南水北调工程配合比试验报告

南水北调工程配合比试验报告 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段位于河北省满城县境内，总长 6583.159m，包括渠道主体工程，郑家佐分水口工程，韩庄西沟排水倒虹吸、吴庄西 沟排水倒虹吸、沙石沟排水倒虹吸三座左岸排水工程，抱阳山桥、韩庄桥、吴庄桥、 郑家佐桥四座桥梁工程。工程等级为I等，主要建筑物的级别为I级。该工程由中国 水电十五局承建，中国水电十五局测试中心承担该项目的混凝土配合比设计及性能研 究任务。配合比设计试验现已完成，现就混凝土配合比试验结果报告如下： 一、 配合比设计技术要求 混凝土、砂浆配合比技术要求见表1~表4。 1 混凝土设计 骨料最大 配合比试验建议取值范围 序龄期石子混凝土部位 号 （d） 级配 水胶比 粉煤灰掺量 等级 粒径（mm） 1 过水断面面混凝土 28 C20W6F150 二 40 0.45~0.50 （10~25）% 2 护肩、排水沟等混凝土 28 C20F150 二 40 0.45~0.50 （15~30）% 3 六角空心框格混凝土 28 C30 小石 15 0.50~0.55 （10~25）% 4 喷射混凝土 28 C20F150 小石 15 0.40~0.45 （10~30）% 5 水泥砂浆 / M7.5 / / / / 6 水泥砂浆 / M10F100 / / / / 强度保证率：95% 塌落度：普通混凝土浇注地点随机取样（4~8）cm 备注 33密度：普通混凝土（2380~2420）kg/m、喷混凝土?2200 kg/m 初/终凝时间：非喷射混凝土满足 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 工艺要求、 喷射混凝土?5min/?10min 2 混凝土设计 骨料最大 配合比试验建议取值范围 序龄期石子混凝土部位 号 （d） 级配 水胶比 粉煤灰掺量 等级 粒径（mm） 闸室、涵洞、整体式U1 28 C25W4F150 二 40 0.45~0.50 （10~25）% 型进口 2 进口两侧渠道衬砌 28 C20W4F150 二 40 0.45~0.50 （10~25）% 3 检修平台及上部结构 28 C25 二 40 0.45~0.50 （10~25）% 4 闸室二期混凝土 28 C25W4F200 二 40 0.45~0.50 （8~15）%UEA 5 素混凝土垫层 28 C10 二 40 0.50~0.60 （10~30）% 强度保证率：95% 备注 塌落度：普通混凝土浇注地点随机取样（4~8）cm 3密度：普通混凝土（2380~2420）kg/m、 初/终凝时间：满足施工工艺要求 1 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 3 配合比试验建议取值范围 混凝土设计 骨料最大 序龄期石子混凝土部位 号 （d） 级配 等级 粒径（mm） 水胶比 粉煤灰掺量 1 倒虹吸管身段 28 C30W4F150 二 40 0.45~0.50 （10~25）% 2 进出口导流墙 28 C20F150 三 40 0.45~0.50 （10~25）% 3 进出口混凝土护底 28 C20F150 二 40 0.45~0.50 （10~25）% 4 素混凝土垫层 28 C10 二 40 0.50~0.60 （10~30）% 强度保证率：95% 塌落度：普通混凝土（4~8）cm 备注 3密度：普通混凝土（2380~2420）kg/m 初/终凝时间：满足施工工艺要求 4 配合比试验建议取值范围 混凝土设计 骨料最大 序龄期石子混凝土部位 号 （d） 级配 等级 粒径（mm） 水胶比 粉煤灰掺量 灌注桩基础（水下混凝1 28 C25 二 40 0.50~0.60 （10~25）% 土） 2 结构混凝土 28 C25 二 40 0.45~0.55 （10~25）% 3 桥墩及墩台盖粱、系粱 28 C30F200 二 40 0.45~0.55 （10~25）% 4 预制预应力T粱 28 C40 二 25 0.45~0.55 （10~25）% 5 预制预应力工粱 28 C50 二 25 0.24~0.38 （10~25）% 6 结构混凝土 28 C30 二 25 0.45~0.55 （10~25）% 7 混凝土铺装 28 C40W4 一 15 0.45~0.55 （10~25）% 8 预制拱肋 28 C35 二 25 0.45~0.55 （10~25）% 9 素混凝土垫层 28 C10 二 40 0.50~0.60 （10~30）% 10 预应力管道水泥浆 28 C50 0.40~0.45 11 水泥砂浆 28 M15F100 12 水泥砂浆 28 M7.5 强度保证率：95% 备注 塌落度：满足《公路桥涵施工技术MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1717459018512_1》（JTJ041-2000）中规定 3密度：（2380~2420）kg/m、初/终凝时间：满足施工工艺要求 二、配合比设计试验依据 ?《南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配 合比试验大纲》 ?