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Abstract: Pump concrete mix design of II section of6# highway is introduced in this paper.
Key words: highway tunnel; pump concrete; mix design
中图分类号:TJ414.+3文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
l概述
两河口水电站交通工程【6#公路】Ⅱ标段,是电站枢纽工程区右岸中、高程开挖及填筑的主通道、大坝枢纽右岸上下游连接通道及后期过坝主要交通干道,同时也是电站库区复建公路的一部分。
6#公路II标公路等级为矿山三级公路,衬砌采用泵送混凝土,混凝土的等级根据围岩类别不同分别采用C20、C25两个等级的混凝土,混凝土的浇筑方式为泵送混凝土,运输方式为混凝土罐车,混凝土最大运距为2KM考虑。
一、设计内容:
C20泵送混凝土配合比设计,现场施工要求坍落度为140~160mm,采用罐车运输,机械振捣。
二、设计依据:
JGJ55-2000(普通混凝土配合比设计规程)
GB 175-2007(通用硅酸盐水泥)
GB/T 14685-2001(建设用卵石、碎石)
GB/T 14684-2001(建设用砂)
GB/T 1346-2001(水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法)
GB/T50080-2002(普通混凝土拌合物性能试验方法标准)
JTG E42-2005(公路工程集料试验规程)
JTG E30-2005(公路工程水泥及水泥 混凝土试验规程)
三、原材料检测:
1、水泥:水泥为四川省皓宇水泥有限公司生产的峨塔P.O42.5R水泥 ,其物理力学性能见表1
水泥物理力学性能试验表1
以上检测指标均符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)P.O42.5R标准要求。
2、砂石骨料
混凝土配合比骨料采用中水十二局6#公路II标无名沟砂石料场生产的人工砂、碎石,骨料物理性能见表2,砂子与粗骨料颗粒级配见表3、4
砂、石骨料物理性能检测结果表2
砂子颗粒级配表3
由表3检测结果:该机制砂符合GB/14684-2001规范的粗砂要求。
粗骨料颗粒级配表4
由表4检测结果:该碎石符合GB/14685-2001规范的要求。
3、拌合用水
四、C20混凝土配合比设计过程:
1、确定试配强度:
按保证率为P=95%,取系数为1.645,查表C20取σ=5.0MPa,故配制强度为:
fcu,o≥ fcu,k+1.645σ=20+1.645×5=28.2MPa
2、水灰比的确定:
W/C=(aa×fce)÷(fcu,o+ aa×ab×fce)
=(0.46×42.5) ÷(28.2+0.46×0.07×42.5)=0.66
根据试验确定水灰比取0.57。
3、用水量、水泥用量的确定:
该配合比所用碎石最大粒径为31.5mm,根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000查表得用水量为220kg/m3,经试验得出高效减水剂的减水率为15%,由此混凝土的用水量为:
mwa=mw0(1-β)=220*0.85=187kg/m3
根据试验确定实际用水量为182
根据用水量确定水泥用量为:
mco=mwo/(W/C)=182/0.57=319kg/m3
4、混凝土外加剂掺量选用1%
减水剂掺量:319×1%=3.19kg/m3
5、选定砂率:
根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000选定砂率为43%。
6、骨料用量的确定:
假定容重为2400kg/m3
骨料重量为:2400- mco- mwo=2400-319-182=1899kg/m3
细骨料为1899×0.43=817kg/m3
粗骨料为1899-817=1082kg/m3
7、基准配合比为:
水泥:细骨料:粗骨料:水=319:817:1082:182
=1.00:2.56:3.39:0.57
8、配合比的调整与试配:
⑴、经实际试拌确定基准配合比为:
水泥:细骨料:粗骨料:水 =319:817:1082:182
=1.00:2.56:3.39:0.57
⑵、根据基准配合比为基础上下浮动0.05的水灰比,砂率分别增加和减少1%得到另两个参考配合比,以此三个配合比经试拌并成型7d及28d试件,其容重以及抗压强度等试验结果详见下表:
五、结论
通过以上试验,根据工作性能与经济性比较,确定配合比2为最终选定配合比,附表一:
附表一:
混凝土配合比选定报告:
说明:1、该配合比骨料为中水十二局无名沟砂石料场生产的人工骨料,粗骨料为4.75~16mm和16~31.5mm粒径的碎石。配合比中骨料用量为饱和面干状态的重量,实际施工中应测定骨料含水后调整其用量。
2、为保证泵送混凝土在施工中的质量,严格按照JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》执行。
关键词:免振捣自流平混凝土;配制方法
Abstract: because our country self-leveling concrete technology research late, with self-leveling concrete booming form instead, at present in China, it has not unified self-leveling concrete mix proportion design procedures. Our raw materials according to the actual situation of relatively stable, in the mix proportion design, choose assumed apparent density design method is the best solution.
