、常温混凝土和低温混凝土等。强度等级覆盖广。包括C9020、C20、C25、C30、C35等。耐久性要求高。耐久性是混凝土经久耐用性能的统称，主要调查混凝土的抵抗压力水的浸透性能、水饱和形状下抗冻融循环破坏才干、抵抗高速水流冲刷才干、抗化学侵蚀才干，目前通用的评价目的为抗冻

4、抗渗等级。三峡电站厂房除机组段及尾水渠填塘混凝土、尾水渠护底护坡、厂坝平台、厂前区护坡为F150W8外其他混凝土均为F250W10。抗裂要求高。C20混凝土28天龄期极限拉伸值不得低于0.810-4，C25、C30混凝土28天龄期极限拉伸值不得低于0.8510-4。裂痕的产生主要是由于混凝土的收缩变形遭到约束，其拉应力超越混凝土的抗拉强度或拉应变超越混凝土的极限拉伸值所引起的，从资料的角度引起混凝土变形而导致裂痕的要素大体有：化学减缩、不均匀膨胀、碱集料反响、外加剂、掺和料、混凝土的不均匀性及混凝土不密实等。配合比设计时必需充分思索各种不利要素，科学地选择原资料，合理确定配合比，提高混凝土抗裂

5、性能。电站厂房建筑物还具有复杂的构造，密集的钢筋，这些特点要求混凝土具有良好的任务性、易密实性。三峡工程具有宏大的防洪、发电、航运、供水、养殖效益的同时，其作为空前的人文景观也具有宏大的旅游观光价值。电站厂房外墙面是不装修的清水混凝土墙，外观有较高的质量要求，混凝土外表必需光滑平整气泡小而且少，模板接缝线平直，混凝土浇筑坯层间没有明显痕迹。1.2主要设计目的电站厂房混凝土主要设计目的如表1-1、表1-2。表1-1 三峡二期工程电站厂房混凝土主要设计目的序号强度等级级配抗冻标号抗渗标号抗冲磨极限拉伸值10-4限制最大水胶比运用部位28d90d1C9020三、四F150W80.80.850.551

6、4#机组段及尾水渠回填2C9020三F250W100.80.55尾水渠护坡护底、厂坝平台、厂前区护坡3C25二、三F250W80.850.55厂房水下内部大体积构造砼、二期砼4C25二、三F250W100.850.5厂房水下或水位变化区外部砼5C25二F250W80.850.5厂房水上构造、板梁柱砼6C30二、三F250W100.850.5尾水管出口护底、构造砼7C35二F250W100.55预制砼8C35二F250W100.42尾水管过流面9C40二F250W100.38排砂孔出口抗冲磨部位10C40一F250W100.4门机、桥机轨道表1-2 三峡三期工程电站厂房混凝土主要设计目的序号强度

7、等级级配抗冻标号抗渗标号抗冲磨极限拉伸值10-4限制最大水胶比运用部位28d90d 1C25三、四F250W100.55尾水渠护坡护底、厂坝平台、厂前区护坡2C25二、三F250W80.850.55水下内部大体积混凝土、二期混凝土3C25二、三F250W100.850.45水下或水位变化区混凝土、门槽二期混凝土4C25二F250W80.850.50水上构造混凝土5C30二、三F250W100.850.40尾水管出口护底、构造砼6C35二F250W100.50预制混凝土7C35二F250W100.40尾水管抗冲磨混凝土8C40二F250W100.35排砂孔出口抗冲磨混凝土9C20三F150W84

8、#排砂孔段填塘混凝土10C20三F250W8支护工程 1.3实验与质量管理主要内容宜昌三峡工程建立三七八联营总公司实验室承当了三峡工程电站厂房三七八联营总公司承建工程工程所涉及的原资料质量检测及质量评价，担任混凝土、浆材、修补资料的配合比设计与优化、调整，担任混凝土消费质量控制，编制原资料检测、混凝土消费质量控制月报、年报。水泥2.1 概略水泥是混凝土的最主要组成资料，混凝土的性能很大程度上取决于水泥的性能，水泥与水拌和构成水泥浆，包裹混凝土骨料并填充其空隙，在新拌混凝土拌和物中，水泥浆起光滑粘结作用，赋予混凝土一定的流动性，水泥浆硬化后，那么将粗骨料粘结成具有一定强度和耐久性的整体。(1)三

9、峡工程混凝土用水泥特点低热性混凝土中水泥水化会放出热量，使得混凝土内部温度升高，由于混凝土是热的不良导体，加上水工建筑物混凝土块体普通体积庞大，内部热量不容易分发，致使混凝土块体内外温差较大，尤其环境温度较低或骤降时，内外温差更显著。当温差引起的拉应力超越混凝土的抗拉强度或拉应变超越混凝土的极限拉伸值，混凝土就会产生裂痕，影响其整体性与耐久性，严重的会导致混凝土建筑物破坏。限制水泥水化的发热量，降低混凝土绝热温升，是减少温度裂痕的最直接方法。三峡工程运用的水泥有比国家规范更严厉的水化热要求，中热水泥3d水化热不得超越251kJ/kg；7d水化热不得超越293kJ/kg。微膨胀性 随着混凝土的硬

