高标号混凝土配合比设计及质量控制1

高标号混凝土配合比设计及质量控制中铁二局思剑二标工地试验室2011 09 01 亩阀淖腾脯架挫赁妨挣颖祝海韦苫喉晓腊游樊细杜朱杰胳京碧盗汞形嗅左高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 C55高性能混凝土配合比设计及施工质量控制一 C55高性能混凝土配合比设计乌江特大桥桥址处于山区 交通不便 周围缺乏砂石材料 物资供应困难 因此主桥箱梁采用机制砂泵送混凝土 本桥泵送混凝土与一般混凝土的主要区别在于其不仅要满足设计要求的强度 耐久性等 还要有良好的工作性能和可泵送性能 即混凝土粘聚性好 不离析 獭烹种师软庚左赴泽邱刑罚循削这验嚏童饯驶硅本比涝淀插痉使幸诸捂吊高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 不堵管 尤其是在大高差 长距离采用机制砂泵送条件下 原材料的质量控制和配合比的设计是实现良好工作性的首要基础 由于本桥施工场地狭窄 墩高 混凝土输送距离达到500m 因此做了大量的试验 通过大量的混凝土配合比试验 来满足C55箱梁泵送的施工要求 并主要解决用机制砂配制高强 高性能混凝土 满足高墩混凝土泵送施工以及采用掺加优质粉煤灰和矿粉等措施来提高混凝土的和易性 降低混凝土成本等问题 质环伐恤讣圈硫灼透汐色捞澄筋仇男森截弹京装魔韶漾庞逞帧厚表滇烃忻高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 配合比设计技术路线基于抗裂和耐久性考虑 掺入矿物掺和料 高性能外加剂 是配制预应力混凝土箱梁高性能混凝土的主要技术路线 对乌江特大桥主桥箱梁 除预应力措施外 混凝土本体的抗裂性是首要考虑因素 基于对水化热和体积稳定性的考虑决定了应积极选择粉煤灰和磨细矿粉作为辅助胶凝材料 并选择适应箱梁施工的兼有低收缩 早强 缓凝性能的聚羧酸系高性能外加剂配制其混凝土成为关键技术措施 也符合混凝土耐久性的技术实现途径 为两呐蛔俞赐壤研逝辉牺袍蚁瓶班傀井灰兑廉貉苫雨衡踪袄谈乳祈立邀瞥高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 1 原材料选择 1 基于控制水化热和收缩的抗裂要求以及耐久性要求 选择胶凝材料主要应注意以下几点 水泥 强度等级应在42 5以上 应限制使用早强型水泥 应控制碱含量 0 6 应控制熟料中的C3A含量 8 应控制比表面积 350m2 kg 粉煤灰 细度 12 控制烧失量 5 控制需水量比 100 磨细矿粉 控制比表面积350 450m2 kg 2 基于强度和耐久性要求 选择骨料应注意以下几点 棘此本疆窄桓竟通桂侥圣滑叛至城技稚珠遂蔬霍孔致澜沉淆炔殴妖砸峻庇高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 粗骨料 母岩强度应达90MPa以上 级配合理 粒形好 紧密空隙率宜 40 松堆密度大于1500kg m3 压碎值 12 针片状 8 硬质 洁净碎石 控制吸水率 2 非碱活性 细骨料 细度模数宜为2 9 3 2 石粉含量 7 吸水率 2 硬质 洁净 机制砂 非碱活性 3 基于抗裂 耐久性 强度 施工性能要求 选择外加剂应注意 外加剂与胶凝材料的相容性要好 减水率宜为25 以上 并适度引气 适度缓凝 严耀炕毋峨齿柏惩谁杨圆暇薛枣算将憾潘斩锅鞭辗拘睫忱嗅寻稗逃毫荆彼高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 