无收缩混凝土配合比设计及施工控制文档格式.docx

1、125终凝 6002003d28d2.2.2 砂高性能混凝土要使用中粗砂，砂子以偏粗为好，另外，要严格控制砂中的细颗粒含量和有害物质含量，选用非碱活性骨料，试验选用湖北巴河河砂。表 2 砂性能指标坚固性 %轻物质含量 %硫酸盐及硫化物云母含量 %CL- 含量 %有机物含量颜色应不深于标准色比标准色浅吸水率 % 2细度模数/含泥量 %泥块含量 %2.2.3 碎石粗骨料应选用球形粒形、吸水率低、空隙率小、级配合理、质地均匀坚固的洁净碎石，并严格控制针、片状含量、含泥量、泥块含量，选用非碱活性粗骨料。试验选用湖北武穴郭冲石场 5-20mm连续级配碎石，按二级掺配。表 3碎石性能指标 5表观密度 kg

2、/m32710SO3 含紧密密度 kg/m31670量 %含紧密空隙率 4038%针、片状含量 %压碎指标值 % 10泥块含岩石抗压强度 MPa106碱活性 试验采用岩相法，没有发现骨料含有碱活性的矿物存在2. 粉煤灰混凝土中加入粉煤灰，可改善混凝土的工作性能，降低干缩变形和水化热，减小水泥用量，提高混凝土的耐久性。粉煤灰要选产量稳定、性能稳定的电收尘原状灰。试验选用湖北科能环保有限公司生产的级原状粉煤灰。表 4粉煤灰性能指标试验结果细度 % 12碱含量 %含量% 游离 CaO 含量 %CaO 含量 %烧失量%含水率 %需水量9028 天抗压强度比 % 7093 100比 %2.2.5 膨胀剂

3、膨胀剂应作为细掺料等量取代部分水泥，在高性能混凝土中掺入适量膨胀剂，可在约束条件下有膨胀而产生一定的自应力，以补偿水泥的干缩和由于低水胶比造成的“自生收缩”，并在限制条件下增长强度。试验选用江苏博特新材料有限公司生产的JM-C低碱型混凝土膨胀剂。表 5 膨胀剂性能指标标准试验试验规定值结结果细 度MgO 含量 %140SO3 含量 %（min）2167d 20（Mpa） 40限制膨胀率空气中21d（水中 ）2.2.6 外加剂外加剂应选用与水泥相容性好 ,减水率高、高增强、低收缩，坍落度损失小，适量引气，能提高混凝土的自密性，能明显改善或提高混凝土耐久性并且性能稳定的产品。试验选用江苏博特新材料

4、有限公司生产的 JM-PCA缓凝高效减水剂。表 6 外加剂性能指标减水率含气量 %Na2SO4 含量 %坍落度保留值（mm）CL- 含量% 抗压强度比 %10应说明对钢筋相对耐久性指标对钢筋锈蚀无锈蚀（ 200 次）PCA 缓凝高效减水剂的相容性试验结果水泥净浆流动度 /mmJM-PCA 掺量 %静置 30min30min 流动度损失初始26025372692645288283304305-130629881730min 18018560min 150165 1301427d 125 15528d 120 13380 92静置 60min60min 流动度损失24325613279962871

5、928025由表 7试验结果可知 ,该减水剂与水泥相容性良好 ,掺量在 %以上时水泥净浆的流动性能已趋于稳定 ,掺量 %时流动度损失最小 ,为最佳掺量。2.2.6 水试验采用饮用水。配合比优化2.3.1混凝土的拌合物性能按 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 （GB/T50080-2002）进行，混凝土的力学性能按 普通混凝土力学性能试验方法标准 （GB/T50081-2002）进行，混凝土耐久性按铁路混凝土工程施工质量验收补充标准铁建设 2005160号进行。其力学性能和耐久性试验均采用标准试件。混凝土试拌所用原材料在使用前 24h放入成型室内，室内温度控制在（ 202） ,相对湿度控制在 7

6、0%-90%。考虑混凝土施工是采取泵送顶升工艺， 拌合物坍落度设计为 180220mm，混凝土的配制强度为。2.3.2配合比试配采用 L9（3 4）正交试验进行，即三水平四因素正交试验，选定水胶比 W/C（A ），砂率 Sp（B），粉煤灰掺量 （C），膨胀剂掺量 （D）作为四个考察因素，每因素取3个试验水平。表 8试验按三水平因素正交试验安排水胶粉煤膨外砂率胀水碎比灰砂粉煤灰膨胀剂加p剂泥石组号W/CSkgBACD1#15413659107580431502#4020103756901035107543#4212338721995134644#3406681090100605#33570010

7、516#741102375507#6771105117478#343718107670569#33775094表 9新拌混凝土拌合物作性能测试结果密度含气坍落度 mm初Kg/m 360min 90min120min2h 损失h:min始242019518011：14：30241521020519010：13：2405220552410170240321524171753524060024124500 40 14：9# 2408 210 205 200 190 185 2520 30试验条件：温度（ 202） ,湿度 90%。从表 9可以看出，新拌混凝土拌合物的坍落度损失与膨胀剂的掺量有关系，掺

