貴州機制砂地方標準

..XX省地方標準《XX省高速公路機制砂高強混凝土技術規(guī)程》規(guī)程編制組二○○七年十二月前言根據(jù)XX省建設廳文件黔建科標通[2006]467號"關于下達《XX省高速公路機制砂高強混凝土技術規(guī)程》編制任務的通知"要求,制訂本規(guī)程。本規(guī)程是在進行廣泛調查研究,總結應用經(jīng)驗,參照國內外有關標準、規(guī)程和規(guī)范,征求有關單位意見,對技術關鍵進行驗證試驗,并在應用基礎上制訂的。本規(guī)程的主要內容有：1.總則,2.術語及符號,3.基本規(guī)定,4.原材料,5.混凝土技術性能,6.配合比設計,7.施工,8.混凝土質量檢驗和驗收；附錄A：防止機制砂高強混凝土發(fā)生堿骨料反應技術措施；附錄B：機制砂高強混凝土結構設計原則；附錄C：原材料及混凝土試驗方法。本規(guī)程由XX省建設廳歸口管理,由主編單位XX高速公路開發(fā)總公司、中國建筑科學研究院和XX省交通科學研究院負責具體解釋。本規(guī)程在使用過程中,如發(fā)現(xiàn)需要修改和補充之處,請將意見和資料函寄解釋單位。本規(guī)程主編單位：XX高速公路開發(fā)總公司,聯(lián)系地址：XX省XX市北京路266號,XX高速公路開發(fā)總公司總工程師辦公室,郵編：550004；中國建筑科學研究院,聯(lián)系地址：北京北三環(huán)東路30號,郵編：100013；XX省交通科學研究院。本規(guī)程參編單位：中交公路規(guī)劃設計院。本規(guī)程主要起草人員：任仁、梅世龍、冷發(fā)光、丁威、凌建明、康厚榮、費小申、余崇俊、陳才琳、彭運動、周平、汪金育、阮有力、田冠飛、孫會元、張仁瑜、韋慶東、吳大鴻、周永祥、石連富、嚴敏1總則本標準的制定對XX高速公路領域機制砂高強混凝土技術及其應用水平、機制砂高強混凝土工程質量都具有重要意義?！豆窐蚝┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTJ041規(guī)定強度等級大于C50的混凝土為高強混凝土,對機制砂高強混凝土尚無具體規(guī)定。事實上,當前XX在實際工程中采用的機制砂高強混凝土強度等級主要是C50,而C60機制砂高強混凝土已經(jīng)十分少見,至于大于C60強度等級的機制砂混凝土,當前尚未采用,而且在今后相當一段時期內尚不會大規(guī)模采用,因此本規(guī)程內容集中在當前和今后將大量采用并具有發(fā)展?jié)摿Φ腃50~C60強度等級范圍的機制砂高強混凝土。試驗研究已證明,在這一強度等級范圍內,機制砂混凝土具有優(yōu)越的綜合技術性能和經(jīng)濟性,綜合技術水平超出目前較低強度等級或更高強度等級的機制砂混凝土,對公路橋涵混凝土工程具有重要意義。本標準反映了XX省高速公路領域機制砂高強混凝土的技術特點和地方特色,在實際工程中,本規(guī)程作出規(guī)定的,按本規(guī)程執(zhí)行；為了減少與相關標準重復,未作出規(guī)定的,按給出的相關標準執(zhí)行。本規(guī)程與相關標準、規(guī)范和規(guī)程是協(xié)調的。2術語和符號本章列出的術語與有關國家現(xiàn)行標準規(guī)范是協(xié)調的。本章列出的符號主要涉及配合比設計,與《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041參照的《普通混凝土配合比設計規(guī)程》〔JGJ55一致。3基本規(guī)定詳見附錄B和附錄A。許多重要的大型建設工程項目都是這樣做的,實踐證明是非常必要的。本條規(guī)定是目前工程中比較普遍和合理的做法。4原材料4.1一般要求～4.1.3規(guī)定了采用原材料重要環(huán)節(jié)的檢驗,檢驗時尤其應注意樣品應出自批量應用的產(chǎn)品,并具有代表性。檢驗批量與相關國家現(xiàn)行標準基本一致。檢驗的技術指標與相關國家現(xiàn)行標準基本一致。原材料之間的適應性方面,主要是外加劑與水泥等原材料的適應性,應經(jīng)試驗確認。4.2水泥原六大水泥標準已修訂整合為一本《通用硅酸鹽水泥》〔GB175標準。立窯多為水泥廠采用,技術水平和產(chǎn)品質量穩(wěn)定性不如旋窯和新型干法窯?！锻ㄓ霉杷猁}水泥》〔GB175已取消了P.O32.5級水泥,其它品種的32.5級水泥內摻混合材比例高,且膠砂強度較低,用于配制機制砂高強混凝土不合理；其它品種的42.5級水泥,內摻混合材比例上限規(guī)定與32.5級水泥相同,因此,不如內摻混合材上限為20%的P.O42.5級水泥用于機制砂高強混凝土的技術靈活性和經(jīng)濟合理性。