10、化、枯燥与内部温度的降低，混凝土会出现体积收缩。由于遭到根底或周边老混凝土的约束，会使混凝土出现拉应力。具有微膨胀性质的水泥也会使混凝土具有微膨胀性，混凝土的体积微膨胀在周边条件的约束下会在内部产生一定的预压应力，从而补偿或减少体积收缩产生的拉应力和体积变形量，有利于减少或防止混凝土开裂。水泥中的膨胀源是水泥熟料中适量的氧化镁或外掺轻烧氧化镁中的游离方镁石晶体。三峡工程运用的水泥中MgO含量控制在国家规范要求的上限值，为了充分利用MgO的微胀性三峡工程用水泥对MgO含量的下限值也作了要求，MgO含量要求在3.5%5.0%。耐久性 影响混凝土耐久性的不利要素主要有物理破坏、化学侵蚀和碱集料反响，

11、物理破坏有冻融破坏、含砂水冲磨等，化学侵蚀主要有溶出性侵蚀、碳酸盐侵蚀、硫酸盐侵蚀等。针对混凝土建筑物所处的不同环境及骨料特性，选择适宜的水泥种类是提高混凝土耐久性的有效途径。抗冻抗冲磨要求较高的混凝土通常选用中热水泥、硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，骨料活性较高时普通选用低碱水泥。三峡工程利用二期工程基坑开挖的闪云斜长花岗岩及下岸溪料场的斑状花岗岩制成的骨料经检验均属非活性骨料，但鉴于目前对碱骨料反响认识的局限性，及从工程平安和耐久性方面的思索，三峡工程所用的水泥仍严厉控制了碱含量，低热、中热水泥碱含量均不大于0.6%。其他性能要求 凝结时间 为满足施工要求，水泥必需有适宜的凝结时间，中热水泥初

12、凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于12小时。细度GB2001989规定0.08mm方孔筛筛余量不超越12%，GB2002003改用比外表积表示细度后规定比外表积不低于250m2/kg。水泥越细水化速度越快，早期强度越高，早期发热也越多，不利于大体积混凝土的温控。因此三峡工程规范TGPS一-1998引荐0.08mm方孔筛筛余量宜在3%6%，TGPST一-2004引荐比外表积宜控制在250m2/kg300m2/kg。SO3含量水泥中SO3主要是由起调理凝结时间作用而参与的石膏引入的，当石膏掺量超越一定量后那么会破坏水泥石构造，影响水泥强度、安定性等。水泥中SO3含量不超越3.5%。三峡工程在

13、施工过程中发现当SO3含量2.26%时，混凝土凝结时间都明显延伸，因此在TGPST一-2004中规定SO3含量应控制在1.4%2.2%，以防止发生凝结异常景象。安定性安定性是指水泥在硬化过程中体积变化能否均匀。体积安定性不良会导致早期硬化的水泥石破坏从而影响混凝土建筑物的平安。水泥安定性经检验必需合格后才干运用。强度一定龄期的水泥强度反响其水泥石的力学性能及与骨料的胶结才干，水泥强度是影响混凝土强度的关键要素之一。不满足强度要求的水泥即为不合格水泥，三峡工程规范TGPST(一)-2004提出了水泥比外表积宜控制在250m2/kg300m2/kg，水泥比较粗，能够导致3d强度达不到要求，因此在T

14、GPST(一)-2004中不把水泥3d强度作为断定水泥能否合格的根据。水泥温度为了保证三峡工程低温混凝土的消费质量，TGPST(一)-2004对散装水泥运至工地的入罐温度作了不超越65的规定。2003年5月22日中华人民共和国国家质量监视检验检疫总局发布了“中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥国家规范GB2002003替代GB2001989，新规范从2004年1月1日起实施。实验方法与控制规范同期按新规范要求执行。水泥质量检验根据水泥质量检验包括物理检验和化学检验，物理实验工程主要有：细度比外表积、规范稠度、凝结时间、安定性及强度等，实验分别按GB/T1346-1989、GB/T

15、1346-2001、GB/T750-1992、GB/T1345-1991、GB/T8074-1991、GB/T177-1985、GB/T17671-1999等实验；水泥化学实验工程主要有：烧失量、碱含量、SO3、K2O、Na2O、MgO等，实验按GB/T176-1996规定方法实验。主要水泥供应厂家三峡工程电站厂房建立工期长工程量宏大，先后运用了多家水泥厂的多种类水泥。主要有葛洲坝股份水泥厂(简称葛洲坝水泥厂)消费的“三峡牌525中热硅酸盐水泥简称三峡525中热水泥，华新水泥股份简称华新水泥厂消费的“华新牌525中热硅酸盐水泥简称华新525中热水泥和湖南石门特种水泥股份简称石门水泥厂消费“坝道

16、牌525中热硅酸盐水泥简称石门525中热水泥。2004年1月1日后随着国家规范GB2002003的实施，525中热水泥改称为42.5中热水泥。葛洲坝水泥厂位于湖北省荆门市，葛洲坝水泥厂消费的中热水泥和低热矿渣水泥长期以来供应各大水利水电工程运用，先后供应给葛洲坝水利枢纽工程、安康水电站、五强溪水电站、隔河岩水电站等工程运用。葛洲坝水泥厂至三峡工地公路运距160km。华新水泥厂位于湖北黄石市，是我国老资历大规模水泥消费企业之一，先后为丹江口水电站、葛洲坝水利枢纽等大型水利水电工程供应过中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。其消费的水泥质量稳定，获国家免检产品。距三峡工地虽然较远，但主要依托水运，具有一定

