某乌江特大桥c高强泵送混凝土配合比设计与工艺控制

xxxx特大桥C60高强泵送混凝土配合比设计与工艺控制1工程概况xxxx高速公路XX合同段为单体特大桥项目，是整个xx高速公路的关键控制性工程之一，主桥为横跨xx的（113+200+113）m预应力砼连续刚构桥，分双幅修建，主梁为单箱单室截面，采用C60混凝土，设计方量共计17418.2m3。墩位所处地形起伏较大，地势险要，施工难度大，桥高为138m。1.1工程背景高强混凝土是指混凝土强度等级不低于C60的混凝土，它是用优质集料、强度等级高的水泥、降低水灰比及在强烈振动密实作用下制取的。决定混凝土强度高的主要因素有：一是集料抗压强度高，与水泥胶结性好；二是采用高强水泥，活性高，硬化后的水泥石密实度高，胶空比大，并振捣密实；三是混凝土混合物的水灰比小，采用干硬性混凝土，同时掺入高效减水剂配合使用，使混凝土在极小的水灰比下能够浇灌密实。但随着时代的发展，干硬性的砼远不能适应现代工程高速发展的需要，因此高强混凝土的流态化是目前混凝土科学发展的方向。目前国内外制取高强大流动性混凝土主要有四种途径，即改进胶结材料、改进硬化体、利用增强材料及复合结构。由于混凝土的强度来自水泥浆的强度、水泥浆与骨料的界面粘结强度、骨料的颗粒强度，因此，在研究采用普通材料与常规工艺配制C60高强混凝土时，应从以下几个方面入手：1）选择优良品种的水泥。2）选择优良的粗细集料。3）掺加外掺剂，常用活性混合材料有粉煤灰、沸石粉以及硅灰等。4）优化混凝土配合比，主要控制三方面：水灰比、砂率、外掺剂组合优化。5）高效减水剂。2C60配合比设计2.1原材料选用原材料表1湿材料名称虽产地唱规格型号泄实测指标畅水泥扔xx岁南川嘉南水泥洒厂孟P命．望O52.5R满见倍表俩2傲河砂情xx妄中粗旋砂尸I妖I平区植见毁表字5器彭水暮xx点砂修中砂敏碎石乏xx部武隆县龙兴江跨5独—景25mm蹄智连续级配拐见薪表纯3匹外加剂柿xx趁旭鸿高新建材帝科技有限公司符XH桌咐型顾见漫表林7府水踩彭水胜xx监水些合浩格柔(挺漫外魄委较)旅，见师表轰10印微硅粉林xx汇“垮利蜜天朋”鲁L阀T值微硅粉福合见格荷(密州外类委馆)宝贡见霜表瞧8拍纤维控xx止“金傲序峰雷”浪19m爹m迟聚丙烯网状纤巷维涂合费格狡(设糖外木委岭)宝输见哄表蛾9水泥各项物理力学性能标准试验结果表2踪品牌名称搏强度等级租细度脸（西%阁）摘标准米稠添度去%楼安定性泻凝结时巨间惜(亲min)合抗折强慈度规(签Mpa)本抗压强巴度家(疤Mpa)必初凝怨终凝轰3d三28d垂3d皇28d钞南川嘉甘南骄P.O52.驰5R吧1.6败27.6滑合格愉210葡295段6.0膊7.8踢32.1拒57.7粗集料物理力学性能技术指标表3之最大粒编径效mm暴表观密贫度吉g/cm醉3卖堆积密诉度朗g/cm此3森振实密漠度警g/cm巨3律空隙率久%祖针片状含脸量棕%舱压碎浓值栽%修含泥少量最%凶碱活性试换验被%泰母材抗压强步度券(恼Mpa)挥25询2.671抖1.570乎1.665绘39劫1.4债8.1性0.4咐0.0097突117.8粗集料颗粒级配表4柄筛孔尺脖寸身mm兵26.5轻19.0勾16.0茅9.5超4.75崇2.36羞累计筛泥余羽%兰3.6声21.9抗52.1酿80.1徐98.3偿99.2细集料物理力学性能指标表5爬类别令表观密度地堆积密度煎振实密度兰空隙率殃含泥量祝细度模数蚁岳阳中砂绘2.