设计规范、规程 《水工混凝土试验规程》DL/T5150—2001； 2 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151—2001； 《水工混凝土施工规范》DL/T5144—2001； 《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100—1999； 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000； 《水工混凝土配合比设计规程》DL/T5330—2005； 《水泥细度检验方法 筛析法》GB/T1345—2005； 《水泥 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T1346—2001； 《水泥胶砂强度检验方法（ISO）》GB/T17671—1999； 《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175—1999； 《混凝土拌合用水标准》JGJ63—1989； 《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596—2005； 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041—2000； 《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTGE30—2005； 《公路工程集料试验规程》JTGE42—2005等。 三、原 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 检验 试验用原材料均由施工单位在业主指定工地现场采集运至中水十五局咸阳测试 中心试验室。 1、水泥 水泥采用河北太行水泥股份有限公司生产的“太行”牌P.O42.5R普通硅酸盐水泥，按《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175—1999等对水泥的技术指标进行检 验，检验结果见表5~表7、图1。 5 标准稠度凝结时间（h：min） 抗折强度（MPa） 抗压强度（MPa） 检 测 密度 细度安定性 用水量3项 目（?/m ） （%） 初凝 终凝 3d 7d 28d 3d 7d 28d （%） P.O42.5R 3100 0.7 1：32 2：49 合格 28.0 5.4 6.7 9.0 28.1 37.0 52.2 GB175-1999 — ?10 ?0：45 ?10：00 合格 — ?4.0 — ?6.5 ?21.0 — ?42.5 kJ/kg 6 龄期（d） 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 204 248 266 280 290 300 310 粉煤灰掺量 15 0 173 213 227 236 242 253 261 （%） 20 0 164 205 223 226 232 241 258 3 cangliang 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 粉煤灰不同掺量水泥水化热关系曲线 350 300 250 200 150 粉煤灰掺量0% 100水化热（kJ/kg）粉煤灰参量15%50粉煤灰掺量20%0 012345678 龄期（d） 图1 7 检测项目 SO含量（%） MgO含量（%） 碱含量（%） 烧失量（%） 3 检测结果 P.O42.5R 2.6 2.1 0.48 1.8 GB/T175—1999 ?3.5 ?5.0 ?0.60 ?5.0 由表5、表7检测结果看，“太行”牌P.O42.5R普通硅酸盐水泥的检测指标，均能 满足GB175—1999中有关普通硅酸盐水泥的要求。从表6和图1可以发现，随着粉煤灰掺量的增加水泥水化热降低较快，所以，这次混凝土配合比设计时，在满足设计 技术要求的前提下，采用较大的粉煤灰掺量。 2、粉煤灰 粉煤灰选用保定开大热电有限责任公司生产的F类?级灰，其品质检验结果见表8。 8 3检测项目 细度（%） 烧失量（%） 碱含量（%） SO含量（%） 需水量比（%） 密度（kg/m） 含水量（%） 3 F类?级 10.9 7.7 0.90 0.22 104 1880 0.15 GB/T1596—2005 ?20 ?8 / ?3 ?105 — / 从检测结果可以看出，保定开大热电有限责任公司生产的F类?级粉煤灰检测指标满足GB/T1596—2005规范中相关要求。 3、骨料 试验用粗细骨料分别采用顺平县永生（洪铖采矿场）石场、满城县岭东（中独乐 村）砂场骨料。粗细骨料的检测结果见表9~表13、图2。 4 9 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 表观 堆积 轻物质饱和面干硫化物及 检测 有机质含量云母含量泥块含泥量细度 坚固性密度密度 含量吸水率硫酸盐含量项目 （%） （%） 含量 （%） 模数 （%） 33（kg/m） （kg/m） （%） （%） （%） 砂料 2610 1550 浅于标准色 0.38 无 1.8 2.8 0.08 1.62 1.1 0.034 DL/T5144 不允?2500 — 浅于标准色 ?2.0 ?3.0 2.2—3.0 ?1 — ?8 ?1 -2001 许 10 筛孔尺寸（mm） ＞5.0 5~2.5 2.5~1.25 1.25~0.63 0.63~0.315 0.63~0.16 ＜0.16 累计筛余（%） 5.01 22.75 35.11 62.67 79.56 91.61 99.65 100 90 80 70 60 50 40 30上包线 20砂样曲线 下包线10 0 0.160.3150.631.252.55 图2 细骨料颗分曲线（?