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文檔簡(jiǎn)介
1、C50 高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)和施工控制技術(shù)肖希新 屈文強(qiáng)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,山區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)也隨社會(huì)大潮而突飛猛進(jìn),山區(qū)高 速公路的修建也是日新月異,質(zhì)量要求也越來(lái)越高。面對(duì)中國(guó)就樣一個(gè)多山 國(guó)家,面對(duì)這樣一個(gè)前景廣闊的市場(chǎng),我們深深感到這是路橋人的一種機(jī)遇, 也是一種挑戰(zhàn) !混凝土是現(xiàn)代土建工程中最主要的建筑材料,據(jù)估計(jì),我國(guó)每年的混凝 土年用量達(dá) 5 億立方米以上。近幾年來(lái),隨著工程發(fā)展的需要,在大高度, 大跨度,大荷載等方面,混凝土發(fā)展呈現(xiàn)出由高強(qiáng)混凝土( HSC向高性能混 凝土( HPC發(fā)展趨勢(shì)。這主要是因?yàn)楦邚?qiáng)度混凝土本身存在的缺點(diǎn)不符合和 不能滿足工程的需要, 其主要缺點(diǎn)包括:( 1
2、)脆性,易于開(kāi)裂和突然破壞;( 2) 由于水灰比小帶來(lái)的工作性(流動(dòng)性,可泵性,均勻性等)差;( 3)單位水泥用量大帶來(lái)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題; (4)由于體積穩(wěn)定性差(收縮,膨脹) 帶來(lái)的耐久性問(wèn)題。而高性能混凝土則克服了以上缺點(diǎn),具有易于澆注,搗 實(shí)而不離析,高超的、能長(zhǎng)期保持的力學(xué)性能,高早期強(qiáng)度,高韌性,體積 穩(wěn)定,在嚴(yán)寒環(huán)境中使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此即使在不良的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和施工 條件下,高性能混凝土也能增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性。高性能混凝土與高強(qiáng)度混凝土相比,從單一重視強(qiáng)度到工作性,耐久性 與強(qiáng)度并重,還可根據(jù)工程要求,突出一二種性能,而這靠傳統(tǒng)的組分,普 通的拌合,澆注與養(yǎng)護(hù)方法是不可能配
3、制出的。高強(qiáng)高性能混凝土是混凝土 技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向,它適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載發(fā)展和 承受惡劣環(huán)境條件的需要,符合現(xiàn)代施工技術(shù)采用工業(yè)化生產(chǎn)(工廠預(yù)拌混 凝土,工廠預(yù)制構(gòu)件)的要求。然而,雖然目前高強(qiáng)高性能混凝土試驗(yàn)室的 配制已達(dá)到一定的水平,但在實(shí)際工程中應(yīng)用的卻并不是太廣,究其原因主 要有三點(diǎn):一是各地水泥差異比較大,與外加劑之間的相融性、可摻性不一; 二是施工現(xiàn)場(chǎng)與試驗(yàn)室環(huán)境相差太大,三是高強(qiáng)高性能混凝土在用料和配制 技術(shù)上與低強(qiáng)混凝土之間存在根本差異。考慮到以上原因及 C50 高性能混凝 土對(duì)本項(xiàng)目的特殊意義,我部認(rèn)為研究 C50 高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)并對(duì) 施工技術(shù)
4、進(jìn)行總結(jié),不僅能解決工程項(xiàng)目的就地取材的難題,對(duì)以后進(jìn)行類 似橋梁項(xiàng)目的施工也能提供一定的技術(shù)支撐和保障,而且具有較大的推廣前 景和重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值并為工程設(shè)計(jì)人員提供參考和可資遵循意見(jiàn)。一、C50高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)1、水泥混凝土的形成原理及優(yōu)缺點(diǎn)1.1 水泥混凝土強(qiáng)度形成原理 水泥混凝土是由水泥及粗、細(xì)集料和水按適當(dāng)比例拌合,在需要時(shí)摻加適宜的外加劑、摻合料等配制而成。其中水泥起膠凝和填充作用,集料起骨 架和密實(shí)作用,水泥與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成具有膠凝作用的水化物(主要 是3Cao 2SiO2 3H2O膠體),將集料顆粒緊密粘結(jié)在一起,經(jīng)過(guò)一定凝結(jié)、 硬化后形成的人造石材。1.2 水泥混凝