8、量越大，坍落度损失越大。而混凝土的凝结时间受粉煤灰、膨胀剂的掺量的影响不大，都能满足施工的要求。表 10正交试验混凝土的学性能和耐久性指标抗压强度 MPa弹性模量（104MPa ）电通量 /C14d56d1861517163948219821569424205939616384202130393149446716724402.3.3试验结果分析水胶比是影响高性能混凝土抗压强度的主要因素。高性能混凝土的弹性模量与胶凝材料用量、粗骨料用量有一定关系，影响因素大的是粗骨料的用量。在相同水胶比条件下，粗骨料用量大，弹性模量相对较高；在强度相差不大条件下，胶凝材料用量大，弹性模量稍低。粉煤灰的掺量对混凝

9、土前期强度影响较小，对后期强度影响较为明显，这是因为优质粉煤灰后期与水泥水化反应析出的 Ca（OH）2缓慢发生火山灰反应， 利于后期强度的增加。高性能混凝土耐久性指标电通量主要受粉煤灰的掺量影响较大，早龄期粉煤灰仅起填充作用，从而导致混凝土内部结构不够致密，有大量的微孔和裂隙存在，电通量值偏大；在后期，由于粉煤灰的火山灰效应和微集料效应，降低了混凝土的内部空隙率，改善了混凝土的孔结构，提高了混凝土强度和密实性，使得电通量值很小，大大提高了耐久性能。通过对强度和弹性模量采用正交分析是 38C和38C均能满足设计要求， 但从试验效果、经济效益以及对胶凝材料总用量来考虑， 选取 38C是最好的组合：

10、即W/C=, 砂率 Sp=38%,粉煤灰掺量 15%。改变膨胀剂掺量（8%、10%、12%）进行试验。表 11改变膨剂掺量试验结果序水泥碎石膨胀外加坍落度号mm1385660107723365表 12自由膨率试验结果自由膨胀率 （ 10-4）水中养护空气中养护142811:10:从表 11、12可知，随膨胀剂掺量增加，膨胀率增加，而强度有所降低。膨胀大部分发生在 14d以前，以后只有微小的膨胀， 28天趋于稳定。水中养护膨胀较空气中养护的大。终上试配可以得出，东湖特大桥提篮拱 C55无收缩混凝土采用了序号 1的配合比，即： 水泥 :砂:碎石 :粉煤灰 :膨胀剂 :水 :外加剂 =385:660

11、:1077:75:40:150:每m3混凝土氯离子含量为： 0.228 kg/m3（500%=0.30 kg/m3 ）;总碱含量为：2.565kg/m3 （3 kg/m3） 均符合高性能混凝土要求。3混凝土施工控制原材料准备： 各种原材料要准备充分。 东湖特大桥提篮拱 C55无收缩混凝土设计方量是 606m3,实际准备按 620m3准备原材料。原材料经试验检测，质量情况都在配合比设计要求的可控制范围以内。拌合采用 2台HZS120L 搅拌机，混凝土生产量 80 m3/h,拌合站各种衡器都已检定合格，每次使用前进行零点校核，并进行首盘复核，控制每盘称量偏差。混凝土拌制前，对砂、碎石、粉煤灰含水量

12、测试，并据测试结果出具施工配合比。拌合的投料顺序为：砂 +碎石 +水泥 +掺合料搅拌 30s，加水，再加外加剂搅拌 120s，卸料。检查试拌混凝土：工作性能良好，坍落度测试 210mm,含气量 %。考虑混凝土的运输时间在 10-20分钟内，外界温度 19-23，湿度大于 70%，这与设计试配配合比的环境条件基本一致，因此到达现场的坍落度能满足施工的要求。在混凝土的拌制及浇注过程中，在拌合站和施工现场分别安排 2名试验员，对每车混凝土的坍落度进行测试监控，混凝土的泵送垂直高度 40米，泵送坍落度控制在 180200mm，因此在拌合站控制坍落度在 200220mm，现场泵送 180mm。对于测试不

13、能满足要求的（拌合站 190mm或220mm;施工现场 180mm），不能用于泵送顶升，应废弃。混凝土泵送顶升采用 4台三一 HBT60C砼输送泵，从4个拱脚同时泵送， 由于运距较近（ 2.5km），每台输送泵由 3台7m3的输送罐车供料，保证 4个部位同时泵料，拱内砼上升速度保持一致，防止钢管拱受力不均。混凝土的泵送顺序是先下管，再上管，最后是腹板。混凝土抗压试件留置了 60组，弹性模量试件留置了 12组，膨胀率试件留置了 6组，都分别留了标养与同条件试件。根据施工要求，测试了标养 7天抗压强度为、同养 7天为 MPa，同条件养护 10天抗压强度为 MPa、弹性模量为 104 MPa，达到了

14、设计要求的 90%以上强度可以张拉的条件。经试验测试标养 28天强度为 MPa，同条件养护 28天强度为 MPa均达到了设计强度28天标养膨胀率为 %，空气中养护膨胀率为 %，并且都趋于稳定。4试验体会水胶比、粉煤灰和膨胀剂掺量是钢管混凝土的关键和重要因素，在采用低水胶比，满足无收缩条件下，应加大粉煤灰的掺量，从而降低水泥用量，提高混凝土的耐久性指标。客运专线钢管混凝土作为高性能混凝土，其发展、应用前景很好，要严格控制原材料质量，抓好施工过程控制，保证施工产品使用年限达到 100年以上。参考文献 :1钢管混凝土拱桥（第二版）.陈宝春 .人民交通出版社2 大型钢管混凝土拱桥泵送混凝土配合比设计 .王远锋 .陈来发 .水利水电快报（ 2002）3高性能混凝土吴中伟 .廉惠珍 .中国铁道出版社 .作者简介：陈昌杰（ 1970），男，工程师，1995年毕业于西南交通大学李波（ 19741998