[箱梁C50高性能混凝土配合比设计研究]箱梁砼配合比坍落度要求
时间：2019-03-31 03:26:15 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文通过笔者参与京沪高速铁路建设的实践，介绍了现浇箱梁C50高性能混凝土配合比设计，对同类型工程有借鉴作用。 关键词：高性能混凝土 耐久性配合比设计箱梁 京沪高铁
Abstract: in this article, through the jinghu high speed railway construction in the practice, this paper introduces the cast-in-situ concrete box girder C50 high performance mix proportion design of a reference for similar engineering.
Key words: the durability of the high performance concrete mixture ratio design of box girder beijing-shanghai high iron
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1、概述
由中国水电集团京沪高铁土建三标段二工区水电五局承建的罗而庄、玉符河两座特大桥128孔箱梁的现浇任务，所用混凝土为C50高性能混凝土，如何保证混凝土的质量，使其满足梁体内实外美的要求，对混凝土的选配和现场质量控制提出了较高的要求。根据施工现场浇筑工艺，混凝土采用了混凝土罐车运送，泵车泵送的施工方案。
2、原材料的选择
根据设计要求及甲供（控）材料的实际情况，选用以下原材料进行C50高性能混凝土的配制。
2.1水泥、矿渣粉和粉煤灰
选用平阴山水水泥有限公司生产的P.O42.5水泥，济南新型建材有限公司生产的S95级矿渣粉和华电邹城火电厂Ⅰ级粉煤灰，各项指标均符合现行国家标准。
2.2细骨料
配制混凝土用的砂为大汶河舜海建材有限公司生产的河砂，细度模数为2.7，堆积密度1.52g/cm3,表观密度2.64 g/cm3。
2.3粗骨料
南安光明有限公司生产的人工碎石，最大粒径为20mm，二级级配，表观密度2.7 g/cm3 ，分两级5~10mm、10~20mm。试验搭配分析，具体结果见表1。
表1 粗骨料中不同粗细成分搭配时的堆积密度
从上表可以看出，5~10mm碎石与10~20mm碎石的比例额为3:7时，粗骨料的堆积密度最大，孔隙率最小，因此，试验中采用此比例。
2.4外加剂
外加剂选用天津雍阳减水剂厂生产的UNF-5AST聚羧酸类高效减水剂，并与平阴山水水泥进行了净浆流动度试验，其试验结果见下表2
表 2水泥与减水剂适应性试验
水泥 外加剂 净浆流动度 浆体情况 备注
平阴山水 天津雍阳 265 好
3、配合比试验配制原则及方案的初步选择
客运专项箱梁C50高性能混凝土配合比设计参照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》及《客运专线预应力预制梁暂行技术条件》（铁科技【2004】120号）的要求进行。
3.1胶凝材料用量的选择
根据经验，C50混凝土胶凝材料用量450~490kg能够满足强度要求，我们选择490kg进行试验，实际施工中根据强度评定情况做适当调整。
3.2粉煤灰和矿渣粉双掺及用量的选择
粉煤灰和矿渣粉对混凝土的耐久性提供了保证，但在施工中各有优缺点。粉煤灰由于株形玻璃体的作用，流动性稍好于矿渣粉，矿渣粉减水效果强于粉煤灰，对强度的增长作用优于粉煤灰，且矿渣粉具有良好的粘聚性，泌水性小，保水性好，因此我们选择了粉煤灰和矿渣粉双掺的方案。为了满足进度要求，保证混凝土的早期强度，达到1~2d脱模，3~5d初张拉，5~7d终张拉的要求，我们选择了25%混合材掺量。
3.3砂率的选择
高性能混凝土常用的砂率在36%~42%之间，但从泵送混凝土角度考虑，砂率过小，导致流变参数下降，对可泵性不利，容易堵塞泵管。工程实践证明，在使用中砂时，砂率一般控制在40%为最佳。通常情况下，砂率的稍微调整对混凝土的强度无明显影响，较大砂率有利于减少混凝土在输送管内的阻力，能提高混凝土的可泵性。试拌砂率控制在40%。
3.4坍落度的控制
箱梁混凝土入模坍落度应不小于120mm，为确保混凝土可泵性，考虑到环境温度和输送距离及混凝土在输送管内的坍落度损失，混凝土出机坍落度应控制在200±20mm，30min经时损失不大于30mm。
3.5含气量的控制
提高混凝土的含气量对混凝土的耐久性有较大的好处，但对外观质量影响较大。混凝土出机含气量控制在2%~4%。
4、确定基准配合比
根据以上方案原则，我们将选用的材料进行了配制，共配制12组，平均强度R28=62.5MPa，运用12组试验结果进行回归分析，确定基准配合比如下：
表3 混凝土基准配合比（kg/m3）
5、混凝土拌合性能试验
试验采用60L强制式搅拌机拌合，二次搅拌工艺，其投料顺为：投入砂→投入胶凝材料→预拌30s→投入液态材料（减水剂和水一起投入）→继续搅拌30s→投入粗骨料继续搅拌120s→出机。出机后人工翻拌立即进行初始坍落度、扩展度、含气量测试，静置30min，再做坍落度、扩展度和泌水率试验。所配制的C50高性能混凝土具有如下性能指标：
坍落度：180~220mm，不离析，不泌水，和易性良好；
坍落度损失：30min损失最大值20mm；
扩展度：480~550mm；
含气量：2.2%~3.2%；
容重：2420~2450 kg/m3。
6、混凝土力学性能试验及耐久性试验
对所拌制的混凝土试件进行标准养护，其力学性能和耐久性能见表5
结果表明，试验混凝土强度及耐久性具有稳定性和可行性，满足C50混凝土的配制要求，富余系数合理，且强度发展情况良好，能满足设计和施工进度要求。
7、配合比的现场施工检验及调整和优化
通过现场施工的检验测试，混凝土的工作性能能达到预期的要求，强度和弹性模量的增长符合施工的节拍。根据现场施工的一些特点，对混凝土配合比进行了进一步的调整和优化，将砂率调整为38%，能更好地满足现场施工需要。
8、结束语
高性能混凝土配合比设计应遵循选用高效减水剂、掺入活性矿物掺合料、低水胶比低用水量的基本原则，通过降低水胶比、强化水泥石与集料的界面、改善水泥水化产物、降低孔隙比、提高混凝土密实度来实现高耐久、高强度和高性能。对相同的混凝土配合比，不同的原材料及外掺量对混凝土的强度、工作性能等有较大的影响，尤其是外加剂的影响尤为突出。因此高性能混凝土施工控制的关键就是以原材料为源头，加强拌合程序的监控及过程控制，一定会浇筑内实外美的混凝土产品的。
作者简介 :
杜芳军男1976年2月出生甘肃天水人中共党员现任中国水电集团水电五局有限公司科研所土工室副主任工程师自2000年7月参加工作以来,一直从事工程试验检测及管理工作 。
何艳玲 女 1983年5月出生甘肃礼县人 现任中国水电集团水电五局有限公司科研所试验员工程师自2004年7月参加工作以来,一直从事工程试验检测工作 。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