即便采用P.O42.5級水泥配制機制砂高強混凝土,水泥28d膠砂強度也不宜太低,否則涉及水泥用量問題而不利于控制機制砂石粉含量較高帶來的影響。見附錄A.1.4。水泥生產(chǎn)時,原料中的氯離子在熟料燒成過程大部分揮發(fā),殘留氯離子含量很少,課題組檢測的一些水泥都小于0.03%,尤其是重要工程采用的大廠生產(chǎn)的水泥,氯離子含量控制在0.02%是易于做到的。嚴格控制水泥中氯離子含量有利于避免水泥生產(chǎn)過程中熟料燒成后粉磨時可能摻入的不良材料。在供貨緊張時,散裝水泥運到攪拌站輸入儲罐時,經(jīng)常會溫度過高,如立即采用,會影響混凝土性能,應引起充分注意。工程過程中,水泥供應斷檔影響甚大,不言而喻。對于大型工程,應保證外觀色澤一致性?！豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTGF30對用于水泥混凝土路面的水泥有專門規(guī)定。4.3機制砂本條給出了機制砂需要檢驗的項目和執(zhí)行的試驗方法標準。其中,《公路工程集料試驗規(guī)程》<JTGE42>中無骨料堿活性快速試驗方法和堿-碳酸鹽活性試驗方法,因此,本條提出相關的標準供采用。工程一般時間緊迫,有必要納入骨料堿活性快速試驗內容；XX地區(qū)巖石多含白云巖,有必要納入堿-碳酸鹽活性試驗方法內容。避免采用堿活性骨料,是防止混凝土堿骨料反應最好的方法。規(guī)定在機制砂高強混凝土工程中采用非堿活性骨料是可行的,因為課題組調研和檢驗結果表明在XX省采用非堿活性骨料易于實現(xiàn)。標準篩改為方孔篩,級配情況基本不變。Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)級配與國家現(xiàn)行標準一致,已為國內機制砂混凝土應用所接受；而國家現(xiàn)行標準中Ⅲ區(qū)級配不利于泵送機制砂高強混凝土的配制,所以未納入；本規(guī)程采納了XX省地方標準《山砂混凝土技術規(guī)程》〔DBJ22—016的Ⅰ區(qū)級配,因其跨越了國家現(xiàn)行標準的Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū),以及0.30mm篩上累計篩余跨越了國家現(xiàn)行標準的Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū),故稱之為混區(qū)級配?！渡缴盎炷良夹g規(guī)程》〔DBJ22—016的Ⅰ區(qū)級配,針對機制砂研究比較充分,科研基礎扎實,并經(jīng)過十幾年的成功采用,比較符合地方實際情況,可用于較高強度的混凝土,但這次采納時,將0.15mm篩上累計篩余下限從70%提高到85%,進一步控制和改善機制砂一般粗顆粒多,細粉多,而中間顆粒少的情況?！豆窐蚝┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTJ041規(guī)定高強泵送混凝土用砂的細度模數(shù)為2.6～2.9,考慮到機制砂與河砂的差距,上限放寬到中砂上限是較為合理的,從調研的工程情況來看,上限定為3.0還是偏嚴,所以采用了"宜"字,表示有可選性?！豆窐蚝┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTJ041規(guī)定了含泥量,而機制砂主要是石粉含量,與含泥量本質不同。機制砂主要是含石粉,而混合在石粉中的泥土含量可按《普通混凝土用砂、石質量標準及檢驗方法》中亞甲藍試驗判定是否合格。石粉可作為惰性摻合料,含量得當,應無大礙,驗證試驗已充分證明。結合亞甲藍試驗,石粉含量宜按《普通混凝土用砂、石質量標準及檢驗方法》〔JGJ52取值,但對XX省高速公路工程調研表明,這一指標仍太嚴,與日美相當,英澳等國則較寬。對于C50和C55機制砂混凝土,只要膠凝材料總量不大于470kg/m3,即便機制砂中石粉含量達到10％,混凝土中細粉含量的上限也不會超過550kg/m3,《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041規(guī)定的膠凝材料總量上限是550～600kg/m3；有關的其它標準大都為550kg/m3,因此,應是安全的。采用這種控制方法的主要理由為：1.驗證試驗證明,對拌合物性能和抗壓強度無明顯影響。2.C50、C55機制砂混凝土水泥用量和膠凝材料總量均不低,水膠比也不高,驗證試驗表明,密實度較好,對耐久性無負面影響。3.