区砂） 11 试验龄期（d） 3 7 14 标准要求14天 检测内容 平均长度变化率（%） 0.026 0.036 0.053 ＜0.1 外形变化 无 无 无 / 12 检测项目 表观 饱和面干针片状饱和单轴饱和表压碎 泥块 含有机质含量坚固性3含泥量 SO 密度吸水率含量抗压强度观密度指标含量量（%） （%） （%） （%） 33石子粒径级配 （kg/m（%） （%） （MPa） ） （kg/m） （%） （%） D20 2710 2700 0.4 3.3 0.29 1.4 检 测 浅于 D40 2720 2710 0.3 11.8 无 0.11 2.2 0.20 1.5 89.7 结 果 标准色 D80 2710 2700 0.2 4.7 0.18 0.7 D20D40?1.0 浅于 DL/T5144-2001 ?2550 — — 不允许 ?0.5 ?5.0 ?2.5 ?15 — D80?0.5 标准色 5 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 表9~表12的检测结果表明，所检测的指标满足DL/T5144-2001等规范规程中的相关要求，通过碱活性试验确定砂料为非活性骨料。 现场运至测试中心的粗骨料为（5~15）mm、（5~20）mm、（5~25）mm、（20~40）mm、（40~80）mm，试验前均筛分成标准级配进行混凝土配合比设计。 13 筛孔尺寸（mm） 筛孔尺寸（mm） 项目 项目 累计筛余（%） 累计筛余（%） ＞80 80~60 60~40 ＜40 ＞25 25~15 15~5 ＜5 80~40 25~5 8.04 51.05 93.86 99.39 8.93 86.74 99.96 ＞40 40~30 30~20 ＜20 ＞15 15~10 10~5 ＜5 40~20 15~5 0 0 53.23 99.59 6.05 58.67 95.24 100 ＞20 20~10 10~5 ＜5 20~5 2.91 71.80 98.38 99.92 4、外加剂检验 外加剂采用河北省混凝土外加剂厂生产的DH系列高效减水剂、高效缓凝减水剂 等，检验结果见表14、表15、表16。 从表14可以看出，河北省混凝土外加剂厂生产的DH系列高效减水剂DH3G、缓凝高效减水剂DH4BG、引气剂、膨胀剂的检测项目满足相关规范要求。 14 抗压强度比（%） 凝结时间差（min） 检测项目 减水率含气量抗冻 对钢筋锈 外加剂及试验掺量 （%） （%） 等级 蚀作用 3d 7d 28d 初凝 终凝 高效减水剂DH3G（0.8%） 20 1.2 132 141 127 +82 +74 ?50 无 DL/T5100-1999 ?15 ＜3.0 ?130 ?125 ?120 -60~+90 -60~+90 ?50 无 缓凝高效减水剂DH4BG（0.8%） 20 1.4 127 131 130 +234 +185 ?50 无 DL/T5100-1999 ?15 ＜3.0 ?125 ?125 ?120 +120~+240 +120~+240 ?50 无 引气剂(1.2/万) 13.6 4.5 96 98 93 +13 -21 ?200 无 DL/T5100-1999 ?6 4.5~5.5 ?90 ?90 ?85 -90~+120 -90~+120 ?200 无 备注 高效减水剂DH3G中碱含量为9.8%、缓凝高效减水剂DG4BG中碱含量为9.6%，引气剂中碱含量2.9% 6 15 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 细度（%） 抗压强度（MPa） 抗折强度（MPa） 砂浆限制膨胀率（%） 凝结时间（min） 检测项目 1.25mm 7d 28d 7d 28d 7d水中 28d水中 初凝 终凝 试验掺量 UEA（12%） 0 27.2 47.5 5.4 9.7 0.027 -0.008 1:57 3:01 UEA（10%） 0 28.9 50.1 5.7 9.7 0.026 0.031 2:01 3:12 UEA（8%） 0 26.9 48.2 5.1 9.4 0.026 0.031 1:47 2:56 JC476—2001 ?0.5 ?25.0 ?45.0 ?4.5 ?6.5 ?0.025 ?-0.020 ?0:45 ?10:00 试验餐量（%） 随着膨胀剂掺量的增加，砂浆的膨胀量也增加，根据试验结果并参照相关的资料， 本次配合比设计时，膨胀剂掺量选用10%。膨胀剂的碱含量为0.65%。 16 检测项目 初始塌落度 20分钟塌落度40分钟塌落度60分钟塌落度温度湿度 外加剂及掺量 (cm) (cm) (cm) (cm) 室温27?、相高效减水剂（0.8%） 9.5 5.5 3.5 2.3 对湿度55% 四、掺配比例试验结果 1、骨料掺配比例试验 根据最大振实密度法，二、三级配混凝土粗骨料的级配比例试验结果见表17、表18。 17 粒径级配 各粒径级所占百分数 D20 40 45 50 55 60 D40 60 55 50 45 40 3振实密度(kg/m) 1675 1700 1729 1708 1692 最佳级配 D20: D40=50:50 18 粒径级配 各粒径级所占百分数 D20 25 30 35 30 35 30 35 D40 35 35 35 30 30 40 25 D80 40 35 30 40 35 30 40 振实密度 1828 1830 1845 1856 1860 1788 1819 3(kg/m) 最佳级配 D20: D40:D80=35:30:35 经试验选择二级配粗骨料掺配比例为：D20: D40=50:50 三级配粗骨料掺配比例为：D20: D40:D80=35:30:35 7 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 2、砂率选择试验 一、二、三级配在不掺粉煤灰时，最优砂率试验结果见表19。 