Keywords: avoid vibro self-leveling concrete; Preparation method
中图分类号:TU377.1文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
1 前言
自流平混凝土(Self-Compacting Concrete,简称SCC),指混凝土拌合物不需要振捣仅依靠它自身的重量的作用下,均匀密实的填充至模板空间,并能保持不离析,属于高性能混凝土的一种。
免振捣自流平混凝土适用于各种房屋建筑和大型工程,尤其适合于浇筑量大、浇筑深度或浇筑高度大、钢筋密集、有特殊形状等混凝土工程。由于我国自流平混凝土技术的研究较晚,同自流平混凝土蓬勃发展的形式相反的是,目前国内尚没有统一的自流平混凝土配合比设计规程。根据我区原材料相对稳定的实际情况,在配合比设计方面,选用假定表观密度设计方法是最佳方案。
经过长时间的试配,我们在自流平混凝土的配合比设计、材料的选择与掺合料的最佳掺量方面取得了一些经验,应用到工程中效果不错。为同类结构的混凝土配合比试验提供了一套合理完整、切实可行的方法,也为进一步完善此类试验提供了宝贵的参考经验。2009年8月评审为企业级工法。
2 特 点
2.1配合比计算快捷、灵活。
2.2粉煤灰掺量大,节约水泥,满足“节能降耗”原则,绿色建筑,适应时展方向。
2.3试验方法先进,工作效率高。采用水泥净浆流动度法对掺合料进行净浆流动度试验,预测减水剂最佳掺量。简单的六组份配方,在实际应用中减少误差,提高效率。
3适用范围
本工法适用于银川地区配制C30~C50强度的自流平混凝土。
4工 艺 原 理
自流平混凝土要求高砂率、低水灰比、高矿物掺合料掺量,根据我区特点,配制自流平混凝土宜采用假定表观密度法。本工法依据《普通混凝土配合比设计规程》及长期试验总结出的经验参数计算出自流平混凝土的砂、石、水泥、水、粉煤灰用量。科学、合理地提出净浆流动度试验预测减水剂最佳掺量,按照严谨的工作流程,认真操作,使配制出的自流平混凝土流动性、抗离析性和填充性符合应用技术规程。
5工 艺 流 程 及 操 作
5.1 操 作 要 点
5.1.1试配计算,假定表观密度法。如配置C40自流平混凝土。按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000规定:
1.先计算混凝土的配制强度,Fcu,o=fcu,k+1.645σ=40+1.645×6=49.87Mpa
因自流平混凝土要求较高,标准差选用宜高些。
2.W/C=0.46×49/(49.87+0.46×0.07×49)=22.54/51.45=0.438
近期水泥强度平均值,作为水泥实际强度取值fce=49MPa
3.选用水量 采用减水率法
查表 4.0.1.2中T=90mm mw=215 kg/m3
(260-90)/20=8.5 mw0 =215+8.5×5=257.5 kg
减水剂减水率25% 掺用外加剂用水量mwa=257.5×(1-0.25)=193 kg
4.水泥用量: mco=193/0.438=441 kg
5.粉煤灰选用外掺,粉煤灰441×24 %=106 kg(粉煤灰掺量在20%~30%之间较为合适外掺,若胶凝材料较高可考虑粉煤灰内掺)
6.砂率和砂、石子的用量:选砂率查表4.0.2 βs=37%
坍落度超过60mm (260-60)/20=10
βs=37+10=47%
每立方米混凝土拌合物的假定重量2450 kg,砂率选47%。
砂率控制在40%~50%之间
mgo+mso=2450-193-441-106= 1710 kg
mso=1710×47%=804kg
mgo=1710-804=906 kg
7.外加剂及掺合料:用水泥净浆流动度的试验方法,来检测定量掺合料掺加不同量减水剂的流动度,根据试验效果暂定减水剂掺量。
减水剂用量采用掺合料流动度的试验预测。
5.1. 2材料的选择与检验:各种原材料必须检测合格