使細粉含量總體不超過550kg/m3,對混凝土收縮徐變等性能不會起到負面作用,驗證試驗也已表明這點。因此,可解決指標偏嚴的問題,也可保證混凝土性能水平。機制砂堅固性的意義在于抵抗環(huán)境及外力等因素作用的能力,應與機制砂高強混凝土較高的性能水平相匹配,從而有利于滿足較高的使用條件的要求。一般情況下,制作粗細骨料都是采用同料場的巖石?！豆窐蚝┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTJ041無機制砂壓碎指標值的規(guī)定,壓碎指標值采納《普通混凝土用砂、石質量標準及檢驗方法》〔JGJ52關于機制砂壓碎指標值的規(guī)定。機制砂有害物質限值與《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041一致?！豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTGF30對用于水泥混凝土路面用砂有專門規(guī)定。4.4粗骨料本條規(guī)定了粗骨料為碎石,以及檢驗項目和執(zhí)行的試驗方法標準。由于本規(guī)程規(guī)定的碎石是用于水泥混凝土,因此,壓碎值指標試驗方法應按《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》〔JGJ52的規(guī)定執(zhí)行。《公路工程集料試驗規(guī)程》〔JTGE42規(guī)定的方法適用于瀝青路面和基層,若采用相關關系式換算,不如直接試驗合理。標準篩改為方孔篩,篩孔尺寸相應變動?！豆窐蚝┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTJ041對高強混凝土用粗骨料最大粒徑不宜大于25mm的規(guī)定,對于河砂混凝土是可以的。由于骨料粒徑對混凝土變形性能有影響,考慮到提高機制砂高強混凝土抗變形性能,以及XX省高速公路重大項目的調研情況,本標準規(guī)定粗骨料最大粒徑為31.5mm。采用兩或三個粒級混合配制連續(xù)級配粗骨料比較易于控制級配及其穩(wěn)定性,但混合前的粒級級配應符合標準要求?；旌吓渲朴嬎闶綖椋夯旌侠塾嫼Y余＝大石累計篩余*混合比例+小石累計篩余*混合比例。技術指標與《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041一致。巖石強度試驗遠不及壓碎值試驗方便和經(jīng)濟,因此,工程中宜采用壓碎值試驗進行質量控制。本條規(guī)定與《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041一致?！豆窐蚝┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTJ041規(guī)定高強混凝土用粗骨料針片狀顆粒含量應小于5%,對保證泵送機制砂高強混凝土性能非常有利。但對非泵送機制砂高強混凝土,針片狀顆粒含量在8％以內影響不大?！镀胀ɑ炷劣蒙啊⑹|量標準及檢驗方法》〔JGJ52對針片狀顆粒含量控制較寬,C30～C55為不大于15％；C60以上為不大于8％；另外,《建筑用卵石、碎石》放得更寬,不贅述。因此,既便本規(guī)程規(guī)定非泵送機制砂高強混凝土針片狀顆粒含量不大于8％,但仍是較嚴的?！?.4.9這兩條規(guī)定與《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041規(guī)定一致?！豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTGF30對用于水泥混凝土路面用粗骨料有專門規(guī)定。4.5外加劑外加劑及其應用應符合相關標準的規(guī)定。高效減水劑減水率太低,不宜配制高強混凝土。調研表明,XX地區(qū)主要采用是XX外加劑廠生產(chǎn)的萘系FDN高效減水劑和XX黃騰外加劑廠生產(chǎn)的萘系UNF高效減水劑。經(jīng)檢驗驗證,兩者的減水率都高于18%,分別為21%和19%。本規(guī)程規(guī)定采用高效減水劑的減水率不小于18%,對生產(chǎn)廠保證高效減水劑質量和保證混凝土性能是必要的。外加劑檢測試驗表明,聚羧酸系高效減水劑的減水率約30%,遠遠高于其它類型的高效減水劑,同時,抗壓強度比、收縮率、堿含量、氯離子含量以及固體摻量等也都優(yōu)于萘系高效減水劑,因此,適用于泵送機制砂高強混凝土。目前在性價比方面可以接受。聚羧酸系高效減水劑會出現(xiàn)中性偏酸性,比如本驗證試驗研究采用的聚羧酸高效減水劑pH值為6.18,與萘系高效減水劑偏堿性截然不同,但應是安全的。