594沸1.45带1.63绒43民0.3厌2.84颤xx戒中砂呢2.667功1.45耽1.61连43妇1.6差2.76细集料颗粒极配表6菌筛孔尺裁寸甜mm手9.5舌4.75赔2.36拢1.18嚷0.6盟0.3部0.15日累计筛满余哭%近0衬5.3乖13.5舰31.5翼60.2铜88.3赢98.1菌外加剂主要指战标试验结翻果臭粪灿医床趋股表稍7适试验项目锹标准指标抹检验结果肉单项评定仪一等品况合格品珍减水率训%年≥概12念≥画10疮24搞一等品斧泌水率尚%未≤约100淹≤纹100价21统一等品犯凝结时间差批（踪mi智m津）缩初凝鹰＞挨+90min拾——逗165min总一等品坏终凝屯——暂——药155min恰一等品撤抗压强度比跟3d运≥知125偏≥而120忌142抢一等品爬7d稠≥交125伙≥示115结138球一等品额28d鲜≥痛120脉≥肿110异131蜂一等品洁收缩率香比产%唱≤鉴135摊≤宿135劲99猾一等品逐总碱量源——祥15.26母合格醉CL-的-春含量驾——集0.25逃合格湾对钢筋的锈蚀率作用磁无以无饶合格工微纤维品质检质验报告结蝇果则指鸟绵凉毯表栗8尊直径签mm墙长度绕mm炎抗酸性拉伸强兰度贫Mpa世抗碱性拉伸强矿度撑Mpa捧抗拉强照度梯Mpa身断裂伸帖长费率夕%宏弹性模昆量左Mpa似合格指标逐0.0县3赴～贷0.05才1载0信～跳25仅≥柏490终≥你490片≥卫500诉5谢～猾25得≥蝇3500守实测震0.042势19月519粘524侵580角18向6670忍微硅粉品质检勒验报告结交果排庆突木程首表猫9销检测项目踏标准指标货结果绵结论被S拴iO茄2转含揭量耗%狭≥潜85哭92湾合格五烧失毁量骡%赵≤经6宰1.5志合格扫水品质检验报叠告结骡果避塘库烟洲裂表执10忙名称类别岁P巧H略值找不溶兰物桨mg/l很可溶饲物旨mg/l仙Cl-恩SO42-柜合格指标乏＞替4弃＜电2000朗＜聋2000蛇＜谊500冰＜金600怖xx取水动6果155个164.0持5.2天39.3截2.述2瓦设计参数：父1奋)木采用中砂，根盲据相关规范要围求砂率家取短38.5头%狭。挺2吃)礼混凝土拌和采梅用重量法，假帐设该混凝土每踪立方米重量为蒸：甲2450k耻g想。角2.蜓3栽计算过程：（价以推荐配合比阿为例）蜻1局)债配制强忽度慰fcu帐.己o远≥砖1.15f里cu.k=哪69.0MP蹦a玻2迹)庸水灰比计算绵计算水灰比因冤采用的水泥济28附天抗压强度实翠测值惕fce中暂时没有资料础，水泥强度等衡级值的富余系蜓数按偏安全吵取猛1.滔0视，振γ镇c=1.鼻0×5旧2.5=篇52.5朗MPa棋。辱W/C=0.稼46×52.苗5×1.0浪/呆（黄69.0+0缺.46×0.氧07×52.友5×1.灰0耗）竹=0.34资3容)圈用水量确定毫通过公奇式击mw届o武=10/3(暖T+K矩)如计算求得缘流动性砼用水奸量计算式的集倚料常忠数碰昌往系攻表稼11妙系数熊集料最大粒乘径以mm倾10困20驳40积80疑K祥碎石页57.5件53.0风48.5份44.0遣卵石缝54.5余50.0节45.5煎41.0役由表中数据内扶插沟25m放m呆碎石名得错非K=51.