5.1. 3试验环境选择:试验室进行试验时必须在无外部扰动情况下进行。相对湿度与温度符合要求。
5.1.4材料称取:混凝土配合比试配时,每盘混凝土的最小搅拌量应在20L,机械搅拌时,其搅拌量不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4. 计量误差:水泥、水、外加剂为±1%,骨料为±2%。
5.1.5试拌、调整:通过试拌检查拌合物的性能,在保证水灰比不变的条件下相应调整用水量或砂率,符合要求后,提出供混凝土强度试验用的基准配合比。
5.1.6自流平混凝土二次搅拌:混凝土加料顺序宜为,先加石子、水泥、砂子、掺合料干拌,再加1/2减水剂和水搅拌,搅拌均匀后,把剩下外加剂加入搅拌;如果是液体减水剂,可先拌固料,把1/2减水剂加入2/3用水量进行搅拌,均匀后再加另外1/2减水剂和剩下的1/3用水量,自流平混凝土搅拌时间应延长1分钟。
【关键词】公路隧道路面混凝土配合比设计
Abstract: In this paper, it introduces the concrete proportion design of No. 6 highway II pavement.
Keywords: highway tunnel; pavement concrete; proportion design
中图分类号:U459.2文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)
l概述
两河口水电站交通工程【6#公路】Ⅱ标段,是电站枢纽工程区右岸中、高程开挖及填筑的主通道、大坝枢纽右岸上下游连接通道及后期过坝主要交通干道,同时也是电站库区复建公路的一部分。
6#公路II标公路等级为矿山三级公路,设计行车速度为20km/h,路面宽度:9.5m(K0+000-K1+900),设计考虑施工要求、路面水稳性,隧道路面采用水泥混凝土路面,标号要求28天龄期弯拉强度不小于5.0MPa,隧道路面横坡直线段采用1.5%的人字坡,隧道内路面板厚度为32cm,隧道洞内横缝设置传力杆;全隧道路面纵缝设置拉杆;板边设构造钢筋;为满足防滑要求,路面表面混凝土进行硬刻槽处理。
一、设计内容:
fr5.0抗折路面混凝土配合比设计,现场施工要求坍落度为30~50mm,采用平板车运输,机械振捣。
二、设计依据:
JGJ55-2000(普通混凝土配合比设计规程)
GB 175-2007(通用硅酸盐水泥)
GB/T 14685-2001(建设用卵石、碎石)
GB/T 14684-2001(建设用砂)
GB/T 1346-2001(水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法)
GB/T50080-2002(普通混凝土拌合物性能试验方法标准)
JTG E42-2005(公路工程集料试验规程)
JTG E30-2005(公路工程水泥及水泥 混凝土试验规程)
三、原材料检测:
1、水泥:水泥为四川泸定桥水泥有限公司生产的泸定桥P.O42.5R水泥 ,其物理力学性能见表1
水泥物理力学性能试验表1
以上检测指标均符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)P.O42.5R标准要求。
2、砂石骨料
混凝土配合比骨料采用中水十二局6#公路II标无名沟砂石料场生产的人工砂、碎石,骨料物理性能见表2,砂子与粗骨料颗粒级配见表3、4
砂、石骨料物理性能检测结果表2
砂子颗粒级配表3
由表3检测结果:该机制砂符合GB/14684-2001规范的粗砂要求。
由表4检测结果:该碎石符合GB/14685-2001规范的要求。
3、拌合用水
拌合用水采用洁净水。
四、设计过程:
1、确定试配强度:
当II级公路路面混凝土样本数为9时,保证率系数t为0.37,弯拉强度样本标准差s为0.4。II公路路面混凝土变异水平等级为“中”混凝土弯拉强度变异系数Cv=0.10~0.15,取中值0.125。根据设计要求,fr=5.0Mpa.