理由是,目前國家現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定預應力混凝土用水的pH值下限為5.0,遠低于6.18,《XX省高速公路機制砂高強混凝土技術規(guī)程》鑒于XX巖石多石灰?guī)r和含白云巖,又根據(jù)調研檢驗的XX水質條件較好,規(guī)定混凝土用水pH值大于6.0,也進一步加強了采用聚羧酸高效減水劑的安全性。另外,高效減水劑摻量小,對混凝土堿度幾乎沒有影響。因此,課題組認為采用聚羧酸高效減水劑在XX省配制機制砂高強混凝土是安全的。高效減水劑的保塑性需復配技術,應由外加劑生產(chǎn)廠保證。外加劑與水泥之間的適應性非常重要,對混凝土工程影響很大,可通過對混凝土拌合物性能和力學性能的試驗檢驗是否滿足工程要求。一般小廠購買母料后復配,技術水平和各方面條件差,產(chǎn)品質量得不到保證。在工程中,通常是外加劑應服從水泥等原材料的適應性要求,供應商如不能滿足這一要求即意味著出局。4.6礦物摻合料在機制砂混凝土中摻入適量的、符合質量要求的礦物摻合料,有利于改善混凝土的技術性能和經(jīng)濟性。粉煤灰和?；郀t礦渣粉已有相應的產(chǎn)品標準；磨細粉煤灰可按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》〔GB/T1596執(zhí)行,也可按《高強高性能混凝土礦物外加劑》〔GB/T18736執(zhí)行,后者對磨細粉煤灰有專門規(guī)定,并多了有關氯離子含量、活性指數(shù)等規(guī)定,有進一步指導意義,但兩本標準并不矛盾；已經(jīng)報批的新編標準《礦物摻合料應用技術規(guī)范》〔GB/T－對磷渣粉的產(chǎn)品技術指標已作出規(guī)定,可以作為技術依據(jù)。對于一些較大的橋梁等工程,對混凝土外觀有一定的要求,如采用的粉煤灰顏色較深和不均勻,會影響外觀。如果工程中明顯改變摻合料,混凝土性能會受到影響,重新調整配制方案對工程也會有影響,因此不宜改變摻合料情況。對于泵送機制砂高強混凝土,尤其是大高程泵送,摻加適量質量符合要求的粉煤灰是必要的,調研實際情況已經(jīng)如此。調研表明,年發(fā)電能力較大的電廠并近期投資建立粉煤灰分選生產(chǎn)線產(chǎn)出的粉煤灰,可達到接近Ⅰ級灰水平；驗證試驗表明,檢驗的幾家電廠的粉煤灰,細度、需水量比和燒失量三項指標中均僅有一項為Ⅱ級指標,其它均達Ⅰ級指標。實際上,目前某些工程采用的所謂Ⅰ級灰,實際上也是較高水平的Ⅱ級灰。C類粉煤灰為高鈣灰,由于潛在的游離氧化鈣問題,技術安全性和穩(wěn)定性不及F類粉煤灰?！队糜谒嗪突炷恋姆勖夯摇贰睪B/T1596中未規(guī)定氯離子含量,故本款補充規(guī)定。在比表面積、含水量和流動度比方面,磷渣粉和礦渣粉要求應一致,向《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》〔GB/T18046看齊,試驗證明在這些方面,磷渣粉與礦渣粉差異不大。在氯離子含量方面,本標準比磷渣粉和礦渣粉規(guī)定的0.02%嚴,但易于做到。在28d活性指數(shù)方面,應考慮到磷渣粉不如礦渣粉。單摻礦渣粉或磷渣粉的混凝土性能不及與粉煤灰復合使用的性能,尤其是施工性能方面,造價也略高。必要的規(guī)定。4.7水調研和驗證試驗表明,所檢驗的具有代表性的6個水樣的pH值4個為7.0,各有1個分別為6.8和6.9。鑒于XX巖石多為石灰?guī)r和白云巖,又根據(jù)調研檢驗的XX水質條件,采用pH值大于6.0〔規(guī)范是5.0的水是有益的,也是可行的。采用pH值大于6.0的水,也進一步加強了采用聚羧酸高效減水劑〔本試驗研究采用的上海麥斯特聚羧酸高效減水劑pH值6.18的安全性?！痘炷劣盟畼藴省贰睯GJ63規(guī)定得系統(tǒng)全面,《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041規(guī)定得過于簡單。5混凝土技術性能5.1拌合物性能列出的拌合物有關性能是施工需要掌握和控制的主要性能,《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》〔JTGE30中未列入擴展度試驗方法,《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》〔GB/T50080有此試驗方法。對于高強泵送機制砂混凝土,試驗研究和工程實踐都表明,在給出的坍落度、擴展度和坍落度損失范圍內,加之不離析、不泌水及不粘底,即能較好地滿足泵送施工要求和硬化混凝土的各方面性能,并對工程有相當強的適應性。