拣9仓装而包爹T=18cm娘征用水茄量苏mw茄o筒=10/色3港（稀T+副K围）抗=233×(驶1茶－陡24%)=1店77kg/m膀3觉贝午实际取用水粗量维175kg/笨m诉3缠4现)篇水泥用量荐为久mc上o陶=175/0茎.37=47包3腾客实际熟取怒470kg/挡m侧3更5涛)含每立方米混凝牌土材料用量雕（罢k凝g州）搬配合比结新果严省迷掏聪遇误刑表霜12黑强度等级渔水灰比弯每立方米混凝鹰土实际用敬量盗kg锈水泥洒碎石商砂望水饺微硅粉情纤维红外加剂奸砂委率庸%匹C60镰0.37变470团1085蛛680裁175谊40揭0.9嚼6.12染38.5垦理论配合比茂1尸2.31茫1.447剑0.372鼓0.085灶0.0019皮0.013抵拌和物物理性锐能及强度检验盾结促果崭锅常利遣个表冲13高强度床等级赶平均养护温度冶水胶比倾坍落度姑棍度税粘聚性做保水性都强度照3d定7d愿28d豪C60陕20描0.34躺190絮中榴良好盟良好锻54.3乐68.6比76.8胁2.书4供配合比优化设棋计投2.4.队1夺最优方法、外棵掺料及重要指炮标的确定洋一掺法、二掺团法、三掺法试烟配优网选用躁隔盐形鸽表狂14轧组数编号糊类别植水胶比趴坍落遵度柱mm哀水泥判kg村微硅粉宾kg砌矿渣仗kg务砂率他%凭强惜度胳MPa毅3d柜7d田28d阴1喷1-1帅xx贤砂啊0.31执205涝520文——贿50夏35糕53.8咏60.5女71.3啊1-2欢210啊——皇——伐65.2要1-3杯岳阳砂妈230忧52.1部61.7逮70.8枯1-4裕235拌——速——茄72.9冬2室2-1栗xx叠砂门0.33渴210序530称——睁——摇36屡52.1然61.7砍70.8球2-2竞220掩——兰60.9丙69.4俩2-3腰岳阳砂支205男53.5抄62.8逃73.1三2-4键210璃——网——党70.7躬3绵3-1玉xx景砂您0.32盆215勿480右30搂50大34插48.5蝇60.3翼71.4践3-2阻205债59.4狮64.8旋3-3敌岳阳砂三210龙51.8贤63.5插74.8尊3-4爽205劲——摄——幸71.0券4逗4-1稳xx厌砂朽0.33弓205申520瓜30公——绵35渔51.4杂61.0烈71.9铅4-2若195功——脸——遵71.6内4-3带岳阳砂摧200腹51.1怎61.3早72.4译4-4网210美——肝——镰77.0纱1)源划采用三掺法，让即水泥外掺高贺效减水剂、微森硅粉和纤维。报通过大量试验室试配证明：采狂用一掺法水泥畅用量高、拌和编料易板结、强垒度起伏大、不铜宜保证；二掺啦法后期强度高泳，但不适宜本努桥，不能满帽足茫4桐天预应力张拉娱强度要求；使企用三掺法较为枝理想。既降低渠了水泥用量，迁又能保证混凝结土早期和后期康强度和工作性争（和易性、流述动性、保水性宰、泌水姑性吊搜）等要求，同穴时也避免砼板朵结、泌水以及粱泵送等诸多因船素。怎2)赚佛添加微硅粉诵粉煤灰早期强要度低，而硅粉异由于颗粒微小奉，能够对拌和工物中的自由水乐产生吸附作用据，有效改善拌美和物工艺性能锯。掺加微硅粉秩增加了混凝土妈和易性、流动炕性，利于高墩重泵送。硅粉具顾有微粒效应，咏在较短时间内释即能发生全面胞水化反应，从碧而促进混凝土葵早期强度较快壶增长，并提高鬼混凝土弹性模边量，从而缩短微主桥悬浇阶段杨的施工周期，以加快工程进度抗。厨3)获顽添加姓聚丙烯纤维手限制渗早期（塑性期抢和硬化初期）享混凝土由于离丽析、泌水、收断缩等因素形成矿的原生裂隙的膜发生和发展术；题减小原生裂隙味的数量和尺度膝，齿显著改善混凝筹土的性能滩，提高净混凝土开的耐久性跪。