17、的价钱优势，且有利于水泥的降温。石门水泥厂位于湖南省石门县，虽然投产较晚但产质量量较好且稳定，成为五强溪水电站工程水泥的主要供应厂家。至三峡工地公路运距250km。不同时期运用的水泥情况见表2-1 表2-1 三峡工程电站厂房运用水泥种类情况运用时段消费厂家水泥种类1998年5月1998年8月华新水泥股分525中热水泥1998年8月1998年9月湖南石门特种水泥股份525中热双膨水水泥1998年9月1998年10月葛洲坝股份水泥厂525中热水泥1998年11月湖南石门特种水泥股份、葛洲坝股份水泥厂525中热水泥1998年11月2001年9月华新水泥股分525中热水泥2001年9月2001年12月

18、湖南石门特种水泥股份525中热水泥2001年12月2002年2月葛洲坝股份水泥厂525中热水泥2002年2月2003年6月华新水泥股分525中热水泥2003年7月2004年6月湖南石门特种水泥股份525中热水泥2002年2月2002年12月湖南石门特种水泥股份525中热水泥2002年12月2003年2月华新水泥股分525中热水泥2003年2月2003年6月湖南石门特种水泥股份525中热水泥2003年7月2004年9月华新水泥股分525(42.5)中热水泥2004年9月湖南石门特种水泥股份42.5中热水泥2004年10月2005年1月华新水泥股分42.5中热水泥2005年2月 湖南石门特种水泥股

19、份42.5中热水泥2.2水泥熟料化学成分及矿物组成各水泥厂提供的1995年前水泥熟料的化学成分及矿物组成见表3.8.2-2，为了利用水泥中MgO的微膨胀性使混凝土也具有微膨胀性，补偿部分收缩，提高混凝土的抗裂才干，三峡工程质量规范要求在满足国家规范前提下把水泥熟料中的MgO含量控制在3.5%5.0%范围内。另外，为预防碱骨料反响危害，保证混凝土的耐久性，把中热水泥熟料中的碱含量限制在小于0.5%，中热水泥中的碱含量不得大于0.6%。各水泥供应厂家均按此要求调整了消费工艺，消费了满足三峡工程质量要求的水泥产品，1998年各厂提供的525中热水泥熟料的化学成分及矿物组成见表2-3。表2-2 水泥熟

20、料的化学成分和矿物组成(1995年)厂家化学成分(%)矿物组成(%)SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOFCaOSO3R2OC3SC2SC3AC4AF葛洲坝水泥厂21.215.075.3963.532.320.920.660.5151.5922.023.9317.24石门水泥厂21.155.296.3663.511.310.500.3849.8223.053.2719.38GB200-89中热水泥513.50.6556表2-3 水泥熟料的化学成分和矿物组成(1998年5月)厂家化学成分(%)矿物组成(%)LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOFCaOSO3R2OC3SC2SC3A

21、C4AF葛洲坝水泥厂0.3321.44.35.5861.74.080.370.7354.3819.751.9116.96石门水泥厂0.3322.35.46.0661.884.390.50.300.2050.420.333.1620.06华新水泥厂21.964.245.3563.134.320.360.2552.4723.982.1916.26GB200-89中热水泥5(3.55.0)*13.50.6(0.5)*556注:*三峡工程水泥质量规范要求2.3水泥取样与质量检验取样与留样水泥运至三峡工地现场，实验室会同水泥消费厂家按不超越600T为一取样编号，取样应具有代表性。对水泥散装集装箱或罐车抽

22、取试样，不少于三个箱罐。每个箱罐在不同点、不同深度共抽取67点的等量试样，13个箱罐取样总量不少于14kg。对每一编号获得的水泥样品充分混匀，分为二等分，一份用作实验检验，另一份密封保管三个月，以备有疑问时提交国家指定的检验机关进展复验或仲裁。供应和运用单位对刚进场的水泥，以规范取样方法和规范密封容器封存的样，与水泥厂的封存样具有同等效能。质量检验进场水泥物理力学性能检验结果见表2-4表2-4 水泥物理力学性能检验结果水泥种类统计参数凝结时间(h:min)细度%安定性抗折强度(MPa)抗压强度(MPa)初凝终凝3d7d28d3d7d28d三峡525中热次数343434348343483434最

23、大值0.83:155:39合格6.07.29.437.148.065.9最小值0.21:583:28合格5.05.98.026.135.855.6平均值0.72:374:06合格5.46.68.829.040.862.7合格率(%)100100100100100100100100100100华新525中热统计次数503503503503263621621263621621最大值6.23:405:34合格6.77.710.039.150.872.3最小值0.41:352:20合格3.75.57.216.831.555.6平均值1.52:233:48合格5.06.58.624.239.962.8合

24、格率(%)10010010010093.510010092.8100100石门525中热统计次数14814814814861501506150150最大值33:505:05合格6.27.29.330.748.470.7最小值0.41:542:47合格4.95.47.126.632.052.8平均值1.22:353:40合格5.66.48.428.039.261.2合格率(%)100100100100100100100100100100TGPS(一)-1998中热126012合格4.15.37.120.631.452.5华新42.5中热统计次数91157157157260260260260260