5、土的優(yōu)點(diǎn) 混凝土具有許多優(yōu)點(diǎn),可以根據(jù)不同的而要求配制不同性能的混凝土;在凝結(jié)前具有良好的可塑性,可以澆筑成各種形狀和大小的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物; 與鋼筋有牢固的粘結(jié)力,能制作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件;硬化后有比較高的 強(qiáng)度和良好耐久性;其粗、細(xì)集料可以就地取材,便于降低成本。2、高強(qiáng)高性能混凝土的設(shè)計(jì)要求及原材料的設(shè)計(jì)參數(shù)2.1 混凝土的設(shè)計(jì)要求 混凝土強(qiáng)度等級(jí)必須滿足公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范及施工圖紙箱梁、T 梁設(shè)計(jì)要求, 28 天立方體抗壓配制強(qiáng)度達(dá)到 59.9MPa。 混凝土在克服遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)臈l件下較好的滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求,混凝 土的塌落度應(yīng)控制在140mn以上,且新拌混凝土出廠后1h內(nèi)基本無(wú)塌落度損
6、 失。 根據(jù)合同工期要求,箱梁、T梁的施工周期應(yīng)控制在7天左右,每片梁 澆注養(yǎng)生 5 天后必須進(jìn)行張拉作業(yè),因此混凝土 5 天張拉強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì) 強(qiáng)度的 90 %(45MPa。 考慮隆昌地區(qū)夏季炎熱、冬季寒冷的實(shí)際氣候條件,混凝土應(yīng)具有較 好的溫差適應(yīng)性能。2.2 原材料的設(shè)計(jì)參數(shù)2.2.1 集料混凝土中集料體積大約占混凝土體積的 70%,由于所占的體積相當(dāng)大, 所 以集料的質(zhì)量對(duì)混凝土的技術(shù)性能和生產(chǎn)成本均產(chǎn)生一定的影響, 在配制 C50 高性能混凝土?xí)r,對(duì)集料的強(qiáng)度、級(jí)配、表面特征、顆粒形狀、雜質(zhì)含量、 吸水率等,必須認(rèn)真檢驗(yàn),嚴(yán)格選材,特別對(duì)水泥與混凝土強(qiáng)度等級(jí)比值的 選用關(guān)系到水灰比
7、的大小(即每立方米水泥用量) 。這樣才能配制出滿足技術(shù) 性能要求的高強(qiáng)混凝土,同時(shí)又能降低混凝土的生產(chǎn)成本。a 、細(xì)集料砂材質(zhì)的好壞,對(duì)高強(qiáng)混凝土的拌合物和易性的影響比粗集料要大。優(yōu)先選取級(jí)配良好的江砂和河砂比較干凈,含泥量少,砂中石英顆粒含量較多, 級(jí)配一般都能符合要求。山砂一般不能使用,山砂中含泥量較大且含有較多 的風(fēng)化軟弱顆粒。砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.6-3.3之間。試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)砂的細(xì)度模數(shù)小于2.5時(shí),在同等條件下拌制的混凝土拌合物顯得太粘稠, 不利于施工中振搗,且細(xì)砂在滿足相同和易性要求時(shí),增大了水泥用量。這 樣不但增加了混凝土的成本,而且影響混凝土的技術(shù)性能,如混凝土的耐久 性