對于由商品攪拌站生產(chǎn)的非泵送機制砂高強混凝土,需采用罐車運輸,出罐的最低坍落度約為90mm,否則出罐困難。另外,由于調度、運輸、泵送前壓車等情況的影響,坍落度需有一定的富余。而對于現(xiàn)場預拌混凝土攪拌站生產(chǎn)的混凝土,不存在商品攪拌站存在的上述情況,且控制水平也略低,坍落度滿足澆筑成型工藝要求即可。5.2力學性能～5.2.2國家現(xiàn)行規(guī)范關于普通混凝土力學性能的規(guī)定,適用于機制砂混凝土,已為工程接受多年。本條給出工程中主要控制的力學性能及其試驗方法?？箟簭姸葢础豆窐蚝┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTJ04111.11.3條第1款評定,但今年國標《混凝土強度檢驗評定標準》〔GBJ107－87已修訂,《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041中采用的兩組公式都做了改動,因此,《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041也將隨之改動。因此,本標準將兩本標準同時作為依據(jù)：當國標發(fā)布后,以國標為準；當《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041隨之修訂后,按《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041執(zhí)行。由于膠凝材料和外加劑技術以及混凝土技術的發(fā)展,混凝土密實度提高,混凝土彈性模量也相應提高,因此,目前混凝土彈性模量都大大超出設計時混凝土強度等級相應的彈性模量取值。按《公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范》〔JTGF30規(guī)定的原材料及其配制技術,能夠在C50～C60強度等級范圍內配制出彎拉強度為6MPa的機制砂高強混凝土?！豆匪嗷炷谅访嬖O計規(guī)范》〔JTGD40F.3給出的參考值為：與抗壓強度48.4MPa相應的彎拉強度為5.5MPa；對于重交通及其以上等級的水泥混凝土路面,施工應控制混凝土彎拉強度不低于6MPa。5.3長期性能《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》〔JTGE30規(guī)定了干縮性試驗方法,但無徐變試驗方法,因此按《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》的規(guī)定執(zhí)行。試驗研究表明,按標準試驗方法進行的、綜合性能較好的C50～C60泵送機制砂高強混凝土的360d干縮率可控制4.9×10-4以內,可以滿足《公路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》〔JTGD62表6.2.7的要求。試驗表明,泵送機制砂高強混凝土徐變系數(shù)終極值可以控制在2.20以內,也可以滿足《公路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》〔JTGD62表的要求。為配合本標準的編制,課題組于今年制做了干燥收縮和徐變試件進行進一步驗證試驗,目前尚未到對試驗結果進行分析的時間和程度,有關試驗數(shù)據(jù)可供本規(guī)程將來修訂時參考。5.4耐久性能本條列出工程中主要控制的耐久性項目。抗凍、抗?jié)B試驗方法執(zhí)行《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》〔JTGE30；堿骨料反應、抗裂、碳化和抗硫酸鹽試驗方法執(zhí)行《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》。避免堿骨料反應可以通過采用非堿活性骨料和控制混凝土中堿含量等技術措施來實現(xiàn),具體可詳見附錄A—預防機制砂高強混凝土發(fā)生堿骨料反應技術措施?？沽言囼灧椒ㄊ切铝腥雵覙藴实男路椒?進行對比試驗的敏感性良好,可較好地實現(xiàn)控制裂縫的目的。根據(jù)目前試驗結果分析,本標準規(guī)定為單位開裂面積不宜大于700mm2/m2。由于用詞為"不宜大于",所以保留了可能超出的余地,主要是目前仍存在比較廣泛使用萘系高效減水劑配制C50機制砂混凝土的情況。