25、260最大值3173:204:29合格4.67.08.922.136.759.6最小值2262:112:52合格3.04.76.712.422.542.1平均值2822:353:26合格3.85.57.716.928.551.0合格率(%)98.9100100100100100100100100100石门42.5中热统计次数55838383124124124124124124最大值3303:033:50合格4.35.88.920.331.760.5最小值2642:042:46合格3.03.97.012.815.744.9平均值2902:343:21合格3.55.17.815.926.350.8

26、合格率(%)100100100100100100100100100100TGPST(一)-2004中热2506012合格3.04.56.5122242.5水泥物理力学性能检验结果阐明，各厂家供应的水泥均满足国家及三峡工程质量规范要求。28d抗压强度富余较多，普通富余5MPa以上，有的甚至多达20MPa。水泥的高强度有效保证了混凝土强度，但过于超强势必会添加水化热，对混凝土温控不利，而且呵斥不用要的浪费。我们以为保证水泥质量的均匀性与稳定性更为重要，与混凝土配合比设计时的水泥强度坚持一致，不但能正确引导设计出科学合理的混凝土施工配合比，还能坚持混凝土各项力学性能的均匀性，使混凝土强度在一个合理的

27、范围内动摇，提高混凝土的消费质量程度。三峡工程作为我国的“千年大计，其平安耐久性是工程思索的首要条件，对影响或潜在影响工程质量的要素必需作经常性的监测。水泥中的碱含量、MgO含量、SO3含量及水化热检验结果统计分析见表2-5表2-5 水泥碱含量、MgO含量、SO3含量及水化热检验结果水泥种类统计值碱含量(%)MgO (%)SO3 (%)水化热 (KJ/Kg)3d7d华新525中热统计次数66611最大值0.454.641.59236266最小值0.334.151.46平均值0.404.421.52石门525中热统计次数66611最大值0.404.422.22250283最小值0.284.021

28、.98平均值0.354.232.09TGPS(一)-1998中热0.63.553.5251293华新42.5中热统计次数99944最大值0.464.731.84237265最小值0.324.171.55219257平均值0.404.521.66229262石门42.5中热统计次数666/最大值0.554.431.98最小值0.44.191.65平均值0.464.331.87TGPST(一)-2004中热0.63.551.42.2251293检验结果阐明水泥中的碱含量、MgO含量、SO3含量及水化热均控制在三峡工程质量规范范围内，质量稳定。粉煤灰3.1概略粉煤灰作为工业副产品用作混凝土的一种掺和

29、料，曾经在混凝土工程中广泛运用。最初在混凝土中掺加粉煤灰只是为减少水泥用量降低水化热及减少环境污染。随着工程实际及实验成果的积累及科学分析手段的提高，对粉煤灰的性能，在混凝土中的作用机理有了更深认识。粉煤灰也由单纯的节能环保替代部分水泥变为了改善新拌混凝土性能和硬化混凝土性能的“功能性资料。粉煤灰化学成分及作用机理粉煤灰的化学成分取决于燃煤中黏土的矿物成分，主要化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、及少量MgO、K2O、Na2O、SO3等。粉煤灰的化学成分及其形状决议其具有“活性、“形状效应、“微集料效应。粉煤灰中的大部分氧化物都是以不稳定的玻璃态存在。存在于玻璃态中的SiO2、

30、Al2O3是粉煤灰活性的主要成分，与混凝土中水泥水化后的Ca(OH)2、水发生水化作用，能生成具有一定强度的稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙，这一反响称为“火山灰反响。粉煤灰的这一水化反响滞后于水泥的水化反响，因此混凝土中粉煤灰的水化反响也称为“二次水化反响。在扫描电镜下可以看到粉煤灰中含有大量球形或类似球形的颗粒，其外表较为光滑。正是这些球形或类似球形的颗粒包裹在新拌混凝土集料的外表，起到了固体光滑剂作用，减少了混凝土内部物料之间的摩擦力，从而改善混凝土拌和物的和易性。粉煤灰的这一作用被称为粉煤灰的“形状效应。粉煤灰尤其是级粉煤灰中的颗粒较细，可以填充于水泥浆体的孔隙之间，改善胶凝资料的颗粒级配

31、，到达减少填充水的作用。这也是级粉煤灰具有减水作用的缘由之一。粉煤灰的这一特性称为“微集料效应。三峡工程运用的级粉煤灰能改善新拌混凝土的任务性能，减少混凝土用水量，拥有“固体减水剂称号；提高硬化混凝土的后期强度及其抗化学侵蚀才干；抑制碱骨料反响；降低混凝土水化热温升。粉煤灰的质量目的根据国家规范GB1596-91，粉煤灰按其质量分为三个等级，各等级的粉煤灰质量目的见表3-1。表3-1 粉煤灰质量目的序号目的粉煤灰级别级级级1细度(45m方孔筛筛余)(%)1220452需水量比(%)951051153烧失量(%)58154含水量(%)115三氧化硫(%)333基于三峡工程质量的重要性，为确保级粉