8、、收縮裂縫等;當(dāng)砂的細(xì)度模數(shù)在3.3以上時(shí),容易引起新拌混凝土的運(yùn)輸 澆筑過(guò)程中離析及保水性能差,從而影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量。C50混凝土細(xì)度模數(shù)控制在 2.6-3.0之間最佳。另外還有注意砂中雜質(zhì)的含量, 不如云母、泥的含量過(guò)高,不但影響混凝土拌合物的和易性,而且影響混凝 土的強(qiáng)度、耐久性,引起混凝土的收縮裂縫等其他性能。含泥量不超過(guò)2%云母含量小于1%根據(jù)以上指標(biāo),結(jié)合隆昌地區(qū)實(shí)際情況,項(xiàng)目部決定采用 瀘州小關(guān)門(mén)碼頭的中粗砂,其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表:細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)規(guī)格顆粒級(jí)配n區(qū)中砂篩孔尺寸(mm9.54.752.361.180.60.30.150.075累計(jì)篩余規(guī)范值(%-0-100-
9、2510-5041-7070-9090-100-累計(jì)篩余檢測(cè)值(%02.716.732.257.985.296.899.4細(xì)度模數(shù)2.83其他物理技術(shù)指標(biāo)表觀密度(kg / 用)緊裝密度(Kg/卅)堆積密度 (kg / ml)泥塊含量(%含泥量(%27501770165400.7b、粗集料粗集料的強(qiáng)度、顆粒形狀、表面特征、級(jí)配、雜質(zhì)的含量、吸水率對(duì) C50 混凝土的強(qiáng)度有著重要影響。首先,配制 C50 混凝土對(duì)粗集料的強(qiáng)度的選取是十分重要的,高強(qiáng)度的 集料才能配制出高強(qiáng)度的混凝土。應(yīng)選取質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈的碎石。其強(qiáng)度可 用巖石立方體強(qiáng)度或碎石的壓碎指標(biāo)值來(lái)測(cè)定,巖石的抗壓強(qiáng)度應(yīng)比配制的 混凝土強(qiáng)
10、度高 50%。一般用碎石壓碎指標(biāo)值來(lái)間接判定巖石的強(qiáng)度是否滿足要 求。碎石的壓碎指標(biāo)值應(yīng)(小于 20%)。其次,粗集料的顆粒形狀、表面特征對(duì) C50 混凝土的粘結(jié)性能有著較大 的影響。應(yīng)選取近似立方體的碎石,其表面粗糙且多棱角,針片狀總含量不 超過(guò) 8%.混凝土強(qiáng)度形成過(guò)程中最薄弱的環(huán)節(jié)就是水泥石和集料界面的粘結(jié), 只有當(dāng)集料的表面粗糙、粒徑適中,才能提高了混凝土的粘結(jié)性能,從而提 高了混凝土的抗壓強(qiáng)度。再者,集料的級(jí)配也是影響混凝土強(qiáng)度的一項(xiàng)重要因素。集料的級(jí)配是 指各粒徑集料相互搭配所占的比例,其檢驗(yàn)的方法是篩分。級(jí)配是集料一項(xiàng) 重要的技術(shù)指標(biāo),對(duì)混凝土的和易性及強(qiáng)度有著很大的影響。研究表
11、明,最 大粒徑增大時(shí),石子的總表面積減少,因此包裹其表面的所需的水泥漿體也 減少,可節(jié)約水泥,且在一定的和易性及水泥用量下可減少用水量而提高強(qiáng) 度,但當(dāng)需配制高強(qiáng)度混凝土(大于C40時(shí),使用粗集料最大粒徑超過(guò)31.5mm 時(shí),對(duì)強(qiáng)度并沒(méi)有好處,因?yàn)榇藭r(shí)由于減少用水量而獲得的強(qiáng)度提高被大粒 徑骨料造成的不均勻性和較少的粘結(jié)面積的不利影響所抵消。配制C50混凝土最大粒徑不宜超過(guò)25mm因此 C50高強(qiáng)度混凝土一般的水泥用量在420-500kg/m3,水泥漿較富余,由于大粒徑集料比同重量的小粒徑集料表面積要小,其與砂漿的粘結(jié)面積相應(yīng)要小,其粘結(jié)力要低,且混凝土的均質(zhì)性差,所以一般情況下大粒徑集料不可
12、能配制出高強(qiáng)高性能混凝土。集料的級(jí)配要 符合要求且集料的空隙要小,盡量選取體積密度較大者使用。最后,集料中的泥土、石粉的含量要嚴(yán)格控制,其含量大,但不影響混凝土拌合物的和易性,而且降低混凝土的強(qiáng)度,影響混泥土的耐久性,引起 混凝土的收縮裂縫等。其含泥量要小于1%.根據(jù)以上指標(biāo),項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)認(rèn)真選 擇料場(chǎng),考慮到隆昌地區(qū)沒(méi)有高強(qiáng)巖石的特殊情況,決定采用永川石場(chǎng)(離 項(xiàng)目部大約80公里左右)的5-20mm石灰?guī)r,其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表:粗集料技術(shù)指標(biāo)規(guī)格顆粒級(jí)配5-20mm石灰?guī)r篩孔尺寸31.526.519169.54.752.36底累計(jì)篩余規(guī) 范值(%)-00-10-40-8090-10095-100-