fc=fr/(1-1.04Cv)+t×s=5.0/(1-1.04×0.125)+0.37×0.4=5.9 Mpa(取等于)
2、确定水灰比:
水泥实测抗折强度fs=8.0Mpa,混凝土配制强度fc=5.9Mpa,粗集料为碎石:
W/C=1.5684/(fc+1.0097-0.3595×fs)=1.5684/(5.9+1.0097-0.359×6.5)=0.34
经实际试验选水灰比为0.39
3、确定砂率
由砂的细度模数3.3,碎石4.75-31.5mm,取混凝土砂率βs=39%。
4、确定单位用水量(mwo):
有坍落度要求30-50mm,取50mm,水灰比W/C=0.39,砂率39%,计算单位用水量:
mwo=104.97+0.309×50+11.27×0.39+0.61×39=148.6kg/m3。由外加剂试验确定βad=20%,掺高效减水剂单位用水量mw,ad= mwo*(1-βad)=148.6×(1-0.20)=118.9kg/m3。
经实际试拌后确定单位用水量为147kg/m3。
5.确定单位水泥用量(mco):
mco=mw,ad/W/C=147/0.39=377kg/m3, 高效减水剂
mbs= mco×0.01=3.77kg/m3 。
6、骨料的确定:
假定容重为2400(Kg/m3)
骨料重量为:2400- mco- mwo=2400-377-147-3.77=1872Kg
细骨料为1872×0.39=730 Kg
粗骨料1872-730=1142kg
7、配合比的调整与试配:
(1)、经实际试拌和确定基准配合比为:水泥:细骨料:粗骨料:水:减水剂=377:730:1142:147:3.77 =1:1.94:3.03:0.39:0.01
(2)、以基准配合比为基础上下浮动0.05的水灰比,砂率上下浮动1%得到以下两个参考配合比,详见下表:
五、结论
通过以上试验,根据工作性能与经济性比较,确定配合比2为最终选定配合比,附表一:
附表一:
混凝土配合比选定报告:
说明:1、该配合比骨料为中水十二局无名沟砂石料场生产的人工骨料,粗骨料为4.75~16mm和16~31.5mm粒径的碎石。配合比中骨料用量为饱和面干状态的重量,实际施工中应测定骨料含水后调整其用量。
2、为保证路面混凝土在施工中的质量,严格按照JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》执行。
【关键词】混凝土 配合比 fac泵送剂 水灰比 砂率
【中图分类号】h191 【文献标识码】a 【文章编号】1673-8209(2010)06-0-02
我国高等教育目前正面临着一场深刻的变革,培养学生的创新精神和实践能力是高等教育的首要任务,土木工程材料教学是土木工程课程教学体系的重要组成部分,对于激发学生学习的主动性和积极性、培养学生创造性思维及创新能力、提高学生综合素质有着不可替代的重要作用。传统的建筑材料课程主要讲述石灰、水泥、混凝土、钢材、防水材料、墙体材料与屋面材料,涉及新材料、新技术的内容较少,教学手段较为单一,实验也2多为验证性的实验。近年来,为配合土木工程学科特色专业的教学改革发展的要求,我们在土木工程材料教学理论、教学方法、教学模式、实践教学等几方面进行了改革的探索与实践,改革的指导思想力求作到“六个面向”,即面向社会需求,面向建筑实践、面向人才市场、面向教学改革、面向学生现状、面向新兴技术,为培养适应社会发展需要的、素质全面的新型工程建设人才作出应有的贡献。