32、煤灰的质量稳定，三峡工程质量规范TGPS(一)-1998对粉煤灰需水量比作了更细的等级分类，添加了需水量比不超越91%的为级优质品。另外为防止能够出现的碱骨料反响，危害工程平安，三峡工程规范对粉煤灰中碱含量作了要求，在TGPS(一)-1998中规定其含量不得超越1.5%，后因粉煤灰碱含量受电厂燃煤质量的影响，有的电厂粉煤灰中碱含量已接近1.5%，在TGPST(一)-2004中规定合格品碱含量不超越1.7%，优质品碱含量不超越1.5%。三峡工程质量规范混凝土用粉煤灰技术要求见表3-2。 表3-2 三峡工程混凝土用粉煤灰技术要求序号目的优质品合格品优质品合格品1细度(45m方孔筛筛余)(%)121

33、212122需水量比(%)919591953烧失量(%)55554含水量(%)11115三氧化硫(%)33336碱含量以Na2O当量计，%1.51.51.51.7规范号TGPS(一)-1998TGPST(一)-2004粉煤灰运用情况电站厂房混凝土中运用的粉煤灰均为级灰。三峡工程顶峰年混凝土浇筑量大，级粉煤灰的供应较紧，供应厂家改换较频繁，但质量稳定，不同厂家消费的级粉煤灰对混凝土性能影响差别不大。3.2粉煤灰取样与质量检验取样与留样粉煤灰的批量以延续供应200t为一批，缺乏200t的按一批计，实验室对进场粉煤灰按批取样检验。散装粉煤灰取样从至少三个散装集装箱罐内抽取，每个装集装箱罐内3个深度抽

34、取6个点，各点抽取0.5kg1kg，混合均匀后按四分法取出实验用量大2倍的量作为试样，1份灰样封存并保管3个月，当有争议时进展复验或仲裁检验。质量检验检验方法粉煤灰细度和需水量比按GB1596-91规范附录-A和附录B测定。粉煤灰的三氧化硫含量、烧失量和碱含量按GB/T176-1996测定。粉煤灰含水量按三峡工程质量规范汇编一附录A规定方法测定。质量检验结果电站厂房运用各种类的级粉煤灰质量检验结果见表3-3表3-3 粉煤灰检测结果煤灰种类统计值细度(%)密度(g/cm3)需水量比(%)烧失量(%)含水量(%)SO3 (%)碱含量(%)备注南京华能灰统计次数666优质品率100%最大值6.290

35、.60.2最小值5.489.90.1平均值5.990.30.18合格率(%)100100100鸭河口灰统计次数847585598555优质品率47.3%最大值10.52.3394.63.000.450.561.37最小值3.42.1888.92.770.100.321.10平均值5.92.2291.31.990.210.441.23合格率(%)100/100100100100100襄樊灰统计次数433543333222优质品率44.2%最大值10.02.2093.52.920.201.031.06最小值1.42.0989.10.800.050.340.57平均值4.52.1791.11.750

36、.110.690.82合格率(%)100/100100100100100阳逻灰统计次数151515151511优质品率73.3%最大值5.42.2292.33.000.25最小值1.82.1888.52.100.10平均值3.82.2090.32.520.160.851.39合格率(%)100/100100100邹县灰统计次数5555511优质品率0%最大值10.02.2094.61.880.20最小值6.52.1892.31.180.10平均值8.52.1993.21.600.160.761.09合格率(%)100/100100100TGPS(一) -1998优质品12/915131.5合格

37、品12/955131.5襄樊灰统计次数231742711521651113优质品率68%最大值7.62.294.24.950.251.21.56最小值1.22.1886.41.00.050.421.24平均值4.32.290.52.50.20.61.4合格率(%)100/100100100100100TGPST(一)-2004优质品12/915131.5合格品12/955131.7多年检验资料阐明电站厂房运用的各厂家消费的级粉煤灰质量稳定，尤其是华能南京电厂、阳逻电厂、鸭河口电厂及襄樊电厂的粉煤灰优质品率较高。3.2级粉煤灰对混凝土性能及水泥水化热的影响级粉煤灰对混凝土用水量的影响级粉煤灰具有

38、减水作用，这是由粉煤灰的形状效应和微集料效应决议的。级粉煤灰掺量与混凝土用水量关系见表3-4，实验混凝土W/C为0.5，掺ZB-1A高效减水剂，DH9引气剂，平圩级粉煤灰，坍落度坚持在3cm5cm，湿筛混凝土含气量4.5%5.5%。表3-4 级粉煤灰掺量与混凝土用水量关系粉煤灰掺量(%)二级配用水量三级配用水量kg/m3减水率(%)kg/m3减水率(%)01231031011759942010911949301051591124010118881550100198418级粉煤灰减水效果明显，掺20%粉煤灰时减水率在10%左右，掺30%粉煤灰时二级配减水率可达15%，三级配可达12%，随着级粉煤

39、灰掺量的添加减水率还有增大的趋势。级粉煤灰起到了“固体减水剂的作用。级粉煤灰对混凝土强度的影响级粉煤灰中含有较多的具有活性的玻璃微珠，能参与胶凝材水化反响即火山灰效应。另外，级粉煤灰的细颗粒在水泥浆中的微集料效应，起到加强水泥浆体的作用，提高混凝土强度。级粉煤灰掺量与混凝土强度的关系见表3-5。实验混凝土W/C为0.4、0.5和0.6，掺ZB-1A高效减水剂，DH9引气剂，平圩级粉煤灰，坍落度坚持在3cm5cm，湿筛混凝土含气量4.5%5.5%。表3-5 级粉煤灰掺量与混凝土强度的关系粉煤灰掺量水胶比0.400.500.60抗压强度抗压强度比抗压强度抗压强度比抗压强度抗压强度比28d90d28