13、累計(jì)篩余檢測(cè)值(%004.621.746.297.299.1100其他物理技術(shù)指標(biāo)表觀密度(kg/m3)緊裝密度(kg/m3)堆積密度(kg/m3)針片狀含量(%)含泥量(%)2730161715081.70.3泥塊含量(%)堅(jiān)固性(%)壓碎值指標(biāo)(%)吸水率 (%)母料抗壓強(qiáng)度(MPa)01.69.60.51052.2.2水泥優(yōu)先選取旋窯生產(chǎn)其強(qiáng)度等級(jí)不要低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,旋窯生產(chǎn)的水泥質(zhì)量穩(wěn)定。水泥的質(zhì)量越穩(wěn)定,強(qiáng)度波動(dòng)越小。在C50高強(qiáng)混凝土調(diào)配過(guò)程中,我部發(fā)現(xiàn)用重龍P.O42.5標(biāo)號(hào)水泥拌合混凝土?xí)r往往需要更多的水,硬化后生成更多薄弱的氫氧化鈣,多余的水分蒸發(fā)后
14、形成大量的孔隙,很大程度上影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性,不利于高強(qiáng)混凝土的配制,且早期強(qiáng)度不能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。項(xiàng)目部通過(guò)認(rèn)真研究,決定采用質(zhì)量穩(wěn)定的拉法基P.O42.5R水泥。其主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表:水泥技術(shù)指標(biāo)規(guī)格物理性能指標(biāo)拉法基P.O42.5R表觀密度(kg/m3)細(xì)度(%)標(biāo)準(zhǔn)稠度(%)比表面積(m2/kg)31452.827.8391初凝時(shí)間 (mi n)終凝時(shí)間(mi n)3天抗折強(qiáng)度(mpa)3天抗壓強(qiáng)度(mpa)1952565.931.228天抗折強(qiáng)度(mpa)28天抗壓強(qiáng)度(mpa)安定性(沸煮 法)-8.650.6合格-2.2.3減水劑減水作用是表面活性劑對(duì)水泥水化過(guò)程所起的一
15、種重要作用。減水劑是 在不影響混凝土工作性的條件下,能使單位用水量減少;或在不改變單位用 水量的情況下,可改善混凝土的工作性;或同時(shí)具有以上兩種效果,又不顯 著改變含氣量的外加劑。目前,所使用的混凝土減水劑都是表面活性劑,屬 于陰離子表面活性劑。水泥和水?dāng)嚢韬?,產(chǎn)生水化反應(yīng),出現(xiàn)一些絮凝狀結(jié) 構(gòu),它包裹著很多拌和水,從而降低了新拌混凝土的和易性(又稱工作性, 主要是指新鮮混凝土在施工中,即在攪拌、運(yùn)輸、澆灌等過(guò)程中能保持均勻、 密實(shí)而不發(fā)生分層離析現(xiàn)象的性能)。施工中為了保持所需的和易性,就必須 相應(yīng)增加拌和水量,由于水量的增加會(huì)使水泥石結(jié)構(gòu)中形成過(guò)多的孔隙,從 而嚴(yán)重影響硬化混凝土的物理力學(xué)
16、性能,若能將這些包裹的水分釋放出來(lái), 混凝土的用水量就可大大減少。在制備混凝土的過(guò)程中,摻入適量減水劑,就能很好地起到這樣的作用。混凝土中摻入減水劑后,減水劑的憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面,而親水基團(tuán)指向水溶液,構(gòu)成單分子或多分子層吸 附膜。由于表面活性劑的定向吸附,使水泥膠粒表面帶有相同符號(hào)的電荷, 于是在同性相斥的作用下,不但能使水泥水體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài), 而且,能使水泥在加水初期所形成的絮凝狀結(jié)構(gòu)分散解體,從而將絮凝結(jié)構(gòu) 內(nèi)的水釋放出來(lái),達(dá)到減水的目的。減水劑加入后,不僅可以使新拌混凝土 的和易性改善,而且由于混凝土中水灰比有較大幅度的下降,使水泥石內(nèi)部 孔隙體積明顯減少,水泥