混凝土材料是土木工程最重要的材料,随着近年来混凝土技术的发展,高性能混凝土得到各国学者和工程技术人员的积极响应,混凝土达到高性能最重要的技术手段是使用新型外加剂和超细矿物质掺和料,降低水灰比、增大塌落度和控制塌落度损失,给予混凝土高的密实度和优异的施工性能,提高混凝土的强度和耐久性。在混凝土配合比教学授课过程中,专设二学时的习题课,将常规的混凝土配合比设计实验变成一个设计性、综合性实验,采用大作业的方式在课堂上进行混凝土配合比设计、计算,把每班同学根据实验小组进行分组,每组的设计题目均采用实际工程背景,并鼓励有能力的同学进行新技术、新材料的大胆尝试,本例中混凝土配合比设计计算按照行业标准jgj55—2000《普通混凝土配合比设计规程》所规定的步骤来进行。
a 工程条件:某工程的预制钢筋混凝梁(不受风雪影响)。混凝土设计强度等级为c35。施工要求塌落度为150mm-180mm(混凝土由机械搅拌,机械振捣)。该施工单位无历史统计资料。
b材料:
普通硅酸盐水泥:强度等级为42.5(实测28d强度为45.2mpa)表观密度
中砂:表观密度,堆积密度;
碎石:表观密度,堆积密度,最大粒径为40mm;
水:自来水;
泵送剂:fac泵送剂掺量2%。
c设计要求:
(1)设计该混凝土的配合比(按干燥材料计算)。
(2)施工现场砂含水率3%,碎石含水率1%,求出施工配合比。
1 计算初步配合比
(1)计算配置强度。()
依照工程要求:强度等级为c35,,则
(2)计算水灰比(w/c)
已知水泥实际强度
所用粗集料为碎石,回归系数
按下式计算水灰比w/c:
此值小于规定水灰比0.65,故可取用此值。
(3)确定单位用水量
该混凝土所用碎石最大粒径为40mm,塌落度150-180mm,查表取
为fac泵剂的减水率为20%,故可知
(4)计算水泥用量(mco)
大于规定的260kg最少用量,取用此值。
(5)确定砂率:
该混凝土所用碎石最大粒径为40mm,水灰比为0.47,根据相关表格查得
(6)计算粗、细集料用量(mgo与mso)
重量法按下面方程组计算:
{
假定每立方米混凝土重量;2%为fac泵送剂的掺量,则
{
解得砂、石用量分别为
fac泵送剂
按重量法算得该混凝土初步配合比
计算结果与重量法相近。
2 配合比的试配,调整与确定
以重量法计算结果进行试配
按初步配合比试样10l,其材料用量:
水泥:0.01×347.5kg=3.75kg
水:0.01×176kg=1.76kg
砂:0.01×630.6kg=6.31kg
石:0.01×1171.2kg=11.71kg
fac泵送剂 0.01×48kg=0.48kg
搅拌均匀后,做塌落度试验。若塌落度未到指定要求,则增加水泥浆用量5%,一次调整不行,则多次调整,直至完成要求。记下此时水泥与水的总用量mc01,mwa1,并与砂石重量ms01,mg01和fac泵送剂mf01求得总量
并测出实际表观密度
找出配制强度43.2mpa对应的灰水比c/w,由此得出相应的水灰比w/c,并初步定出混凝土配合比为:
并由此得出混凝土表观密度:
从新按确定的配合比测得表观密度
校正系数
混凝土表观密度的实测值与计算值之差
与2%相比较若小于则符合要求,即配合比为
=384:647:1200:180
3 施工配合比
将设计配合比换算为施工配合比,用水量应扣除砂、石所含的水量,而砂、石则应增加砂、石含水量,其计算如下:
4 试验结果,见表1
关键词:高强混凝土配合比设计 泵送质量控制
中图分类号: TU528 文献标识码: A
1、前言