19 级配 检测项目 一级配 二级配 三级配 砂率 37 38 39 40 33 34 35 36 29 30 31 32 塌落度 5.7 5.9 6.1 5.4 4.8 6.3 8.0 4.0 6.0 7.0 6.2 5.8 含气量（%） / / / / 4.0 4.6 3.4 3.9 3.1 3.9 3.0 3.1 和易性 较差 较好 好 较好 较好 好 较好 较粘 较差 好 较好 较好 泌水 不泌水 不泌水 不泌水 最优砂率 39 34 30 备 注 w/c=0.45 w=152 w/c=0.45 w=140 w/c=0.45 w=130 3、外加剂掺量试验 通过外加剂不同掺量对比试验，对不同的粉煤灰掺量、不同的混凝土级配，高效 减水剂和缓凝高效减水剂掺量范围为0.7%~0.9%，引气剂掺量为0.3/万~0.4/万。 五、混凝土、砂浆拌制试验 1、混凝土配合比设计思路 根据设计技术指标要求和相关规范规定，在这次混凝土配合比设计时，采用系列 配合比设计的方法进行，对有特殊要求的混凝土进行单独配制试验。 按“南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配 合比试验大纲要求”和混凝土塌落度损失情况，对渠道、郑家佐分水口、左岸排水倒 虹吸等混凝土的塌落度控制在（7~9）cm范围内，有抗冻要求的混凝土含气量根据级 配的不同控制在3.5%~5%之间，对公路交叉建筑物混凝土的塌落度和含气量执行《公 路桥涵施工技术规范》中的相关条款的规定，掺引气剂的混凝土含气量控制在 3.5%~5.5%范围内，塌落度根据结构具体部位和施工条件分别考虑。 对用强度等级为42.5R的普通硅酸盐水泥配制C50混凝土，用常规的高效减水剂 时，无法满足强度要求，这次分别采用了河北省混凝土外加剂厂生产的DH13羧酸系高效减水剂和山西建华化工厂生产的BR—5型增强防水剂进行试验。 2、混凝土、砂浆配制强度的计算 混凝土、砂浆配合比设计依据设计技术指标要求和《水工混凝土施工规范》、《水 工混凝土配合比设计规程》和《公路桥涵施工技术规范.》等规范规程中的方法进行。 8 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 并根据混凝土、砂浆设计强度、强度保证率和“南水北调中线京石段应急供水工程第 中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比试验大纲要求”的规定，对水下混凝土参 照港口设计的相关规范，配制强度采用设计强度的1.5倍，确定的配制强度见表20。 20 混凝土设计强度C10 C20 C25水下 C25 C30 C35 C40 C50 M7.5 M10 M15 （MPa） 强度保证率P（%） 95 强度标准差δ（MPa） 3.5 4.0 / 4.0 4.5 4.5 5.0 5.5 3.5 3.5 4.0 混凝土配制强度15.8 26.6 37.5 31.6 37.4 42.4 48.2 59.0 13.3 15.8 21.6 （MPa） 3、混凝土拌合试验 3.1依据混凝土配制强度，采用不同的水胶比进行实际拌合，拌合试验结果分别 见表21~表25。 3.1.1三级配C20F150混凝土在20%粉煤灰掺量时，配合比试验结果见表21，胶水比与抗压强度关系曲线见图3。 21 试验编号 01 02 03 水 胶 比 0.40 0.45 0.50 砂 率 （%） 30 30 31 粉煤灰掺量（%） 20 20 20 水 150 143 135 水泥 300 254 216 粉煤灰 75 64 54 砂 569 588 625 每方混凝 土材料用5-20 464 480 486 碎石 3量（?/m） 20-40 398 411 418 (mm) 40-80 464 480 486 高效减水剂（0.8%） 3.00 2.54 2.16 引气剂（0.4/万） 0.015 0.013 0.011 实测塌落度（cm） 9.2 9.5 9.0 3实测密度（kg/cm） 2351 2309 2309 含气量（%） 4.0 4.7 4.8 7天抗压强度（MPa） 32.7 29.7 24.6 28天抗压强度（MPa） 46.8 37.0 32.5 28天抗冻F150 / F＞150 F＞150 9 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 52 48 447天强度y = 28.885x - 25.93740R = 0.9928天强度36 线性 (28天强度)32抗压强度（MPa)线性 (7天强度)28 y = 15.955x - 6.740124R = 0.9764 20 1.822.22.42.6 胶水比 图3 3.1.2配制二级配C30W4F150、C30F200、C25W4F200、C25W4F150、C20W6F150、C20W4F150、C20F150混凝土在不同粉煤灰掺量情况下试验结果见表22，胶水比与抗压强度关系曲线见图4~图6。 22 试验编号 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 级 配 二级配 二级配膨胀混凝土 水 胶 比 0.40 0.45 0.50 0.55 0.45 0.50 0.55 0.40 0.45 0.50 砂 率 （%） 33 33 33 34 33 33 34 33 34 34 粉煤灰或膨胀剂掺量（%） 20 20 20 20 15 15 15 10 10 10 水 162 158 156 150 155 150 145 148 148 146 水泥 324 281 250 218 292 255 224 333 296 263 粉煤灰或膨胀剂 81 70 62 55 52 45 40 37 33 29 每方混 砂 605 624 638 672 627 644 677 621 654 667 凝土材 料用量 5-20 614 634 647 652 637 653 657 631 634 648 碎石 3（?