17、石更為致密,混凝土的抗壓強(qiáng)度顯著提高。減水劑 的加入,還對(duì)水泥的水化速度、凝結(jié)時(shí)間都有影響。C50高性能混凝土除滿足必須的高強(qiáng)度和力學(xué)性能保證之外,早期水化溫升要低,以降低出現(xiàn)溫度裂縫的幾率;混凝土抗拉強(qiáng)度和極限拉伸值相對(duì)要 高,以增加抵抗裂縫的能力;另外新拌混凝土還應(yīng)具有良好的和易性和抗離 析性以及能滿足大倉(cāng)面連續(xù)澆筑施工要求的緩凝性。同時(shí)混凝土的配制要盡 量降低水泥用量,減少工程成本。要滿足這些要求,就必須選擇一種高性能 減水劑。聚羧酸系高性能減水劑是繼木鈣為代表的普通減水劑和以萘系為代 表的高效減水劑之后發(fā)展起來(lái)的第三代高性能減水劑,是目前世界上最前沿、 科技含量最高、應(yīng)用前景最好、綜合
18、性能最優(yōu)的一種高效減水劑。我項(xiàng)目使 用的YH-A就是一種聚羧酸系高性能減水劑,其優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)如下:a、Y H-A聚羧酸系高性能減水劑的優(yōu)點(diǎn)摻量低、減水率高:僅為膠凝材料的 1.01.5%,按國(guó)標(biāo)GB8076-2008 坍落度為80mm寸,減水率可高達(dá)25%以上,坍落度為180mm寸,減水率達(dá)到 30%以上,可用于配制高強(qiáng)以及高性能混凝土。 早強(qiáng)高強(qiáng):早期強(qiáng)度提高70%以上,28天強(qiáng)度提高40%以上。 坍落度損失低:按現(xiàn)場(chǎng)施工要求,預(yù)拌混凝土 1h坍落度損失幾乎為零, 對(duì)于混凝土的長(zhǎng)距離運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)施工極為有利。 混凝土工作性好:用聚羧酸系高性能減水劑配制的混凝土即使在高坍 落度情況下,也不會(huì)有
19、明顯的離析、泌水現(xiàn)象,混凝土外觀顏色一致。對(duì)于 配制高流動(dòng)性混凝土、自流平凝土、自密實(shí)混凝土、清水飾面混凝土極為有 利。用于配制高標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r,混凝土工作性好、粘聚性好,混凝土易于攪 拌。 與不同品種水泥和摻合料相容性好:與不用品種水泥和摻合料具有很 好的相容性,解決了采用其它類減水劑與膠凝材料相容性問(wèn)題。 混凝土收縮小:可明顯降低混凝土收縮,顯著提高混凝土體積穩(wěn)定性 及耐久性。 堿含量極低:堿含量w 1% 產(chǎn)品穩(wěn)定性好:低溫時(shí)無(wú)沉淀析出。 產(chǎn)品綠色環(huán)保:無(wú)傳統(tǒng)減水劑普遍存在的甲醛污染排放,產(chǎn)品無(wú)毒無(wú) 害,是綠色環(huán)保產(chǎn)品,有利于可持續(xù)發(fā)展。 經(jīng)濟(jì)效益好:工程綜合造價(jià)低于使用其它類型產(chǎn)品。b、Y
20、H-A聚羧酸系高性能減水劑勻質(zhì)性指標(biāo)YH-A聚羧酸系高性能減水劑勻質(zhì)性指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)參數(shù)外觀黃色油質(zhì)感液體密度(g/ml)1.07固含量(%)16.31水泥凈漿流動(dòng)度(基準(zhǔn)水泥)(mm240pH6.5氯離子含量(%0.01堿含量(NQO+0.658K2O)0.96減水率(%30 (摻量為膠凝材料的1.1%)泌水率比(%44坍落度增加值(mm 100坍落度保留值(1h)(mm 180含氣量(%2.7凝結(jié)時(shí)間之差初凝20終凝100抗壓強(qiáng)度比1d/3d/7d15928d140鋼筋銹蝕無(wú)銹蝕危害常用摻量膠凝材料的1.01.5%3、C50高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn),如果原材料情況比較穩(wěn)定,所配制的混凝
21、土拌合物的容重將 接近一個(gè)固定值,這就可以先假定一個(gè)混凝土拌合物表觀密度值,再根據(jù)各 材料之間的質(zhì)量關(guān)系,計(jì)算出各材料之間的用量。這種方法節(jié)省了體積法中 把質(zhì)量變成為絕對(duì)體積和把絕對(duì)體積變成質(zhì)量的繁瑣計(jì)算。另一方面,通過(guò) 多次對(duì)比試驗(yàn),我部發(fā)現(xiàn)用聚羧酸系高性能減水劑配制的混凝土含氣量是個(gè) 變化較頻繁的值,不利于用體積法進(jìn)行混凝土配合比的計(jì)算。因此,我部采 用了假設(shè)質(zhì)量法進(jìn)行C50高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)。3.1配合比的計(jì)算3.1.1假設(shè)混凝土 p c,c的計(jì)算表觀密度新澆注混凝土表觀密度,可根據(jù)本單位累計(jì)的試驗(yàn)資料確定,在無(wú)資料時(shí)可按下表選用?;炷翉?qiáng)度等級(jí) C30計(jì)算表觀密度(kg/m )2