高强混凝土系指C60及其以上强度等级的混凝土, 高强混凝土作为一种新的建筑材料,以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性,在高层建筑结构、大跨度桥梁结构、水工大坝等土木结构工程中得到了广泛的应用。做好高强混凝土配合比就显得尤为重要, 下文就许沟特大桥悬浇箱梁C60高强泵送混凝土配合比设计、原材料的选用及泵送施工过程中控制要点进行阐述,以供悬浇箱梁高强混凝土施工提供参考。
2、工程概况
我公司承建的许沟特大桥,是连霍高速公路洛阳至三门峡段改扩建工程唯一一座连续刚构桥梁。许沟特大桥主桥里程桩号为LK49+473.84~LK49+796.16,主桥全长322.32m,采用跨径为(82.92+156+82.92)m,桥宽20.5m,上部结构采用预应力混凝土变截面联系钢构+预应力混凝土连续箱梁,下部结构为柱式墩/薄壁墩、桩基础。许沟特大桥主墩墩柱及悬浇箱梁混凝土采用为C60泵送混凝土,由于主墩高68m,钢筋绑扎密、间距小,混凝土坍落度控制在180-220mm,扩展度不宜低于500mm。
3、配合比设计思路
C60高强泵送混凝土,混凝土强度高、粘度大,加之泵送高度大,造成泵送压力过高,泵送效率较低,为保证泵送施工的顺利实施,主要解决好在确保混凝土强度的前提下如何保证其可泵性,高强混凝土配合比设计思路应从五个方面考虑:①首先要精选水泥、骨料等各项原材料;②必须要掺用高效减水剂,以降低用水量和水灰比;③要掺用优质的矿物掺合料,以改善水泥石和界面区的微结构,提高致密性和胶结强度;④要仔细选择配合比,确定合理的砂率和水胶比,以降低水泥用量并提高混凝土的强度;⑤要满足施工所要求的混凝土坍落度(工作度)、和易性要求,并能保持坍落度经时1.5h损失小于30mm。
4、原材料的选择
要确保高强泵送混凝土质量,优选原材料是关键,这是保证工程质量的物质基础。
4.1水泥:
配制高强混凝土应选用标号不低于52.5低碱普通硅酸盐水泥。本工程选用的是洛阳黄河同力P.O52.5水泥,经检验3天抗压强度32.8Mpa,3天抗折强度6.3Mpa,28天抗压强度53.7MPa,28天抗折强度8.7MPa,初凝时间177min,终凝时间266min,标准稠度用水量26.5,安定性( 雷氏法) 符合要求。
4.2粉煤灰:
常用的矿物掺和料主要有粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰。在泵送混凝土中最常用的掺合料是粉煤灰,粉煤灰由于珠形玻璃体的作用,流动性要好于矿粉,掺用优质的粉煤灰有助于降低水化热,可大幅度提高混凝土后期强度,改善泵送性能和抗渗性,从而防止离析和堵泵现象。故选用洛阳新安电力集团Ⅰ级粉煤灰,细度8.5%,需水量比要求94%。
4.3细集料:
宜选用质地坚硬、级配良好的河砂,且细度模数宜为2.6~3.0。工程选用洛阳韩城砂场河砂,细度模数2.79, 属于Ⅱ区中砂,含泥量1.4%,泥块含量0.4%。
4.4粗集料:
宜选用质地致密坚硬、级配合理、粒径形状良好的洁净骨料且,最大公称粒径不宜大于25.0mm。通过对当地几个产地的石子进行压碎指标、粒径、粒形的对比,选用河南磬石石料场生产的5-10 mm、10-20mm两种规格碎石,按5-10mm25%、10-20mm75%的比例掺配,级配良好。其压碎指标5.9%,含泥量0.4%,针片状颗粒含量不应大于2.4%;
4.5外加剂:
高强高性能混凝土,所选用的外加剂品质质量极为关键。选用时应着重考虑外加剂与水泥的适应性、保水性等,这样可以有效地控制混凝土拌合物的坍落度损失,提高混凝土拌和物的保水性,减少混凝土拌和物的离析和泌水。经对几种外加剂按照配合比设计进行试配比较,本工程选用减水剂为山西格瑞特GRT- HPC聚羧酸盐高性能减水剂, 掺量为胶凝材料重量的1.1%,减水率为30%,泌水率比48%,28天抗压强度比143%。