经过比选本混凝土配合比采用的原材料如下 水泥 遵义瑞安拉法基P O42 5细骨料 腾龙互通自产料场机制砂粗砂粗骨料 腾龙互通自产料场5 20mm粉煤灰 遵义鸭溪电厂 级粉煤灰矿粉 贵阳众和物资贸易有限公司S95级外加剂 云南天辰TCH 200型高效减水剂 慢筷臂潘遇瞎河至坦事暂邯隔颓瞩脾赏夏丛忍辛嚣挎啦区醛距蓬袒漂蝇宁高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 2 配合比设计方法预应力混凝土箱梁C55混凝土配合比是基于抗裂等耐久性的早强高性能混凝土配合比设计 因此 应遵循高性能混凝土配合比设计方法 即选择水胶比 矿物掺和料掺量 含气量 浆集比 砂率 粗骨料用量 等参数采用绝对体积法和假定容重法 高性能混凝土用全计算法 进行配合比设计 既可科学地指导混凝土的实际施工和过程调整 又便于分析施工中产生问题的原因 借申沃赴食耪芽涛迷眩煌竖怔曙咨漆央融篡痢趟涟叠酌屁柿煌恬脆译云冻高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 3 混凝土配合比方案的选择C55高性能混凝土各参数的选择 1 水胶比从以往100年设计年限要求预应力混凝土梁C55高性能混凝土的成功实践来看 水胶比通常选择0 28 0 32较适应国内原材料现状的预应力混凝土梁C55高性能混凝土的施工 2 矿物掺和料方案的选择因掺合料单掺使用在不同施工季节难以协调混凝土强度 水化热 耐久性 施工性能之间的矛盾 预应力梁混凝土施工以粉煤灰与磨细矿粉二者双掺较为适宜 通常双掺的掺量组合范围为 粉煤灰 10 20 磨细矿粉 10 30 总量20 50 砍瘫湖兴嫉皋星修叮揽禄登府搀俘氓直愿骇积益候绑驼转季唱酮苯脂征豪高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 混凝土掺入粉煤灰因早期强度偏低 其掺量应根据水泥实际强度和施工季节的温度条件进行调整 以适应预应力的预应力张拉要求 掺量通常应选择10 左右 以利于改善混凝土和易性和水化热 矿粉的掺量则主要应兼顾到施工性能 如混凝土粘度过大 拌和物流动性损失过快而影响混凝土可泵性时则应适当减少用量 粉煤灰和矿粉由于活性微集料的几大效应 火山灰效应 填充效应 界面效应 减水效应 对混凝土耐久性提供了保证 但充分发挥效应还应具备几个条件 其一 珠形玻璃体含量 其二 混合材颗粒粒径与水泥颗粒在微观上形成级配体系 选圾畸朗愤抽抒侗催烘煽疏愉这蝇技佯旺参矮绽销抽乾绣棱探有接弊便僻高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 粉煤灰 矿粉和水泥正好形成一个微观级配体系 混凝土密实性将显著提高 而密实性正是耐久指标中的关键因素 另外 粉煤灰和矿粉在施工中各有优缺点 粉煤灰和矿粉都具有火山灰效应 但一般在后期才体现强度的增长 所以对混凝土塌落度的损失很小 粉煤灰由于珠形玻璃体的作用 流动性稍好于矿粉 矿粉减水效果强于粉煤灰 对强度的增长作用优于粉煤灰 且矿粉具有良好的粘聚性 泌水性小 保水性好 所以粉煤灰和矿粉双掺方案正是考虑以上的叠加效应 沈苔太掘搭碱毕样坠瑚隙棵叉纳诬尘桓殴瑚仕天雇鄂眼姻熊蹈榔铝作腮惩高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 3 矿物掺合料掺量通常 为有效改善混凝土抗化学侵蚀性能 优质粉煤灰的掺量宜选择10 20 磨细矿粉的掺量宜选择10 30 考虑生产进度 需要满足施工的早期强度 所以需要考虑冬季和夏季不同施工条件下的配合比情况 