叮有效的控制混绕凝土及水泥砂辛浆早期的塑性饥收缩掀、精干缩等非结构去性裂缝的产生稀和发展摧，加有效阻碍骨料扣的离析，提高迁混凝土工程质悲量蜻。誓4)店硬采用湖南岳阳般洞庭湖河砂项通过试验证明喘，采用餐xx胆砂配制敌的郊C6付0鬼砼工作性能和警强度能满足实塌际施工需要。书但相对而言，熔xx敏砂含泥量略偏娘高、需水率偏逝高；而湖南岳爷阳砂硬度高、揪含泥量小、轻访物质含量少、兄需水量小。再惰者，岳阳砂的顽各项物理性能桥指标较稳定；讯砂率对混凝土纺强度、工作性波不是很敏感，罢砂率选择的范平围较大，试配税表明砂率挺在拥32英%饥～售39结%叛都能满足要求昼。薯5李）缓凝时间的喇确定门考虑到缴xx押天气夏季气温脚偏高、工地现板场施工情况等透诸多因素，宜拐使用缓凝高效孤减水剂，缓凝君时间由结构砼丰方量及季节变柴化而定。清2.舱5顾采用正交试验觉优化三掺法配蔬合比谢2.5.肆1赞考核指标确定菜影响混凝土配纠合比的主要因遮素：水灰比巷（瞒A栗）、水泥用量装（杠B辞）、外加剂掺也量勤（毕C钥）、硅灰掺量久（派D板）、纤维掺量鸭（兰E具）、帆将睬C6惕0监混凝土拌和物边工作性指标（唉坍落度、扩展搜度）与混凝土吐的抗压强度驱（或3谨d警、绣7盘d谱、取28思d手）作为正交试棉验考核指标倦2.5.旁2晨影响因素和各易因素水平确定荣以水胶比坦（趣A雀）、水泥关（断B贷）、硅灰蛮（龄C照）、高效减水躁剂降（欧D县）和纤维愉（及E胀）作为影响因终素。旬1阀)槽水胶比直接影会响混凝土的和咱易性与强度；圈实践证明灰水拼比与混凝土强饼度呈线形关系孔，灰水比越大咽则强度越高，闭反之则越低。丢水胶比焦取勇0.3响2必、王0.3篮4循和框0.36弃2烂)库水泥用量在规泽范要求的范围瓶内，尽量降低脾水泥用量，减扣小水化热，有福效控制箱梁早使期裂缝的产生杂，综上所述，杆水泥用量役取找450k白g露、呢470k乞g王和细490k量g园三个水平。乘3掘)纯硅灰掺量：硅醋灰的掺入将极微大的改善混凝峰土和易性，提耍高早期、后期响强度，保证箱梁梁广4踢d周张拉；对降低确水灰比，减少远水泥用量贡献团非常大。考虑届混凝土的经济寄性分别卫取但30k惠g径、国40k傅g亭和里50k许g降三个水平。茅4检)却高效减水剂：惧随着高效减水思剂的掺量增加员，混凝土拌和暴物流动性增大努，坍落度损失倍降低，但宜出万现泌水和离析讽现象。综上所须述，采汤用唤1.0奥%腿、警1.2剧%敢和慌1.4愈%拉三个水平。米5兔)乱纤维掺量：纤艰维掺入较多对甲混凝土的早期佣裂缝，混凝土居拌和物泌水、煤离析有较好的斗效果，但成本液太高。通过试朴验取进用穷0.9k陆g番、堡1.0k乏g浇和刻1.1k萌g经三个水平。兽2.5.循3草正交试验设计戏方案数按尾表嚷1灭7播的正交试验设迈计方案，分别畅进吊行药9覆种组合材料单榴位用量计算和研试配试验，测绒定各种配合比显的坍落度和标离准龄期抗压强涝度，分别确定伏最优配合比参想数。帆C6妙0薯配合比正交设拐计方及结果分净析辫浇泳素伯末表诉15潜编号购因素斜坍落浪度治mm鄙扩展米度弱mm技强度第（默MP量a粥）垮水胶比鹰（惜A捕）半水泥用量堂（天B殃）油kg犯外加剂掺狡量宗%券（龟C减）市硅灰掺税量选%篮（颂D辫）熔纤维掺督量亭%范（剂E甲）曲3d导7d锦28d危1顶（盛1康）予0.32淘（墓1则）添450酬（快1邮）引1.0驱（告1贞）恋30抢（筹1叹）伤0.9街195哪490辟51.4司61.0钩71.9些2洁（恢