22、36024002450本項(xiàng)目C50混凝土初擬計(jì)算表觀密度為2450 Kg/m33.1.2試配強(qiáng)度的確定通常C50混凝土施工配制強(qiáng)度要求59.9MPa,其計(jì)算式如下:f cu,0 二fcu,k + 1.645(T式中fcu,0 混凝土的施工配制強(qiáng)度,MPaf cu,k 混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度,MPa(T施工單位的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差,如無(wú)近期同一品種混凝土 的統(tǒng)計(jì)資料時(shí)取 6, MPa3.1.3水膠比W/C的確定根據(jù) fcu,0 水泥實(shí)際強(qiáng)度及粗集料種類, 利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算水灰比, 可按下 列關(guān)系式計(jì)算(碎石混凝土) 。把 a a=0.53 a b=0.20 fce=42.5Mpa 帶入公式得V/C=a
23、a X f ce/( f cu,0 + a a a b f ce )=0.53 X 42.5/(59.9+0.53 X 0.20 X 42.5)=0.35式中 a a, a b回歸系數(shù),按JGJ55-2011規(guī)程第5.1.2條規(guī)定取值;C/W混凝土的灰水比;f ce水泥強(qiáng)度等級(jí)值(MPa,本項(xiàng)目使用拉法基P.O42.5R水泥。 經(jīng)計(jì)算和耐久性復(fù)核擬采用 0.34 作為基準(zhǔn)水膠比。3.1.4單位用水量mw0的確定由碎石最大公稱粒徑20mmfH坍落度140180mm根據(jù)試驗(yàn)選取用水量 為3m w0= 213 kg/m減水劑的減水率為 25.0,計(jì)算用水量3mw0= 213X( 1-0.25 ) =
24、 160kg/m3.1.5單位水泥用量mco、減水劑用量M的確定根據(jù)每立方米混凝土用水量和水膠比計(jì)算水泥用量為3m co=16O/O.34 = 471kg/m根據(jù)水泥用量計(jì)算減水劑用量為M jo=47ix O.O1 仁5.18kg/m 33.1.6 砂率B s的確定根據(jù)JGJ 55-2O11混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程要求,由水膠比 W/C=O.34和碎石最大公稱粒徑2Omm查表,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得:(3 s = 38%。3.1.7 單位河砂用量 血、碎石m。用量的確定根據(jù)擬定的混凝土表觀密度,然后根據(jù)以下兩個(gè)關(guān)系式(外加劑摻量較 小,且已考慮其中的水成份,其單位質(zhì)量在混凝土單位質(zhì)量中可忽略不計(jì)) : 計(jì)算砂
25、(m。)、石(m。)用量計(jì)算公式如下:mcp=mwo+mso+mco+mgo=245O3 s=nm/(m so+m。) x 1OO%=38%式中:mco(水泥)=471kg/m3 m wo(水)=16Okg/m3計(jì)算得:m(砂)=691kg/m3m g(石)=1128kg/m33.1.8 計(jì)算基準(zhǔn)配合比將各種材料的用量除以水泥質(zhì)量即得以水泥為 1 的質(zhì)量配合比m co: mO: mO: mwO : vm = 1: 1.47 : 2.39 : O.34 : O.O113.2 試拌調(diào)整 使用試拌機(jī)前,應(yīng)用與試配時(shí)混凝土配合比相同的水灰比及灰砂比進(jìn)行 涮膛,以免正式試拌時(shí)水泥砂漿粘附桶壁。試拌量應(yīng)不
26、小于試拌機(jī)額定量的 1/4 ,混凝土的攪拌方式及加料,宜與生產(chǎn)時(shí)使用的方法相同,特別是外加劑的摻法,是同時(shí)摻還是后摻。經(jīng)按計(jì)算出的初步配合比,稱取 30L的用料量,拌制混凝土,測(cè)得其坍 落度為180mm小時(shí)坍落度損失為0mm粘聚性和保水性良好,實(shí)測(cè)新拌混 凝土的含氣量為2.5%,初凝時(shí)間為5小時(shí),實(shí)測(cè)新拌混凝土濕表觀密度為 2460 kg/m3。其經(jīng)時(shí)坍落度損失如下表所示:混凝土坍落度損失記錄表時(shí)間(min)坍落度(mm損失值(mm工作性描述備注01800和易性良好氣溫25 r濕度65%301800和易性良好氣溫25 r濕度65%601800和易性良好氣溫26 r濕度65%9017010和易性