40、d90d28d90dMPa比值MPa比值开展系数MPa比值MPa比值开展系数MPa比值MPa比值开展系数039.7150.111.2631.2138.211.2225.5130.311.192033.30.8445.20.901.3624.80.7933.30.871.3419.10.7525.40.841.333030.10.7642.70.851.4221.60.6930.80.811.4315.90.6222.90.761.444026.90.6840.20.801.4918.40.5928.40.741.5412.70.5020.40.671.61从实验结果可以看出：a.不掺粉煤灰混凝

41、土90d强度开展系数随水胶比增大有减小的趋势，粉煤灰掺量小于20%时也有类似的趋势；b.同一水胶比随粉煤灰掺量的添加强度有所降低，但90d强度增长率有所提高；c.水胶比越大强度降低越多，但长龄期强度增长率越高。级粉煤灰对水泥水化热的影响虽然粉煤灰具有火山灰效应，能与水发生水化反响，但发热量要低于水泥水化的发热量，而且其水化反响滞后于水泥水化反响，具有调理放热顶峰的作用，粉煤灰替代部分水泥对混凝土温控有利。不同级粉煤灰掺量水泥水化热结果见表3-6。实验采用葛洲坝525中热水泥，淮南平圩电厂级粉煤灰。表3-6 级粉煤灰掺量水泥水化热结果粉煤灰掺量(%)各龄期水化热(kJ/kg)1d2d3d4d5d

42、6d7d0162.8205.1228.2241.3252.0257.6261.420129.8174.8204.0223.3238.0249.3259.240104.5147.1170.6187.2201.4211.8221.1掺20%粉煤灰3d、7d水化热分别降低10.6%和0.8%；掺40%粉煤灰3d、7d水化热分别降低25.2%和15.4%。掺粉煤灰在降低放热量的同时，明显迟滞了放热顶峰，对防止温度裂痕非常有利。4. 砂石骨料4.1概略砂石骨料是混凝土的主要组成资料，占混凝土总体积的3/4左右，在混凝土中起骨架作用。骨料质量对混凝土性能产生重要影响，配制高性能优质混凝土需求优质的骨料。骨

43、料按采集场所与加工方式可分为天然骨料和人工骨料两大类。天然骨料普通具有较好的粒形，外表光滑，质地巩固，但其成分较复杂，级配通常不理想，有时还含一些针片状或脆弱颗粒，或粘附一些有害物等。人工骨料是用机械的方法将岩石破碎制成的。普通种类单一，级配可调，质量稳定，但其粒形不好，多棱角，外表粗糙，所拌制的混凝土和易性不好。三峡工程电站厂房混凝土运用古树岭料场人工骨料和三峡下岸溪料场人工骨料。古树岭人工骨料由三峡工程基岩闪云斜长花岗岩加工而成，岩体密度27402750kg/m3，湿抗压强度97.198.8MPa。下岸溪料场位于长江左岸下岸溪东面的鸡公岭，距坝址1012km。基岩主要是前震旦系斑状花岗岩，

44、部分盖有震旦系南沱组砂岩，在斑状花岗岩岩体中尚有后期侵入的辉绿岩脉、花岗岩脉和伟晶岩脉。3.8.4.2质量要求碎石按150mm80mm、80mm40mm、40mm20mm、20mm5mm方孔筛分级，代号分别为D150、D80、D40、D20。各粒级粗骨料的质量检验目的应符合表4-1要求。表4-1 混凝土用粗骨料质量检验目的序号工程碎石TGPS(一)-1998TGPST(一)-20041含泥量(粒径255026007吸水率(%)2.51.58针片状颗粒含量(%)15159压碎目的(%)202010超径含量(%)(原孔筛)5511逊径含量(%)(原孔筛)1010细骨料质量检验结果应符合表4-2目的

45、要求。表4-2 混凝土用细骨料质量检验目的序号工程人工砂TGPS(一)-1998TGPST(一)-20041细度模数2.60.22.60.22含泥量(%)3石粉含量(粒径0.16mm)(%)101710144泥块含量(%)005硫化物及硫酸盐含量(按SO3质量计)(%)1.00.56巩固性(%)8250025509云母含量(%)2210轻物质含量(%)11外表含水率(%)25502.5D20、D401/D800.51520下岸溪5-20检测次数1919191919最大值26500.661.25.813.6最小值26300.430.30.210.9平均值26400.570.62.412.1合格率

46、%1001009510010020-40检测次数19191919最大值26600.720.84.4最小值26300.240.30.6平均值26500.420.52.5合格率%10010010010040-80检测次数19191919最大值26700.390.76.4最小值26400.120.31.0平均值26500.270.53.6合格率%10010074100TGPST(一)-200426001.5D20、D401/D800.51520表4-5 细骨料统计结果砂产地统计参数细度模数石粉含量(%)表观密度(kg/m3)云母含量(%)吸水率(%)含水率(%)下岸溪检测次数313431346529