/m） (mm) 20-40 614 634 647 652 637 653 657 631 634 648 高效减水剂 2.84 2.46 2.18 1.91 2.06 1.80 1.44 2.22 1.97 1.75 引气剂（0.4/万） 0.0162 0.0140 0.0124 0.0109 0.0137 0.0120 0.0096 0.0148 0.0132 0.0117 实测塌落度（cm） 5.8 8.0 8.0 8.9 7.3 7.0 7.9 9.0 9.1 6.5 实测含气量（%） 4.7 4.5 4.2 4.8 5.3 4.9 5.0 5.6 5.4 5.8 3实测密度（kg/cm） 2336 2314 2322 2232 2309 2317 2296 2348 2359 2338 7天抗压强度（MPa） 33.8 26.3 23.6 22.7 26.9 24.7 22.9 33.8 28.6 24.2 28天抗压强度（MPa） 45.3 43.5 39.9 34.4 43.2 40.1 35.1 49.4 41.2 35.0 28天抗渗W6 / / ＞W6 ＞W6 / ＞W6 ＞W6 ＞W4 28天抗冻F200、F150 / ＞F200 ＞F200 ＞F150 ＞F200 ＞F200 ＞F150 ＞F200 ＞F200 ＞F150 备 注 减水剂掺量（0.7%） 减水剂掺量（0.6%） 减水剂掺量（0.6%） 10 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 粉煤灰掺量20%时，抗压强度与胶水比的关系曲线见图4。 48 y = 15.878x + 5.799444R = 0.9983 407天强度3628天强度 线性 (7天强度)32线性 (28天强度)抗压强度（MPa)28 y = 16.22x - 7.556124R = 0.9802 20 1.802.202.60 胶水比 粉煤灰掺量15%时，抗压强度与胶水比的关系曲线见图5。 48 y = 19.825x - 0.449744R = 0.9816 40 7天强度3628天强度 线性 (7天强度)y = 10.377x + 3.873132线性 (28天强度)R = 0.9995 抗压强度（MPa)28 24 20 1.701.902.102.30 胶水比 粉煤灰掺量10%、膨胀剂掺量10%时，抗压强度与胶水比的关系曲线见图6。 52 48y = 28.83x - 22.733 R = 0.999844 7天强度4028天强度36线性 (28天强度) 线性 (7天强度)32 抗压强度(MPa）28 y = 19.18x - 14.11124R = 0.9998 20 1.802.002.202.402.60 胶水比 11 3.1.3掺缓凝减水剂、粉煤灰掺量20%时试验结果见表23，28天抗压强度与胶水南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 比关系曲线见图7。 23 试验编号 14 15 16 级 配 二级配 水 胶 比 0.40 0.45 0.50 砂 率 （%） 33 33 34 粉煤灰掺量（%） 20 20 20 水 165 158 152 水泥 330 281 243 粉煤灰 83 70 61 每方混凝砂 601 624 661 土材料用量 5-20 611 634 642 3碎石 （?/m） (mm) 20-40 611 631 642 缓凝高效减水剂（0.7%） 2.89 2.46 2.13 引气剂（0.5/万） 0.0021 0.0018 0.0015 实测塌落度（cm） 6.5 7.2 7.4 3实测密度（kg/cm） 2331 2341 2314 含气量（%） 4.5 4.1 4.9 28天抗压强度（MPa） 43.1 40.5 37.1 50 48 46 44 4228天强度40线性 (28天强度)38 抗压强度(MPa)36y = 11.892x + 13.58734R = 0.990132 30 1.802.002.202.402.60 胶水比 从表22、表23的试验结果看，高效减水剂和缓凝高效减水剂配制的混凝土强度 性能指标差别不大，在现场施工时根据施工需要，可以替换使用。 3.1.4配制二级配C25（水下）、C25、C10混凝土试验结果见表24，胶水比与抗 12 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 压强度关系曲线见图8~图10。 24 试验编号 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 水 胶 比 0.45 0.50 0.55 0.50 0.55 0.60 0.40 0.45 0.50 0.55 砂 率 （%） 33 33 34 33 33 34 40 40 40 41 粉煤灰掺量（%） 20 20 20 30 30 30 15 15 15 15 水 160 158 155 150 148 145 175 175 170 170 水泥 285 253 226 210 188 169 372 331 289 263 粉煤灰 71 63 56 90 81 72 66 58 51 46 每方混凝 土材料用砂 622 636 667 644 654 685 715 734 756 788 3量（?