5、混凝土配合比设计方法
高强混凝土配合比设计按原材料品质、设计强度等级、耐久性以及施工工艺对工作性能的要求,参照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ/T F50-2011)的要求进行。
5.1 试配强度的确定:
根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)规定,混凝土的试配强度应不低于设计强度的1.15倍,故该混凝土配制强度确定为69Mpa。
5.2 水胶比
水胶比是决定混凝土强度的主要参数,应使用低的用水量和低的水胶比,这是高强混凝土设计的一个重要原则,水胶比宜控制在0.28~0.33范围内。根据以上设计原则,结合工程实践与试验初步选择水胶比为0.30~0.32 进行混凝土性能试验。
5.3选择胶凝材料用量
配制高强混凝土所用的硅酸盐水泥量不宜超过500kg/m3,水泥与掺合料的胶结材料总量宜控制480~560kg/m3范围内。为提高混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性和抗裂性能,宜适量掺加优质的粉煤灰,其最佳用量应根据混凝土的性能通过试验确定。
5.4 计算用水量
根据初选的水胶比和胶凝材料用量计算用水量,当流动性不能满足设计要求时,再通过调整减水剂品种或掺量加以调整。
5.5外加剂掺量确定
外加剂的最佳掺量应通过混凝土试配结果确定的,根本的原则是在满足混凝土性能要求的前提下,采用最低掺量。生产厂家提供的的掺量,须通过混凝土试配确定外加剂的合理掺量。本工程选用的是山西格瑞特GRT-HPC聚羧酸盐高性能减水剂, 掺量为胶凝材料重量的1.1%。
5.6 确定砂率
砂率一般可根据胶凝材料总量、粗细骨料的颗粒级配及混凝土泵送要求等因素来确定,高强泵送混凝土的砂率宜控制在35~42% 范围内。本工程考虑到 C60 混凝土胶凝材料用量较大、用水量较少,砂率取中初步选用38%,并通过试验确定最优砂率。
5.7计算砂石用量
在实际工程中,混凝土配合比设计通常采用质量法,对于C60高强混凝土的计算湿表观密度一般取2500kg/m3,根据上述所选胶凝材料用量、用水量及确定的砂率,计算砂、石用量。
5.8 混凝土试配与调整
5.8.1 试配。试配用的粗、细骨料称量均以干燥状态为基准,搅拌方法应尽量与施工时相同,试配时每盘混凝土的用量不应少于15L。
5.8.2和易性调整。当实测混凝土坍落度小于或大于设计要求,可保持水灰比不变,增加或减少适量水泥浆;如出现粘聚性和保水性不良,可适当提高砂率;直到满足施工要求的和易性。同时测定混凝土拌合物的实际表观密度,此满足和易性的配比作为供检验强度的基准配合比。
5.8.3 强度检验。采用三个不同配合比的水胶比,其中一个为基准配合比,考虑到高强混凝土水胶比变化比一般强度等级混凝土敏感,另外两个配合比的水胶比值,较基准配合比分别增加及减少0.02,制作试件,进行抗压强度和弹性模量的试验。
5.9 确定试验室理论配合比
通过三个不同配合比对应的混凝土拌合物的性能、抗压强度以及弹性模量试验结果,选择一个最佳的配合比作为试验室理论配合比。三组配合比材料用量及试验结果详见下表1:
表1三组配合比材料用量及试验结果
根据 C60高强混凝土对工作性、抗压强度、可泵性的要求,并结合表1的试验结果,最终选取编号02的配合比为最佳配合比。
6、C60高强混凝土配合比验证