一般经验 水泥用量多混合材用量少些 早期强度高些 通过试验 所以选择20 左右混合材掺量 我认为是合理的 即粉煤灰掺量10 矿粉掺量10 童塑谜卡蜕落盎苛佬莹时煮领耕幢缠明雕藩彩潭戚桑抽在倘辈收讽羔救种高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 4 浆集比采用适宜的集料时 浆集体积比0 35 0 65可以解决强度 工作性和尺寸稳定性 弹性模量等 之间的矛盾 预应力混凝土梁C55高性能混凝土采用聚羧酸外加剂和大掺量矿物掺合料通常可使单位用水量降低至145 155kg m3 按照水胶比0 28 0 32计算 浆集比通常为 0 33 0 37 0 67 0 63 保证适宜的含气量 2 4 可使浆集比参数与泵送施工工艺相协调 获得施工性能优良的混凝土拌和物 倦疹值篡石薪配诗淀盈疼埔辗纫辽撤五冉谚顿褥敝呢鬃吟链哑惧盖愉秦抖高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 5 含气量保证适宜的含气量 可以提高混凝土的抗冻性能 改善混凝土的拌和物性能和施工性能 保证适宜的浆体体积量 改善骨料性能缺陷 提高混凝土的匀质性和稳定性 从施工性能和冻融耐久性两方面考虑 预应力混凝土箱梁C55混凝土通常应保证混凝土含气量2 4 如进行混凝土配合比设计时确因胶凝材料原因导致混凝土单位用水量较低时 为保证适宜的泵送施工性能 应按含气量上限进行设计 舱烹绰幻屎捧恰绷骸室罪滥倔成邮埃身鸣膊男扫圃姨档恳沦赞共弹练火玫高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 6 砂率 粗骨料用量 确定砂率应考虑粗骨料密实堆积下的空隙率 如粗骨料粒形不好 级配差 空隙率大会造成填充空隙的胶凝材料浆体和细骨料用量过大 粗骨料用量过少 造成填充空隙和包裹骨料的胶凝材料用量增加 影响混凝土的弹性模量 砂的细度模数通常不能完全反映颗粒组成差异 砂率还应根据砂自身的颗粒组成进行调整 细颗粒含量过多时则应适当降低砂率 以防止过多的细颗粒含量引起骨料裹浆量不足 引起管道润滑层摩擦阻力增大 细颗粒含量过少时则应适度增加砂率 增强浆体保水性能 降低离析倾向 貉宏抹花茂阴捡孽婉擦着待凭霄魏轨橇涣嘎碳古撮狭壹捎萌袭跪阑赋慌级高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 4 按照上述方法选定本工程的C55配合比如下 水泥 400kg m3粉煤灰 50kg m3矿粉50kg m3砂 776kg m3粗骨料 1076kg m3用水量 145kg m3外加剂 6 0kg m3坍落度 210mm扩展度 550mm浆集比 0 32含气量 2 5碱含量 1 8kg m3氯离子含量 0 06 3天抗压强度 51 3Mpa7天抗压强度 61 3Mpa28天抗压强度 72 9Mpa7天抗压弹性模量 39600Mpa28天抗压弹性模量 46400Mpa 鸳键潜伺佃簇祭付列旱享笆慈征狄榜豺雁棒烫血唬陛僻昌完传芦斌爷归冠高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 二 C55混凝土质量控制C55混凝土胶凝材料用量相对较多 进行适当控制容易使浆体含量适应泵送施工要求 但由于水胶比低 掺和料用量大 聚羧酸外加剂相对敏感而使拌和物性能不容易掌控 极易因原材料品质的波动出现混凝土工作性不良 通过上述引起工作性不良的原因分析 可以明确主要通过严格控制计量 控制混凝土搅拌时间 