47、6210880最大值3.1620.826500.1113.3最小值2.436.626200.10.42.2平均值2.7212.426350.10.75.7合格率(%)8791100100/70TGPS(一)-19982.60.2101725002/6下岸溪检测次数103910391818182514最大值2.8916.526700.70.927.7最小值2.268.426400.10.71.2平均值2.5512.826570.30.825.1合格率(%)9789100100/95TGPST(一)-20042.60.2101425502/65混凝土外加剂5.1技术要求混凝土外加剂以其掺量较小(普

48、通不大于胶凝材用量的5%)，运用方便，能按要求改善混凝土性能，具有显著的技术经济效益，曾经成为拌制混凝土不可或缺的组分，成为了混凝土中除水泥、骨料、水、掺和料以外的第五组分。混凝土外加剂种类繁多，分类复杂，有的按其功能、作用分类，有的按其化学成分分类。根据GB8075-87按外加剂功能分为四类：改善混凝土拌和物流变性的外加剂，包括减水剂、引气剂和泵送剂。调理混凝土凝结硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂、速凝剂。改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、防冻剂和阻锈剂等。改善混凝土其它性能的外加剂，包括引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。三峡工程电站厂房混凝土主要运用了减水剂

49、、引气剂和泵送剂。三峡工程对混凝土外加剂的技术要求有：具有较高的减水率。为了降低花岗岩人工骨料混凝土的用水量，减水剂必需有较高的减水率。适宜的凝结时间。为顺应水工混凝土的大仓号高强度施工，混凝土要有适当的凝结时间。凝结时间过短，浇筑坯层不能及时覆盖，上下层间容易出现冷缝；凝结时间过长，影响早期强度，延误后续工序，影响施工进度。良好的任务性。拌制的混凝土具有良好的和易性，泌水少、不离析、坍落度损失小，易于振捣密实。较高的强度比。具有加强作用的外加剂能减少水泥用量，降低水化热，节约工程本钱。引气剂产生的气泡构造合理、气泡稳定性好，混凝土强度降低少。减水剂引入的气泡构造和稳定性较差，故应控制减水剂的

50、含气量。减水剂、引气剂与胶凝资料有良好的顺应性。对钢筋没有锈蚀作用。碱含量低。三峡花岗岩人工骨料为非活性骨料，但基于三峡工程的耐久性要求与目前对碱骨料反响认识的局限性，仍要求外加剂硫酸钠含量小于8%。中国长江三峡工程规范要求掺外加剂混凝土性能应符合表5-1性能目的要求。表5-1 掺外加剂混凝土性能目的实验工程缓凝高效减水剂缓凝减水剂引气剂泵送剂减水率(%)188618泌水率比(%)10010070100(常压)95(压力)坍落度保管值(mm)30min15060min120含气量(%)3.03.050.53.0凝结时间差min初凝+120+300、+360+120+300-90+120+120

51、+300终凝+120+300+120+300-90+120+120+300抗压强度比(%)3d125100901257d1251109012528d12011085120收缩率比(%)28d125125125125抗冻性能冻融循环次数5030050对钢筋锈蚀作用应阐明对钢筋无锈蚀危害注： 除含气量外，表中所列数据为掺外加剂混凝土与基准混凝土的差值或比值。凝结时间目的，“-号表示提早，“+表示延缓。泵送剂除压力泌水率比和坍落度保管值实验方法按JC473-2001规定外，其他工程实验方法与缓凝高效减水剂的一样。5.2外加剂的选择外加剂消费厂家众多，质量良莠不齐。为保证质量，三峡总公司实验中心于19

52、95年底组织水科院、长科院对外加剂进展了优选。优选原那么：产品必需经过技术鉴定。消费厂有一定的消费规模和科学的消费工艺，有完善的质量保证体系，能保证产质量量均匀稳定。产品曾在大中型水利水电工程中运用过或进展过胜利的商业性运用，并获得良好的技术经济效益。必需经过三峡工程混凝土原资料的顺应性实验，符合工程需求。价钱合理。根据上述原那么，三峡总公司实验中心、中国水利水电科学研讨院、长江水利委员会长江科学院共同对32种减水剂，7种引气剂进展了优选实验。对减水率到达一级品，强度比到达合格的减水剂，用技术经济效益系数K28d(90d)=减水率28d(90d)抗压强度比/减水剂掺量单价进展技术经济分析，选出

53、技术经济效益较好的几种减水剂与引气剂进展顺应性实验。根据实验结果，并综合思索厂家的消费规模、技术程度、质保体系、厂家信誉及工程运用情况，优选出浙江龙游ZB-1A、武钢浩源FDN9001、上海麦斯特RH561C三种高效减水剂及青岛科力PC-2引气剂、石家庄DH9引气剂作为引荐产品在三峡工程运用。左岸厂房混凝土采用了浙江龙游ZB-1A高效减水剂和石家庄DH9引气剂。针对三期工程右岸厂房混凝土的技术要求，为提高混凝土的极限拉伸值，加强混凝土抗裂才干，同时综合思索工程本钱，三七八联总实验室在右岸厂房混凝土配合比设计时再次对外加剂进展了优选实验。提出减水剂优先选用ZB-1A和JM-C，JG-3和RH56