/m） 5-20 631 645 648 653 664 664 536 551 567 566 碎石 (mm) 20-40 631 645 648 653 665 665 536 551 567 566 高效减水剂 2.85 2.53 2.26 3.00 2.69 2.41 3.94 3.50 3.06 2.78 实测塌落度（cm） 6.4 7.5 6.9 5.3 5.2 5.6 15 18.5 19.6 19.9 3实测密度（kg/cm） 2385 2380 2385 2370 2372 2370 2391 2388 2392 2390 7天抗压强度（MPa） 31.2 28.9 24.3 20.2 16.7 15.2 37.5 33.4 29.7 24.3 28天抗压强度（MPa） 46.8 41.0 35.3 29.4 25.8 21.7 50.3 43.6 41.0 36.2 备 注 / / 水下混凝土 15%粉煤灰掺量时胶水比与抗压强度关系曲线图8。 55 y = 19.818x + 0.462650R = 0.991345 407天强度 28天强度35 线性 (28天强度)30抗压强度(MPa）线性 (7天强度)y = 18.81x - 8.936425R = 0.986220 1.502.002.503.00 胶水比 13 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 20%粉煤灰掺量时胶水比与抗压强度关系曲线图9。 52 48y = 28.376x - 16.101 R = 0.998544 40 36 327天强度抗压强度（MPa)2828天强度y = 16.832x - 5.756624线性 (28天强度)R = 0.9694线性 (7天强度)20 1.701.801.902.002.102.202.30 胶水比 30%粉煤灰掺量时胶水比与抗压强度关系曲线图10。 34 y = 22.991x - 16.40130R = 0.996026 227天强度1828天强度 抗压强度（MPa)y = 15.14x - 10.314线性 (28天强度 )14R = 0.9848线性 (7天强度)10 1.61.71.81.922.1 胶水比 3.1.5一级配（5~15）mm C30、C40W4混凝土和C20F150喷射混凝土的试验结 果、胶水比与抗压强度关系曲线见表25、图11、图12。 14 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 5~15mm 25 试验编号 27 28 29 30 31 32 33 34 级 配 一级配 一级配喷混凝土 水 胶 比 0.40 0.45 0.50 0.55 0.50 0.45 0.50 0.55 砂 率 （%） 41 41 42 42 42 48 48 48 粉煤灰掺量（%） 20 20 20 20 20 15 15 15 水 165 165 165 165 175 235 230 225 水泥 330 294 264 240 280 444 391 348 粉煤灰 83 73 66 60 70 78 69 61 每方混凝砂 739 758 792 804 779 717 749 776 土材料用 碎石（5-15）mm 1063 1090 1093 1111 1076 776 811 840 3量（?/m） 高效减水剂（0.9%） 3.72 3.30 2.97 2.70 3.15 / 速凝剂（4%） / 20.88 18.40 16.36 引气剂（1.5/万） / 0.0783 0.0690 0.0614 实测塌落度（cm） 1.4 1.0 1.2 2.5 5.5 / 3实测密度（kg/cm） 2349 2329 2332 2345 2340 / 7天抗压强度（MPa） 38.2 33.3 29.6 25.0 29.2 23.1 20.3 18.5 28天抗压强度（MPa） 52.5 46.7 42.6 38.2 40.1 30.4 27.7 26.2 28天抗冻F150 / ＞F150 ＞F100 ＞F100 28天抗渗W4 >W4 / y = 20.677x + 0.853556R = 0.998952 48 44 40 36抗压强度(MPa)7天强度32 28天强度y = 18.958x - 8.952328线性 (28天强度)R = 0.996024线性 (7天强度)20 1.502.002.503.00胶水比 图11 15 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 34 y = 10.459x + 7.040930R = 0.9944 267天强度 28天强度22线性 (28天强度) 线性 (7天强度)18抗压强度（MPa） y = 11.429x - 2.379414R = 0.9977 10 1.501.701.902.102.30 胶水比 图12 3.1.6配制一级配（5~25）mmC30、C35、C40混凝土在20%粉煤灰掺量、单掺减水剂情况下试验结果和胶水比与抗压强度关系曲线见表26、图13。 5~25mm 26 试验编号 35 36 37 38 水 胶 比 0.40 0.45 0.50 0.55 砂 率 （%） 39 39 39 40 粉煤灰掺量（%） 20 20 20 20 水 155 158 160 160 水泥 310 281 256 233 每方混凝土粉煤灰 78 70 64 58 材料用量 砂 716 730 741 772 3（?