碳化深度控制在小于10mm,是考慮到大橋和特大橋等重要工程設計基準期為100年?？沽蛩猁}性能十分重要,XX地區(qū)是酸雨地區(qū),抗硫酸鹽性能達到按標準規(guī)定的5％Na2SO4溶液干濕循環(huán)150次,可有良好的抗酸雨腐蝕的能力,同時,也具有良好的抗土壤腐蝕的能力。試驗表明,機制砂高強混凝土抗?jié)B性能一般遠遠超過S12。因此,用氯離子滲透<庫侖電量,C>試驗方法評價混凝土密實性和抵抗有害介質的侵蝕能力具有重要意義。采用國際上認可和采用的ASTMC1202方法,我國《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》〔GB-報批稿已經(jīng)納入這一方法。該方法的評判指標列于條文說明表。對于XX高速公路情況,將氯離子滲透控制在低的水平檔比較合適。試驗表明,機制砂高強混凝土的抗凍性能可達F200以上,而對于XX地區(qū),這已經(jīng)足夠了。就XX一般地區(qū)而言,對抗凍性沒有要求。并非列出的耐久性項目都是工程中的控制指標,而是依設計而定。但機制砂高強混凝土應該達到表5.4.2的指標。一般結構設計規(guī)范和施工規(guī)范將氯離子含量、堿含量、最大水膠比、最小水泥用量和最大粉煤灰用量等內容與混凝土耐久性能在一起規(guī)定。但這些屬于混凝土配合比的內容范圍,將其放在配合比設計一章里更為合理。但畢竟是關于耐久性的規(guī)定,故在本節(jié)設此一條。6配合比設計6.1基本要求《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ04111.9.3條是針對高強混凝土配合比的。配合比設計不僅應符合技術要求,還應經(jīng)濟合理。對于水泥混凝土路面工程,混凝土配合比設計應執(zhí)行其專有標準。根據(jù)《公路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》〔JTGD62環(huán)境條件分類,又結合機制砂高強混凝土的技術性能〔比如抗凍達到F200沒有問題,完全可滿足XX任何地區(qū)最低溫度情況要求。將環(huán)境條件簡化為兩類。最大水膠比為0.38,《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041的要求,且可以滿足耐久性要求。最小水泥用量為330kg/m3,考慮了《通用硅酸鹽水泥》〔GB175標準將P.O水泥混合材摻量的放寬到20％,以及其它硅酸鹽水泥中混合材摻量較高的因素。根據(jù)試驗研究,采用接近15％混合材摻量的P.O42.5水泥配制的機制砂高強混凝土,水泥用量約327kg/m3時,Ⅱ級粉煤灰摻量109kg/m3〔25％,碳化深度約8mm,可?！?0mm的耐久性要求。對于礦物摻合料最大取代水泥量,鑒于公路系統(tǒng)對此始終持慎重態(tài)度,進行了雙控：即不超過25％,以及礦物摻合料和水泥混合材總量不得超過該種水泥規(guī)定的混合材最大摻量,從而減小了采用不同水泥帶來的耐久性能的差異。同時,由于機制砂中石粉含量多,客觀上也是摻合料,因此,對于機制砂高強混凝土中礦物摻合料最大取代水泥量應嚴格控制。機制砂高強混凝土多用于重要結構,且XX氣候潮濕,混凝土鋼銹問題嚴重,氯離子含量宜從嚴控制。對于本規(guī)程Ⅰ類環(huán)境,比國家現(xiàn)行標準0.3％的規(guī)定較為嚴格是必要的；對于本規(guī)程Ⅱ類環(huán)境,與國家現(xiàn)行標準一致。由于已規(guī)定采用非堿活性骨料,因此,混凝土中堿含量控制在3kg/m3以內是足夠安全的。但是,對于膠凝材料總量約為400～500kg/m3的機制砂高強混凝土,水泥、摻合料〔國家現(xiàn)行標準均未規(guī)定有效堿的計算和外加劑等原材料中的總堿含量控制在3kg/m3以內也是不容易的,由于規(guī)定采用非堿活性骨料,所以用"不宜大于3kg/m3",表示有選擇余地。應采用材料干燥狀態(tài)下的質量作為基準。目前,對于結構混凝土的耐久性日益重視,配合比設計過程中僅就強度進行試驗顯然是不夠的,因此,本規(guī)程規(guī)定應對設計要求的耐久性能也進行試驗驗證,與強度驗證同樣重要,當然,還有施工性能等。對于一個工程,尤其是重大工程,僅幾組強度試驗就確定使用方量巨大的結構材料的配合比,有些輕率,這一做法應有所改觀。技術審核和批準制度是必須的。6.2配制強度的確定《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041規(guī)定配制強度為該強度等級的1.15倍。