1赚）宾0.32结（抖2食）遣470宅（第2谁）运1.2杠（揭2愤）昆40攻（税2泰）驼1.0琴205讲510住53.8绝67.9欺75.2孔3耻（旺1朗）纹0.32忽（滑3辱）普490总（弄3歉）牲1.4平（部3棍）委50融（套3哥）膏1.1减210仓520荐54.1逗63.3丹72.2事4省（逗2狂）即0.34傍（逮1篮）宾450留（驰1绑）尽1.0膛（昆1芒）慨30辟（云3渴）欧1.1寻200犬530都51.1勒61.3但71.2能5伴（拨2赔）薯0.34钩（首2越）址470丰（赔2绝）完1.2娃（搅2杠）迎40尿（输1央）栗0.9惭190耍500值54.3趋68.6常76.8债6免（吊2虫）耗0.34瞧（技3滤）戚490膏（看3震）上1.4肯（穴3挎）奇50拉（价2晴）愤1.0绒205晴510厌54.1凉63.3垮72.2看7叙（鼻3黎）循0.36党（给1给）江450叉（事1斧）观1.0怀（剩1福）酬30烫（玉2艇）报1.0粗210艰505那48.5净61.7胸70.8腔8搜（尺3欣）贿0.36戒（湖2食）亡470皇（孔2吼）且1.2婆（侍2鲜）越40焦（个1盒）辰0.9鲜212兵520将55.0肝63.5栽73..9纺9狐(惕3椒）耻0.36帜（跟3炸）搭490驶（宣3羊）踢1.4涨（汤3湾）乖50欲（苏3垒）馋1.1斗200存515汪53.5警62.8农77.0敢混凝土配合比舌的推荐是混凝努土评定指标，签其主要评定指饱标是坍落度和产强度等。根据咳正交试验结果谱，通过技术经群济比较确定最饮优配合比参数赵，其对应的组刊成材料的单位道用量比例祥为递N惩5诸对应的配合比伞，即推荐配合悄比。并对推荐州配合比加以推雅荐，验证配合莲比的结果见歼表村16葡静护混凝土推荐配裕合比验证试验造结适果歼轧消动惭诉表哗16削材料名称胁产地等规格型号意配合比欢单位用确量槐kg/m轮3雀水泥柱xx勿南川嘉南水泥膀有限公司钞P.O52.基5R洁1.00舱470炕碎石忙xx赠武隆县龙兴江昆5锁—巡25mm色连续级配胶2.31条1085织河砂长湖南岳阳洞庭蝴湖随中粗修砂拾I每I谦区防1.447评680毕水未彭水钻xx点水拍0.372密175芦微硅粉障四川宜宾利天课建材厂涉“包利雪天丙”列L阶T夹微硅粉延0.085犯40确纤维找山东泰安现代圣化学建材有限胀责任公司罚“挑傲咐峰惜”辟19m榨m健聚丙烯网状纤妄维险0.0019雀0.9看外加剂兔xx农旭鸿建骄材科技公司碌XH牧旗型荡0.013恐6.12秒坍落肝度著mm轧195或试配强舅度初MPa渠69.9育实测强判度贼MPa劈7d等62.7齐28d魄75.0辞28d登74.6菌弹性模量定3d龄3.65×1与04壳7d样4.09×1建04俩28d罩4.83×1烤04驳结论杆原材料符合验赏证要求，拌和袋物各项性能指宣标神满足试配要求萌，缩28姑d程强度、弹性模枝量满足要求。痛2.诚6骑配合比质量控非制易在整个施工期胆内，碎石、砂苏的供应受市场吵需求、料源等蚕影响，质量经斑常变动。水泥船实际强度基本破稳定，但水泥芒温度也发生过牧很高的情况。投这些问题，给抖配合比管理提投出了更高的要多求。在试验室沸配置符合要求混的高强混凝土夕比较容易，而匀在整个施工过璃程中，稳定质遥量水平较为困纳难。一些在普鲁通情况下不太兄敏感的因素，僚在低水灰比情彻况下会变得相摘当敏感，这就暂要求在整个施慌工过程中必须相注意各种条件由、因素的变化秃，并且要根据懂变化，随时调侵整配合比和各练种工艺参数。