27、良好氣溫25 r濕度65%注:因攪拌站拌出的混凝土要經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、吊裝才能入模,如果混凝土的 坍落度損失過(guò)大,導(dǎo)致運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的混凝土無(wú)法入模澆注,這將造成巨大的損 失。因此配合比設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)真考慮混凝土在運(yùn)輸?shù)仁┕すに囘^(guò)程中的坍落度 的損失,確?;炷寥肽r(shí)的坍落度。以上檢測(cè)結(jié)果說(shuō)明,混凝土的工作性滿足設(shè)計(jì)要求,即可做檢驗(yàn)抗壓強(qiáng)度的試塊。通過(guò)試件成型、拆模、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生、破型,我部得到混凝土在3d、5d、7d、28天的強(qiáng)度數(shù)據(jù)如下:混凝土抗壓強(qiáng)度和彈性模量記錄表混凝土齡期立方體抗壓強(qiáng)度(MPa3d46.85d50.27d55.328d62.1綜上所述,混凝土配合比不僅工作性滿足要求,強(qiáng)度也符合設(shè)計(jì)要求,且
28、拌和物實(shí)測(cè)密度與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值的2%可不需再做調(diào)整。故確定試驗(yàn)室配合比為:mco: mso: mgo: nw。: mo = 471 : 691 : 1128 : 160 : 5.18=1: 1.47 : 2.39 : 0.34 : 0.011C50混凝土試驗(yàn)室配合比確定后,我們又對(duì)配合比進(jìn)行35次的重復(fù)試驗(yàn) 進(jìn)行驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)其性能穩(wěn)定,多次測(cè)得強(qiáng)度平均值都不低于配制的強(qiáng)度值,可 以用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。二、C50高性能混凝土施工控制技術(shù)1、高性能混凝土施工時(shí)控制調(diào)整應(yīng)重視的問(wèn)題1.1重視骨料含水狀態(tài)差異引起的試驗(yàn)效果與拌合樓實(shí)際拌和效果間的差 異通常,在進(jìn)行高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)
29、采用飽和面干的含水狀態(tài) 下的骨料進(jìn)行試驗(yàn)比較理想,這樣做可以增加配合比的準(zhǔn)確性和配比結(jié)果重 現(xiàn)性。飽和面干狀態(tài)下的骨料,與外界基本無(wú)水分交換,采用此狀態(tài)骨料拌出 的混凝土配比更容易適應(yīng)攪拌樓對(duì)實(shí)際含水狀態(tài)的骨料拌和的混凝土拌合質(zhì) 量掌控。如采用烘干骨料試驗(yàn),試驗(yàn)室拌和的混凝土因骨料吸水的影響必然出現(xiàn) 用水量把握不準(zhǔn)導(dǎo)致拌和情況的差異,由于高性能混凝土對(duì)用水量要求嚴(yán)格, 并且對(duì)用水量敏感,尤其是低水膠比情況下,差異明顯,應(yīng)引起重視。過(guò)去由于不同行業(yè)對(duì)混凝土的要求程度差異,對(duì)飽和面干狀態(tài)的把握除 水利水電行業(yè)以外一般都經(jīng)驗(yàn)不足,因此,對(duì)高性能混凝土而言,至少應(yīng)采 用自然風(fēng)干狀態(tài)骨料作為基準(zhǔn)進(jìn)行配合
30、比設(shè)計(jì)、試驗(yàn),相對(duì)而言要準(zhǔn)確一些, 拌和樓拌制混凝土在測(cè)定骨料表面含水率作為依據(jù)時(shí)應(yīng)注意烘干測(cè)試的狀態(tài) 與風(fēng)干狀態(tài)間的差異,即充分考慮骨料吸水率的影響因素,合理考慮把握拌 合用水量,減少掌控失誤。實(shí)際操作時(shí),應(yīng)權(quán)衡試驗(yàn)時(shí)的采樣含水狀態(tài)基準(zhǔn),結(jié)合實(shí)際表面含水率 測(cè)定具體情況進(jìn)行拌合用水量的把握,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行烘干狀態(tài)骨料、自然風(fēng) 干狀態(tài)骨料、表面含水狀態(tài)骨料拌合混凝土的比對(duì),或者通過(guò)試驗(yàn)確定不同 狀態(tài)骨料對(duì)混凝土用水的影響數(shù)據(jù),對(duì)實(shí)際配合比加以校核,加強(qiáng)對(duì)混凝土 拌合質(zhì)量的控制。實(shí)際施工時(shí),如骨料因暴曬過(guò)于干燥,還應(yīng)在施工前進(jìn)行表面濕潤(rùn)處理, 減少因骨料吸水對(duì)混凝土施工性能的影響。1.2 重視因攪