配制強度大于設計強度等級1.15倍的計算值,與配制強度大于設計強度等級加上1.645倍強度標準差〔σ值的計算值〔按σ無歷史資料,C50取5MPa,C60取6MPa很接近。因為機制砂生產(chǎn)控制和質量控制水平波動較大,機制砂等原材料因地區(qū)而不同,高速公路施工變化大,施工方式也有所不同,因此,影響到混凝土強度波動也較河砂混凝土〔C50和C60河砂混凝土在無歷史資料情況下,σ一般取6MPa大,也不易取到合理的混凝土強度標準差〔σ值,因此,配制強度為該強度等級1.15倍的控制就顯略低。6.3配合比設計參數(shù)的選擇表6.3.1是近年工程經(jīng)驗和驗證試驗研究的總結。在一定范圍內選擇合理的水膠比和技術經(jīng)濟較為合理的膠凝材料總量,通過試配調整進行選擇和確定配合比設計參數(shù),進而計算配合比,已是現(xiàn)今較為通行的做法,特別是對于機制砂高強混凝土,在對水泥、礦物摻合料、機制砂、粗骨料和外加劑等原材料已嚴格要求的前提條件下,配合比設計參數(shù)的可選擇范圍已經(jīng)比較有限,使得上述做法簡易有效。對于6.3.1,說明如下：1．關于水膠比范圍。目前工程中通常參照采用的《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55計算公式計算初步水灰比,按一般批量供應水泥的膠砂強度為50～55MPa,配制強度取設計強度等級的1.2倍,則《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55計算公式計算水灰比范圍為：C60為0.31～0.34；C55為0.34～0.37；C50為0.37～0.41。但該計算公式未包括C60、摻粉煤灰,和水灰比小于0.4的混凝土,且主要針對塑性混凝土。課題組經(jīng)驗證試驗研究,給出水膠比范圍為：C60為0.30～0.36；C55為0.32～0.38；C50為0.32～0.38。經(jīng)驗證試驗給出的水膠比范圍不僅涵蓋了JGJ55公式計算范圍〔C50大于0.38水灰比除外,而且包括了摻粉煤灰、水灰比小于0.4的混凝土,以及泵送混凝土。驗證試驗研究也表明,水膠比對混凝土強度等性能的影響非常明顯。0.41水膠比的抗壓強度處于C50混凝土配制強度邊緣,如水泥膠砂強度略低、水泥混合材比例從15%提高到20%等因素變化,混凝土抗壓強度不易滿足。尤其是較高的水膠比會使收縮和徐變增大,這對于機制砂高強混凝土是一個非常值得重視的問題。因此,控制機制砂高強混凝土水膠比不大于0.38,有利于保證混凝土強度、長期性能和耐久性能,也比較符合工程實際情況。2．關于膠凝材料用量范圍。在水膠比、水泥品種、摻合料限定的情況下,增加膠凝材料用量對強度影響不大,而膠凝材料用量小的有效水膠比反而因為骨料對水分的占有相對略高；但會明顯影響拌合物性能,這是因為同水膠比膠凝材料用量變化,用水量和總漿體量會變化。因此,同水膠比膠凝材料用量變化會關系到其它材料〔尤其是外加劑用量,明顯影響到成本。重要的是,對于機制砂高強混凝土,控制膠凝材料用量十分重要：一方面通常機制砂石粉含量較高,如果膠凝材料用量較高,加上骨料中的石粉含量,會導致混凝土中總粉體過高,影響到收縮徐變等變形性能；另一方面,總粉體量過高,會引起開裂導致耐久性問題。另外,混凝土耐久性也與膠凝材料用量中水泥比例有關。對于機制砂混凝土,不可避免石粉含量較高,為了減少收縮和開裂,宜將石粉含量作為惰性摻合料加以考慮,加上膠凝材料總量,總共不超過550kg/m3,視為比較安全。鑒于上述考慮,課題組結合《XX省高速公路機制砂高強混凝土技術規(guī)程》擬定的機制砂石粉含量限值〔見本標準表,經(jīng)驗證試驗推薦表6.3.1的膠凝材料用量范圍。3．關于礦物摻合料用量范圍。由于高速公路系統(tǒng)對在混凝土中摻用礦物摻合料一直持慎重態(tài)度,因此,本標準礦物摻合料最大摻量是十分保守的。大量研究表明,本標準規(guī)定的礦物摻合料在一定的摻量范圍內,有利于改善機制砂混凝土的性能,但過大摻量,卻適得其反,尤其是用于石粉含量較高的機制砂混凝土,所以對礦物摻合料用量范圍進行限定。目前的限定,是結合新報批的《通用硅酸鹽水泥》〔GB175擬定的。本標準給出礦物摻合料最大摻量25%,是建立在礦物摻合料最大摻量尚應保證礦物摻合料與水泥中混合材用量之和不得超過該種水泥規(guī)定的最大混合材摻量這一規(guī)定的基礎之上。舉例：如果PO42.5水泥中粉煤灰含量小于15%,則外摻粉煤灰可達25%；如水泥中粉煤灰含量大于15%,則應控制水泥內外粉煤灰總量不大于40%,依據(jù)是粉煤灰硅酸鹽水泥中粉煤灰限量為40%和復合硅酸鹽水泥中混合材限量為50%。