王娅鸿

（贵州黔水科研试验测试检测工程有限公司，贵州 贵阳 550000）

1 混凝土配合比试验研究概述

1.1 工程概况

夹岩水利枢纽工程由水源、供水和骨干输水等三大部分组成。工程投资总额为172.58亿元，水库正常蓄水位1 323 m，总库容13.23亿m3，死水位1 305 m。混凝土面板堆石坝最大坝高154 m。夹岩水利枢纽工程等别为Ⅰ等，属大（1）型工程。

1.2 试验目的

①对设计提出的混凝土性能参数进行试验。②完善混凝土性能指标。③提出经济合理的混凝土配合比。④为施工配合比提供参考依据。

1.3 试验技术指标

设计龄期28 d，强度等级C30，抗渗等级W12，抗冻等级F100，坍落度50～70 mm，即C30W12F100常态混凝土。

1.4 混凝土配制强度确定

按《水工混凝土试验规程》确定C30二级配混凝土设计28 d配制强度为：fcu，0=fcu，k+tσ=30+1.645×4.5=37.40 MPa。

1.5 混凝土配合比最佳砂率及最佳用水量

砂率大小变化直接关系到水泥用量，选择最佳砂率是混凝土配合比设计的关键。试验采用固定水胶比，调整用水量及砂率拌制混凝土，观察混凝土的和易性及测定其坍落度，对比50～70 mm坍落度标准确认最佳砂率及最佳用水量。

2 混凝土配合比试配试验

2.1 计算混凝土配合比的各种材料用量

2.1.1 每立方米混凝土胶凝材料（mc+mp）按式（1）计算：

式中：mc+mp为计算配合比每立方混凝土中胶凝材料用量（kg）；mw为计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg）；w/（c+p）为混凝土水胶比。

2.1.2 每立方米混凝土掺合料（mp）按式（2）计算：

式中：mp为每立方米混凝土中掺合料用量（kg）；Pm为掺合料掺量（%）。

2.1.3 每立方米混凝土的水泥用量（mc）应按式（3）计算：

式中：mc为每立方米混凝土中水泥用量（kg）。

2.1.4 绝对体积法计算配合比时，砂、石料按式（5）（6）计算；

式中：mg为每立方米混凝土的石料用量（kg）；Ms为每立方米混凝土的砂料用量（kg）；Sv为体积砂率（%）；α为混凝土含气量；Vs，g为砂、石的绝对体积（m3）；ρw为水的密度（kg/m3）；ρc为水泥的密度（kg/m3）；ρp为掺合料的密度（kg/m3）；ρs为砂料饱和面干表观密度（kg/m3）；ρg为石料饱和面干表观密度（kg/m3）；各级石料用量按选定的级配比例计算。

根据确定的试配配合比，按照《水工混凝土试验规程》水胶比依次增减0.05，砂率相应增减1%，进行配合比试验。

2.2 混凝土配合比试配及其性能试验结果

大坝面板C30W12F100常态混凝土采用毕节赛德P·O42.5水泥、毕节江天水泥厂生产的Ⅱ级粉煤灰、“丹强丝”聚丙烯纤维、中国水利水电第十二工程局有限公司施工科学研究所混凝土外加剂厂生产的高效减水剂（标准型）NMR-Ⅰ型以及BLY引气剂、上海武冠外加剂厂生产的型号为WG-CMA 三膨胀源抗裂剂与中国水利水电第十二工程局有限公司施工科学研究所混凝土外加剂厂生产的VF型抗裂剂进行如下试配试验。

对C30W12F100 常态混凝土采用水电十二局大坝料场骨料进行了以下四种方案（每种方案经微调后设计三组对比试验），粗骨料粒径为5～20 mm、20～40 mm 连续两级配（5～20 mm∶20～40 mm比例为4∶6）：①方案一：水泥+粉煤灰30%+高效减水剂+聚丙烯纤维+骨料（不掺引气剂、不掺抗裂剂）。获得配合比试配试验及其性能试验结果（MB1F30-0.49、MB1F30-0.44及MB1F30-0.39三组）。②方案二：水泥+粉煤灰30%+高效减水剂+引气剂+聚丙烯纤维+骨料（不掺抗裂剂）。得到配合比试配试验及其性能试验结果（MB2F30-0.49、MB2F30-0.44和MB2F30-0.39三组）。③方案三：水泥+粉煤灰30%+VF抗裂剂（水电十二局）+高效减水剂+引气剂+聚丙烯纤维+骨料。取得配合比试配试验及其性能试验结果（MB3F30-0.49、MB3F30-0.44 和MB3F30-0.39 三组）。④方案四：水泥+粉煤灰30%+WG-CMA 抗裂剂（武冠）+高效减水剂+引气剂+聚丙烯纤维+骨料。形成配合比试配试验及其性能试验结果（MB4F30-0.49、MB4F30-0.44及MB4F30-0.39三组）。

2.3 混凝土配合比试配试验的抗压强度与胶水比曲线关系

经线性相关计算，绘制大坝面板C30W12F100常态混凝土的胶水比强度曲线见图1。以下各方案线性相关式中：为混凝土的胶水比，fcu，0为混凝土的配制强度。

图1 MB4F30掺武冠抗裂剂28 d关系图

①面板方案一：MB1F30不掺引气剂不掺抗裂剂28 d关系式为：fcu，0=31.764×37.145。②面板方案二：MB2F30 不掺抗裂剂28 d 关系式为：fcu，0=31.128×35.863。③面板方案三：MB3F30 掺水电十二局抗裂剂28 d 关系式为：fcu，0=29.038×23.838。④面板方案四：MB4F30掺武冠抗裂剂28 d关系式为：fcu，0=32.237×30.738，关系图见图1。

2.4 各方案混凝土配合比参考表

根据以上试配试验结果，按混凝土胶水比与抗压强度的线性关系，确定满足设计要求的配合比，见表1。

表1 大坝面板C30W12F100常态混凝土配合比参考表

3 混凝土配合比复核试验及推荐配合比

3.1 混凝土配合比复核试验

根据试配试验结果，对抗压强度满足要求的各种方案的配合比进行复核试验，以最终确定满足设计要求的推荐配合比。大坝面板复核配合比及各方案复核试验性能结果（此略）。

3.2 大坝面板推荐配合比

根据以上复核试验成果，抗压强度满足C30，不掺引气剂，混凝土抗冻等级偏低，不满足设计抗冻等级F100；掺抗裂剂后胶材用量比不掺抗裂剂低，且混凝土90 d 干缩比不掺抗裂剂小。由此可确定面板混凝土推荐配合比方案，见表2。

表2 大坝面板配合比推荐表

4 结语

综上所述，从工程概况、试验目的、试验技术指标、混凝土配制强度确定、混凝土配合比最佳砂率及最佳用水量等方面对面板混凝土配合比试验研究概述，完成混凝土配合比试配试验，进而进行混凝土配合比复核试验及相应性能复合试验，确定推荐配合比，为面板混凝土浇筑施工提供科学支撑。