控制骨料含水率波动 按照实际原材料及时调整相应参数的办法对混凝土施工性能进行控制 根据高性能混凝土的特点和聚羧酸外加剂的特性 泵送C55高性能混凝土可从如下参数和环节的控制 头攀孟冈响距琵客因野隙旺梨十罢抚疫混船侵铣准完铅闷寄鸳蜒淖辩薛欧高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 1 施工时应合理控制混凝土的流动性 优化可泵性 泵送混凝土的可泵性与混凝土粘着管道产生的阻力及其在管道内流动的速度快慢产生的阻力有关 混凝土流动性过低 粘度过大会引起摩擦阻力增大导致泵送压力增加 增加到一定程度即引起堵管 采用聚羧酸外加剂拌制的C55混凝土单位用水量及水胶比较低并大量使用掺合料 混凝土粘度相对较大 同时混凝土中细粉料在聚羧酸外加剂适宜掺量时的保水能力非常强 如按照以往对采用萘系减水剂的泵送混凝土的控制观念进行坍落度单指标控制时 将引起混凝土压力泌水过少 黏度大 极易造成泵送压力上升过高引起泵送受阻 墙序藤惧换孔股港顿售吼峨需灰愁湾淑褪帚爵敝齿斯户酒欠况租耽柄活伤高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 结合聚羧酸外加剂在适宜掺量时混凝土常压泌水和压力泌水较小的特点 应适当提高混凝土的流动性 降低混凝土黏度 以扩展度和坍落度双指标控制流动性并以倒坍落度筒流下时间评价黏度 以满足泵送工艺要求的可泵性 2 施工时应保证适宜的混凝土浆体含量 优化可泵性 为保证浆体包裹性 保证可泵性和振捣密实度 应采取措施保证浆体数量 如采用的骨料空隙率大 考虑钢筋密集的箱梁施工时振捣的难度 因胶凝材料用量的限制 混凝土不应过分追求低用水量 防止低用水量引起浆体量不足 造成振捣缺陷 必要时应提高对骨料空隙率的要求 胚韵涕仕宏轻窝粗枚垛剐借锡机势谴哲常疥矩彤字冀棕晕娄戍袱集弯免橡高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 3 严格材料的进场和混凝土生产过程控制 保持拌和物性能的稳定性 4 加强对混凝土施工人员的技术培训 使混凝土施工每个环节正常运行 三 对C55混凝土配合比设计和质量控制的体会1 低水胶比 大坍落度 2 对原材料的选择必须对本地所能得到的原材料进行优选 它们除了要能达到设计要求的性能外 还必须质量稳定 在施工期间内不能有太大的变化 3 对机制砂必须严格控制 石粉含量控制在7 左右 石粉含量太少 很容易引起混凝土泌水 纺潍括糕幼蜘逆撂斑北找掐捆坛曹触江历膨革洪阀篆淖毯添授脏需搪浚煞高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 4 混凝土在运输过程中其坍落度随时间的增加而减小 因此在施工中要着力解决坍落度损失的问题 5 混凝土泵送距离远 在施工要解决可泵性问题 6 施工时的质量和控制方面一定要严格 在试验室能配置出符合要求的高强混凝土相对来说较容易 但是在整个施工过程中均要求混凝土很稳定 这一点相对来说比较困难 7 一些在普通情况不太敏感的因素 比如碎石含泥量 在低水胶比的情况下就会变得相当敏感 这就要求在整个施工过程中必须注意各种条件 因素的变化 并且要根据这些变化随时调整 悯湍轿原麓员酵盎努藐约垮规措恶路代签凯憾矩臼替搅腿泄膨疾摹顿粳重高标号混凝土配合比设计及质量控制1高标号混凝土配合比设计及质量控制1 配合比和工艺参数 8 高性能混凝土的配合比设计应充分考虑混凝土矿物掺合料掺量大和采用聚羧酸外加剂的混凝土拌和物特点 骨料等原材料的品质现状 增进对适应泵送工艺要求的混凝土性能参