净在实际施工过烤程中，从以下卡方面加强了管座理：恐1爽）坚持配合比堂调整由试验室炒专人专管、实倘施试验室主任振严格把概关棒,量项目总工批准丹的原则。妻2支）严格控制水边灰比：骨料的碎含水量应在用踪水量中扣除，愈每天需测定骨惭料含水量，每冷次配坛料时应采用水扭量自动测定仪丽连续测定砂子英含水量，在任舱何情况下都不惹得添加额外水胞量；探测砼拌鄙和物温度，必片要时测定砼水暴化热，控制温腔升，延长和保识证工作时间；括3汤）材料部门将朴原材料供应的令变化、波动及体时通知试验室殃，试验室根据挨材料进场抽检桶结果，适时调卫整。暂4利）由试验室将魂配合比调整的陡原因、方法、旬注意事项给各语部门交底，并锹与监理工程师拳沟通。所有参施与操作人员进哄行技术交底，乞完善各项记录耳文件。而5龟）定期检定混源凝土搅拌机的徐计量系统。鸭6骄）合理安排工虎艺和工序，计预算各阶段所需沈时间，合理缩窑短砼从搅拌到秧浇捣完毕的时默间，浇筑混凝互土过程中，试饼验人员全过程窜监控。葡2.7C6椒0钩混凝土强度评呀定曾将混凝土拒的乐2荷8视天试块强度按英《公路工程质忍量检验评定标跑准变》怠JTGF8煮0/1-20身0现4棍中附奋录然D高数理统计评定勒要求进行评定惨，以同批混凝芳土一个季度内巡为例进行如下妄评定，结果满翅足设计和规范径要求。厚C6亡0继混凝土试块强麻度汇总统计网表她寒债泡叉表健17绣组数四n=180绢数据分析茶满足条件挪结论啄系数嫌K1=1.6编0K2=0残.85小Rn-K1S烦n=61.7莫MPa衰61.7=R兆n-K1S适n微≥买0.9R=5匹4设61=Rmi擦n寇≥亏K2R=51张评定合格底Rmin=6古1MPa桌贪Rn=67.钉5MPa绍0.9R=5坟4MPa替劈Sn=3.6絮0.85R=碎51MPa3效益分析景3.1售侄经济效益行1喷)殿利用工地试验扎室资源进型行普C6胶0形砼的各组正交错混凝土强度等岂级试验结果对贪比及最佳配合币比的确认，有萍效地缩短试验赵时间，加快施好工进度，大大跪地节省了外委厉试验费用，也提为项掠目君C6抱0叫砼施工积累了爷经验。洽2)蓄们经试配后猾的套C6照0炕混凝土设计改炸变了原设计内忠容，已转换为闻设计变更愿，佩C6解0梳砼合同单价熔为亏97桂2愈元辅/m坐3鞋，而业主已给佛定讨C6醋0畅砼的变更单价数为许148诵2冬元凶/m皇3屋，全疫桥题C6胖0温砼方量为些17418.的2m判3阶，可增加利败润伟70寨0幅万元左右。温3腰）由于增加了馅微硅粉和网状桥聚丙烯纤维，距箱梁未出现砼茂裂缝，大大减逢少了大桥的后线期养护费用。距4亭）箱梁设计张淘拉强度件为煤C6猜0辅砼设计强度钥的乖85得%躺（兽即匹51M阵p的a努），张拉龄期拍不少教于就4眼天，由于三掺漆法锯的槐C6凶0免砼强度达灌到妄51M和p准a庭一般需馅要足4献天，而普洞通阿C6抹0早砼需起要掘5凝天，则每施工胶一个箱梁节段早能节省工双期策1煤天，全桥共计非节最省庙3保0册天的工期，进节省项目管理通开梯支抄4持5勺万元左右。革3.2具嫌质量效益听1才)肉满足混凝土强箩度要求，有效形地控制混凝土次及水泥砂浆早樱期的塑性收缩瑞、干缩等非结归构性喇裂缝的产生和扯发展，防止混朽凝土开裂，减研少工程维护费萌用，保证了箱撒梁施工质量。帆2川)判砼性能满足实动际施工要求，俊即能满足长距写离、垂直高度察大的泵送要求慨。狸3