/m） 碎石（5-25）mm 1121 1141 1159 1157 高效减水剂（0.8%） 3.10 2.81 2.56 2.33 实测塌落度（cm） 6.0 7.1 6.7 7.4 3实测密度（kg/cm） 2375 2383 2384 2380 7天抗压强度（MPa） 31.9 34.1 30.2 24.9 28天抗压强度（MPa） 50.1 46.2 42.1 36.8 备 注 / 16 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 56 52y = 19.104x + 3.01248R = 0.9863 44 7天强度40 28天强度36 线性 (7天强度)32抗压强度（MPa)y = 19.74x - 10.171线性 (28天强度)28R = 0.990924 20 1.502.002.503.00 胶水比 图13 3.1.7C50混凝土配合比试验结果见表27。 C50 27 试验编号 39 40 41 42 级 配 一级配 水 胶 比 0.35 0.40 0.35 0.40 砂 率 （%） 40 40 39 39 水 160 160 155 150 水泥 457 400 377 319 每方混凝粉煤灰（15%） / / 66 58 土材料用 砂 713 736 695 723 3量（?/m） 碎石5~25(mm) 1070 1104 1087 1132 5-25 BR-5（8%） 37 32 / / DH13（1.2） / / 5.32 4.52 实测塌落度（cm） 7.0 8.6 7.0 7.8 7天抗压强度（MPa） 49.8 44.6 44.4 36.4 28天抗压强度（MPa） 58.1 52.0 48.6 42.6 3.2、砂浆配合比设计 砂浆配合比设计试验结果见表28。 17 28 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 水泥牌号及等级 太行P.O42.5R 设计强度 M7.5 M15F100、M10F100 水灰比 1.1 0.83 0.70 0.45 0.50 0.55 0.60 0.96 灰砂比 1:6 1:5 1:4 1:3.2 1:1.8 1:2.3 1:2.8 1:3.3 水 285 290 300 300 275 265 255 245 每方砂浆 水泥 259 302 360 429 611 530 464 408 材料用量 砂 1556 1508 1440 1371 1114 1205 1281 1347 3（?/m） 引气剂（0.5/万） / 0.0306 0.0265 0.0232 0.0204 稠度（cm） 6.8 9.7 9.0 7.1 7.7 8.4 9.3 9.0 含气量（%） / 5.3 5.9 6.6 6.8 7天抗压强度（MPa） 7.8 8.2 11.5 16.6 24.2 20.7 19.9 15.1 28天抗压强度（MPa） 14.3 15.5 21.0 25.0 37.1 32.3 27.1 21.2 28天抗冻F100 / ＞ F100 ＜F100 4、水泥浆配合比设计 水泥浆配合比试验结果见表29。 C50 29 水泥牌号及等级 太行P.O42.5R 水灰比 0.35 0.40 0.45 减水剂（%） 2.0 1.8 1.8 稠度（s） 23 18 17 7天抗压强度（MPa） 53.7 47.9 22.8 28天抗压强度（MPa） 60.0 52.1 32.7 备 注 / 5、混凝土极限拉伸和弹性模量等指标的测定 对可能采用的部分配合比进行了轴心抗拉强度和极限拉伸值等指标测定，结果见 表30。 30 -4试验编号 级配 水胶比 极限拉伸值（×10） 弹性模量（GPa） 极拉强度（MPa） 初凝时间（min） 03 三 0.50 0.79 36.2 2.61 499 05 二 0.45 0.81 37.5 2.92 512 06 二 0.50 0.80 35.7 2.78 508 07 二 0.55 0.78 32.5 2.42 468 08 二 0.45 0.85 39.1 3.24 421 6、试验结果分析和整理 通过分析，确定施工用混凝土、砂浆配合比见表31~表35。 18 31 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 水泥牌号及强度等级 太行牌P.O42.5R 混凝土或砂浆 二级配混凝土 一级配（5~15）混凝土 水泥砂浆 混凝土部位 过水断面 护肩排水沟 六角空心框格 喷射混凝土 / 设计强度（MPa） C20W6F150 C20F150 C30 C20F150 M7.5 M10F100 配制强度（MPa） 26.6 26.6 37.4 26.6 13.3 15.8 塌落度或稠度（cm） 7~9 7~9 1~2 / 5~7 5~7 粉煤灰掺量（%） 20 20 20 15 / / 水 胶 比 0.55 0.55 0.55 0.45 1.1 0.50 砂 率 （%） 34 34 42 48 / / 水 155 155 165 235 285 265 水泥 225 225 240 444 259 530 粉煤灰 57 57 60 78 / / 每方 砂 694 694 804 717 1556 1205 混凝 5-15 / / 1111 776 / / 土材碎石 料用5~20 673 673 / / / / (mm) 量 20~40 673 673 / / / / 3(?/m) 高效减水剂 1.99 1.99 2.70 / / / 引气剂 0.011 0.011 / 0.0783 / 0.0265 速凝剂（4%） / / / 20.88 / / 3混凝土总碱含量(?