最佳配合比确定后, 采用工程实际使用的原材料用该配合比拌合混凝土,进行6次重复试验验证拌合物的和易性、可泵性、表观密度、坍落度及扩展度损失检测,并成型6组试件测试混凝土各龄期的抗压强度。C60高强混凝土最佳配合比生产验证检测结果如表2
表2 C60高强混凝土最佳配合比生产验证检测结果
对配比编号02的C60泵送混凝土配合比的7次重复试验结果进行汇总分析表明,混凝土的坍落度均值为230mm, 60min后坍落度均值为225mm,扩展度均值为640mm,容重均值为2430kg/ m3,凝结时间均值符合要求,可泵性良好,28天抗压强度均值为7112MPa,28天强度标准离差均值为2.3MPa,结果表明该配合比是稳定可行的。因此选用02配合比用于C60泵送混凝土施工。
7、泵送混凝土施工过程质量控制
7.1加强原材料控制
混凝土中的原材料的质量直接影响混凝土的质量,应严格控制原材料的相关性能指标,尤其是加强对砂石料的筛分检测,根据砂子细度模数(或砂中砾石含量)和石子粒径变化,及时调整砂率和石子比例,确保混凝土和易性。
7.2加强计量和搅拌时间控制
高强混凝土的计量控制比普通混凝土的计量控制更为严格,在生产时,砂石的计量误差控制在±2%以内,水泥、外加剂、掺合料、水的计量误差控制在±1%以内。搅拌时应注意外加剂的投入时间, 应在细骨料与胶凝材料充分拌和后再加入, 而不能使其与水泥接触, 否则将严重影响混凝土的质量并导致离析。搅拌时间不低于 3min,以保证搅拌物均匀。
7.3严格控制混凝土坍落度
施工过程中应经常实测搅拌机和泵管出口混凝土坍落度, 做到每车混凝土出厂前必须检查坍落度及和易性,坍落度及和易性不合格的混凝土不准出站。
7.4把好混凝土的运输关
从搅拌站到施工现场的运输主要应解决好坍落度损失问题。这就需要搅拌站和施工现场之间密切配合。在运送过程中,混凝土车滚筒必须慢速转动,以免混凝土发生离析;到达工地施工现场后,在泵送前,快速转动运输车的滚筒,使混凝土搅拌均匀后再卸料入泵;如果现场坍落度小于180mm,可加入少量的高效减水剂,快速转动2min后再卸料,严禁工地施工人员随意加水。
7.5施工浇筑、振捣控制
根据工程特点、施工环境与施工条件设计浇筑方案,并做好技术交底工作。同时应加强混凝土振捣工作,防止过振、欠振和漏振,振捣时应快插慢拔, 每点振捣时间以混凝土表面呈现浮浆和不再沉落、不再冒气泡为止, 振捣应连续进行,确保不出现蜂窝麻面。
7.6 强度性能检验现场
浇筑混凝土的同时,应制作同条件养护试块和标准养护试块,供拆模和结构实体强度的验收。混凝土试件成型应具有代表性、真实性;
7.7 混凝土养护控制
混凝土浇筑完毕后,立即进行养护,泵送混凝土比普通混凝土更应加强养护,因其胶凝用量大,坍落大等易出现干缩裂缝,必须加强早期养护,并建立养护制度,保证养护时间。
8、应用效果
C60高强泵送混凝土在生产应用过程中,坍落度稳定,1h内坍落度损失很小只有30mm,流动性、粘聚性、可泵性良好,泵送压力正常,抗压强度符合设计要求。在泵送过程中未出现堵管等不良现象,混凝土表面平整,未出现裂纹、蜂窝麻面等不良缺陷。按《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107-2010,混凝土强度评定合格。
9、结语
通过采用掺聚羧酸盐高性能减水剂、粉煤灰及优化配合比等措施,使高强混凝土的坍落度损失减少、提高其可泵性,减少其水化热,确保了泵送混凝土质量。在生产应用过程中,通过对原材料、计量和搅拌时间、出厂坍落度、运输、浇筑泵送过程、现场质量检验采取了有效措施,实践证明该工程悬浇箱梁C60高强泵送混凝土能满足设计、施工质量要求。
参考文献
《公路桥涵施工技术规范》 JTJ/T F50-2011