54、1C作为备用，引气剂优先选用AIR202，DH9作为备用。另外，对特殊部位运用的抗冲耐磨混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土分别选用了X404/C超塑化剂、JM-JM-PCA泵送剂、及具有高效减水作用，保坍性好的SP8CR-HC作为拌制自密实混凝土的外加剂。各外加剂厂家经销商的概略见表5-2。表5-2 外加剂厂家经销商概略表序号消费厂家经销商品名种类掺量%年产量(t)1浙江龙游外加剂厂ZB-1A缓凝高效减水剂0.40.8(粉状)200002江苏建科院JM-C缓凝高效减水剂0.51.0(粉状)250003JM-泵送剂0.40.8(粉状)200004JM-PCA超塑化剂0.61.2%/5北京冶建JG-

55、3缓凝高效减水剂0.51.0100006上海博得X404/C超塑化剂0.30.8/7上海麦斯特SP8CR-HC超塑化剂0.30.8/8AIR202引气剂0.010.02/5.3质量检验取样与留样试样分点样和混合样。点样是在一次消费的产品所得的试样，混合样是三个或更多的点样等量均匀混合而得到的试样。减水剂每100t为一批，缺乏100t时按一批计；引气剂每2t为一批，缺乏2t时按一批计。对每一批外加剂取样检验，取样量不少于0.2t水泥所需的外加剂量。每一次取样混合均匀后，分为二等分，一份用于检验，另一份密封保管半年，以备有疑问时提交指定的检验机构进展复验促裁。检验方法资料水泥采用葛洲坝水泥厂、湖南

56、特种水泥厂或华新水泥厂消费的525中热硅酸盐水泥。细骨料采用符合三峡工程人工砂质量目的要求的下岸溪花岗岩人工砂，细度模数为2.62.8。粗骨料采用符合三峡工程粗骨料质量目的要求的下岸溪花岗岩碎石，粒径为5mm20mm。采用二级配，其中5mm10mm占40%，10mm20mm占60%。拌和用水采用符合JGJ63-89要求的饮用水。配合比基准混凝土配合比按JGJ55进展设计，掺外加剂的受检混凝土和基准混凝土的水泥、砂、石的比例不变，配合比应符合以下规定：水泥用量3305kg/m3。砂率：基准混凝土和掺外加剂混凝土的砂率为39%，但掺引气剂的混凝土砂率比基准混凝土低2%，掺缓凝高效减水剂和缓凝减水剂

57、混凝土的砂率比基准混凝土砂率低1%。外加剂掺量：采用消费厂家引荐掺量，假设减水剂与泵送剂引荐掺量为某一范围时，应采用其下限值。引气剂掺量由混凝土拌和物含气量达4.5%5.5%来确定。用水量：应使混凝土坍落度达8010mm。混凝土搅拌采用自落式混凝土搅拌机，全部资料及外加剂一次投入，拌和量不少于搅拌机铭牌拌和量的1/4与不大于3/4，搅拌3min，出料后在铁板上用人工翻拌23次再进展实验。各种混凝土资料及实验环境温度均应坚持在203。试件制造及实验所需试件数量混凝土试件制造及养护按GBJ80进展，但混凝土预养温度为203。实验工程及所需数量详见表5-3。表5-3 实验工程及所需数量实验工程外加剂

58、类别实验类别实验所需数量混凝土拌和批数混凝土抽取实验数目掺外加剂混凝土总取样数目基准混凝土总取样数目减水率各种外加剂混凝土拌和物31次3次3次泌水率比31个3个3个含气量31个3个3个凝结时间差31个3个3个抗压强度比硬化混凝土39块或12块27块或36块27块或36块收缩率比31块3块3块抗冻性引气剂31块3块3块钢筋锈蚀各种外加剂新拌或硬化砂浆31块3块3块注：实验时，检验一种外加剂的三批混凝土要在同一天内完成。混凝土拌和物混凝土拌和物的减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差的测定均按GB8076-1997的规定进展。硬化混凝土混凝土的抗压强度比、收缩率比、抗冻性的测定均按GB8076-19

59、97的规定进展。掺泵送剂混凝土拌和物的减水率、常压泌水率比、含气量、凝结时间差和硬化混凝土的抗压强度比、收缩率比、抗冻性的实验方法都与掺缓凝高效减水剂混凝土的一样。掺泵送剂混凝土的压力泌水率比和坍落度保管值实验方法按JC473-2001规定进展，但掺泵送剂受检混凝土用水量以保证坍落度到达200mm220mm时的最小用水量来确定。外加剂匀质性实验和钢筋锈蚀实验按GB8077进展，外加剂碱含量测定按GB8076-1997附录D进展，不溶物测定按JGJ63-89进展。验结果各种外加剂检验结果见表5-4。检验结果阐明电站厂房混凝土用外加剂质量稳定。混凝土拌和物性能检测工程的实验结果与检验用水泥有很大关

60、系，根据历次实验结果分析，用华新水泥来检验比用石门水泥检验的外加剂减水率都要高，坍落度损失要小。经过比较两种水泥的矿物组成和物理化学性能，我们以为颗粒形状与细度、早期水化速度是影响外加剂检验结果的主要缘由。水泥颗粒形状不好，细度较细，早期水化较快的水泥用于检验外加剂时会反映出外加剂减水率降低，含气量较小，坍落度损失较快。表5-4 外加剂检验结果表外加剂种类 消费厂家外加剂称号统计值减水率(%)含气量(%)泌水率比(%)凝结时间差(min)抗压强度比(%)初凝终凝3d7d28d缓凝高效减水剂浙江龙游ZB-1A检测次数6767634343676663最大值25.73.399+328+7572032