/m) 1.53 1.53 1.52 2.48 / / 32 水泥牌号及强度等级 太行牌P.O42.5R 混凝土 二级配混凝土 闸室二期 混凝土部位 闸室涵洞等 渠道衬砌 检修平台等 素混凝土垫层 混凝土 设计强度（MPa） C25W4F150 C20W4F150 C25 C25W4F200 C10 配制强度（MPa） 31.6 26.6 31.6 31.6 15.8 塌落度（cm） 7~9 7~9 5~7 5~7 7~9 粉煤灰掺量（%） 20 20 20 10 30 水 胶 比 0.52 0.55 0.55 0.45 0.65 砂 率 （%） 33 34 34 34 35 水 161 155 155 148 143 水泥 248 225 226 296 154 每方粉煤灰 62 57 56 / 66 混凝砂 659 694 667 654 713 土材5~20 668 673 648 634 662 碎石 料用(mm) 20~40 668 673 648 634 662 量 高效减水剂 2.17 1.99 2.26 1.97 2.20 3(?/m) 引气剂 0.0124 0.011 / 0.0132 / 膨胀剂（10%） / / / 33 / 3混凝土总碱含量(?/m) 1.75 1.53 1.56 1.83 1.25 19 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 33 水泥牌号及强度等级 太行牌P.O42.5R 混凝土 二级配混凝土 三级配混凝土 混凝土部位 倒虹吸管身段 进出口混凝土护底 素混凝土垫层 进出口导流墙 设计强度（MPa） C30W4F150 C20F150 C10 C20F150 配制强度（MPa） 37.4 26.6 15.8 26.6 塌落度（cm） 7~9 7~9 7~9 7~9 水 胶 比 0.50 0.55 0.65 0.50 粉煤灰掺量（%） 20 20 30 20 砂 率 （%） 33 34 35 31 水 161 155 143 141 水泥 258 225 154 225 每方粉煤灰 64 57 66 56 混凝砂 659 694 713 651 土材5~20 668 673 662 506 料用碎石 20~40 668 673 662 438 量 (mm) 40—80 / / / 506 3(?/m) 高效减水剂 2.25 1.99 2.20 2.25 引气剂 0.0128 0.011 / 0.012 3混凝土总碱含量(?/m) 1.57 1.53 1.25 1.55 34 水泥牌号及强度等级 太行牌P.O42.5R 混凝土或砂浆 混凝土 水泥浆及砂浆 混凝土部位 桥墩及墩台盖梁 预应力T梁 预应力工梁 水泥浆 砂浆 设计强度（MPa） C30F200 C40 C50 C50 M15F100 M7.5 配制强度（MPa） 37.4 48.2 59.0 / 21.6 13.3 塌落度或稠度（cm） 7~9 5~7 5~7 (14~18)s 5~7 5~7 粉煤灰掺量（%） 20 20 / / / / 水 胶 比 0.50 0.42 0.35 0.35 0.50 1.1 砂 率 （%） 33 39 40 / / / 水 161 156 160 / 265 285 水泥 258 297 457 / 530 259 每方粉煤灰 64 74 / / / / 混凝砂 659 723 713 / 1205 1556 土或5-25 / 1130 1070 / / / 砂浆碎石 5~20 668 / / / / / 材料(mm) 20~40 668 / / / / / 用量 高效减水剂 2.25 2.97 / 1.5% / / 3(?/m) 引气剂 0.0128 / / 0.0265 / BR-5(8%) / / 37 / / / 3混凝土总碱含量(?/m) 1.57 1.85 2.19 / /// / 20 南水北调中线京石段应急供水工程第中7标段渠道及中小型建筑物混凝土配合比设计报告 35 水泥牌号及强度等级 太行牌P.O42.5R 级 配 二级配 一级配 素混凝土 混凝土部位 结构混凝土 灌注桩基础 结构混凝土 预制拱肋 混凝土铺装 垫层 设计强度（MPa） C10 C25 C25（水下） C30 C35 C40W4 配制强度（MPa） 15.8 31.6 37.5 37.4 42.4 48.2 粉煤灰掺量（%） 30 20 15 20 20 20 水 胶 比 0.65 0.55 0.48 0.50 0.48 0.43 砂 率 （%） 35 34 40 40 39 41 水 143 155 175 160 160 165 水泥 154 226 310 256 267 307 粉煤灰 66 56 55 64 67 77 每方混砂 713 667 764 772 736 751 凝土材5-15 / / / / / 1080 料用量 35-25 / / / 1157 1150 / (?/m) 碎石 (mm) 5~20 662 648 572 / / / 20~40 662 648 573 / / / 高效减水剂 2.20 2.26 3.29 2.56 2.67 3.46 3混凝土总碱含量(?/m) 1.25 1.56 1.81 1.47 1.66 1.95 备注 水下混凝土的初凝时间为11h10min，终凝时间为14h45min。 六、说明 1、配合比设计中砂石骨料均按饱和面干计算，施工中应根据砂石骨料实际含水 率对配合比进行调整。 2、由于本次试验中，水泥富裕系数较大，施工中应加强检查，随时调整施工配 合比。 3、混凝土总碱含量的计算为水泥碱含量100%+外加剂碱含量100%+粉煤灰碱含量20%。 21