31、拌機(jī)拌合效率引起的高性能混凝土在試驗(yàn)室與拌合樓實(shí)際拌 和效果的差異試驗(yàn)充分的施工試驗(yàn)室在進(jìn)行不同拌合量的試驗(yàn)和攪拌樓試拌的過(guò)程中 可以發(fā)現(xiàn),同樣的配合比因拌合量的不同、拌和時(shí)間長(zhǎng)短的差異得到的結(jié)果 有差異,這并不奇怪,根源在于攪拌機(jī)拌合效率的差異,對(duì)于低水膠比的高性能混凝土,其中存在的差異更為明顯,應(yīng)通過(guò)不同攪拌情況的比對(duì)掌握其 中的差異,指導(dǎo)實(shí)際施工。1.3 重視混凝土拌合物的實(shí)際表現(xiàn), 根據(jù)聚羧酸外加劑和高性能混凝土的特 點(diǎn)進(jìn)行外加劑摻量和拌合水用量的調(diào)整應(yīng)根據(jù)入模拌合物的實(shí)際表現(xiàn),指導(dǎo)拌合樓調(diào)整拌合施工混凝土。拌和 高性能混凝土?xí)r,監(jiān)測(cè)砂的表面含水率變化和實(shí)際拌合物表現(xiàn)十分重要,通 常情
32、況下,如試驗(yàn)室按照配合比拌合的混凝土沒(méi)有異常,而實(shí)際混凝土拌合 物表面出現(xiàn)明顯泛漿和漿體流溢、漿體與骨料分離,首先應(yīng)適量減少用水量, 如減少用水量后混凝土粘度明顯增大,此時(shí)應(yīng)適當(dāng)減少外加劑用量、維持或 減少用水量,檢查砂含水情況的差異、甚至檢查砂的顆粒級(jí)配是否有明顯改 變、檢查計(jì)量系統(tǒng),根據(jù)具體情況調(diào)整;如出現(xiàn)拌合物明顯變干,首先應(yīng)考 慮砂含水率的波動(dòng)影響,調(diào)整增加用水,必要時(shí)適量增加外加劑。如原材料相對(duì)穩(wěn)定,拌合物經(jīng)微調(diào)應(yīng)能立即改善,如經(jīng)微調(diào)仍無(wú)法解決, 拌合物狀態(tài)持續(xù)惡化、偏離試驗(yàn)配比較大時(shí),應(yīng)取樣到試驗(yàn)室試驗(yàn)尋找原因, 主要在原材料質(zhì)量控制中提到的幾個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)和拌合樓計(jì)量系統(tǒng)可能存在
33、的誤差影響因素中尋找、分析,根據(jù)實(shí)際情況,在維持水膠比基本不變的情 況下進(jìn)行調(diào)整解決。應(yīng)重點(diǎn)注意的是,與以往第一、二代外加劑相比,聚羧酸外加劑對(duì)于特 定的材料配比其可使用摻量范圍比較窄,除非水泥品質(zhì)明顯波動(dòng),骨料發(fā)生 明顯變化、用水量有明顯偏離、外加劑引氣量過(guò)低,聚羧酸外加劑的摻量調(diào) 整應(yīng)采用微調(diào)原則, 調(diào)整幅度每次不應(yīng)超過(guò)膠材用量的 0.05%,以免因幅度過(guò) 大對(duì)拌合物性能把握不準(zhǔn)引起判斷失誤。2、高性能混凝土施工時(shí)原材料控制技術(shù)2.1 水泥的控制在水泥、粉煤灰、礦粉三類膠凝材料中,水泥的波動(dòng)對(duì)外加劑相容性影 響最大,因而對(duì)混凝土施工性能影響最為明顯,應(yīng)按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其加強(qiáng)監(jiān) 控,尤其是比表面積、助磨劑種類和用量、石膏種類和用量、混合材料種類 和用量、GA、堿含量及其陳放時(shí)間等,因其配方組成復(fù)雜,控制難度非常大 因此水泥的品質(zhì)穩(wěn)定性應(yīng)作為一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)。2.2 骨料質(zhì)量控制通常,隆昌地區(qū)高性能混凝土的骨料來(lái)源受到所處環(huán)境條件制約,但對(duì) 混凝土和易性有利的骨料性能在可能情況下應(yīng)盡量加以滿足。對(duì)于粗骨料而言,如花崗巖由于其巖性特點(diǎn),破碎后粒形差,針片狀多, 表面過(guò)于粗糙,配制高性能混凝土?xí)r需要的膠材用量大,而采用聚羧酸減水 劑的混凝土由于單位用水量相對(duì)較低,需要降低粗骨料空隙率、增加膠材用 量或提高混凝土的含氣量來(lái)提供足夠的裹漿量滿足施工和易性,同時(shí),由
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