如果同時摻用粉煤灰、磨細礦〔磷渣等,可按上述舉例情況類推?？傊?25%的礦物摻合料最大摻量是建立在粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥中混合材最大摻量的依據(jù)之上的。已有的研究成果和工程實踐也都表明P.O42.5水泥結合25%摻量的礦物摻合料會取得良好的技術經(jīng)濟效果。4．關于砂率范圍。與河砂相比,機制砂級配較差,細度模數(shù)較大,通常采用砂率略高。但采用符合標準要求的機制砂,無論是試驗研究,還是工程調查,上限基本都控制在45%以內,符合《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55規(guī)定。驗證試驗表明,砂率不宜過低,否則,對于水泥用量較低、水膠比較高的泵送機制砂混凝土,拌合物性能會不穩(wěn)定；但是,過高的砂率會對機制砂混凝土性能帶來不利的影響。因此,給出砂率范圍為37～45%。5.關于外加劑摻量范圍外加劑供應商一般會提供產(chǎn)品最佳摻量,但廠商提供的產(chǎn)品最佳摻量對于機制砂高強混凝土來說,一般偏低。試配時可在廠商提供的產(chǎn)品最佳摻量或高一些的基礎上逐步調整。試驗表明,在一般情況和范圍內,外加劑品種和摻量對強度與水膠比的關系影響不大。對于機制砂高強混凝土,過于減小水膠比而增加外加劑摻量,不僅會導致混凝土拌合物粘度較大,影響泵送,還會增加成本。對于較貴的外加劑,往往外加劑增加的成本比節(jié)約水泥的成本要大,通常傾向盡可能采用略低的外加劑摻量,因此,在滿足混凝土性能的前提下,可采用設計參數(shù)范圍內較高水膠比和較高膠凝材料用量,以減少外加劑摻量。然而,外加劑摻量過低,也對混凝土性能不利。鑒于上述原因,合理的外加劑摻量必須經(jīng)試驗確定。液體外加劑的水會明顯影響水膠比,將其計入水膠比是通行的做法。粉體外加劑無這一問題。6.4配合比計算對于機制砂混凝土,采用重量法計算配合比比較簡易和準確,若采用絕對體積法計算配合比,則有關材料的計算參數(shù)〔如材料密度等需經(jīng)專門試驗加以確定,經(jīng)常條件和時間不能保證,若直接采用經(jīng)驗密度值等作為計算參數(shù),則代表性不足,計算誤差較大?！?.4.5計算方法為常規(guī)采用的算法。每m3機制砂高強混凝土因其密實度較大,故取假定重量為2450kg。6.5配合比的試配、調整、檢驗與確定每盤試配混凝土量太少會影響試驗結果的準確性。給出的步驟與當前混凝土試配過程原理基本相同,加以改善的是,采用工程實際原材料對水膠比和強度關系進行直接試驗分析,水膠比試驗分析范圍接近性和針對性強；相應的膠凝材料用量〔包括水泥用量試驗同時進行。因此,便于對比和選定配合比參數(shù),減少試驗周期。對此方法步驟進行了相應的、整個過程的驗證試驗研究,證明適用于機制砂高強混凝土,也很實用。1．第一步進行試配的初步試探,調試混凝土拌合物性能,如可行,即可據(jù)此展開試配,如不可行,則需分析材料原因。調試混凝土拌合物性能可對原材料及其配合比可行性做出基本判斷。如果各項原材料質量滿足本標準要求,應比較易于調出相應合適的砂率和外加劑摻量。2．第二步,在調試混凝土拌合物性能的基礎上,對于不同強度等級的混凝土,可取3個水膠比和3個膠凝材料用量組合為9個配合比,礦物摻合料暫取上限偏于安全,同時可取消一個低水膠比和低膠凝材料用量相組合的配合比〔拌合物泵送性能較差,共8個配合比。舉例：試配C50機制砂混凝土,可按規(guī)程正文表-2中C50一欄,進行試配組合,具體組合見條文說明表6.5.2：條文說明表試配組合舉例本欄省略〔水膠比0.34和膠凝材料用量440kg/m3水膠比：0.36膠凝材料用量<kg/m3>：440水膠比：0.38膠凝材料用量<kg/m3>：440、水膠比：0.34膠凝材料用量<kg/m3>：470水膠比：0.36膠凝材料用量<kg/m3>：470水膠比：0.38膠凝材料用量<kg/m3>：470水膠比：0.34膠凝材料用量<kg/m3>：500水膠比：0.36膠凝材料用量<kg/m3>：500水膠比：0.38膠凝材料用量<kg/m3>：500關于這8個不同的配合比,應對前一步驟拌合物調試的砂率和外加劑摻量應做相應的調整：膠凝材料用量提高的砂率略減,反之亦然；水膠比提高的外加劑百分摻量可略減,反之亦然；等等。如有必要,不排除采用4個水膠比和4個膠凝材料用量進行試配組合；而有工程經(jīng)驗和技術資料的情況下,試配組合可以簡化。3．第三步,結果出來并分析后,尚應進一步壓縮范圍調整完善,包括調整礦物摻合料。4．第四步是進行調方,以保證混凝土方量準確。5～6．第五步和第六步十分重要。以往試配和確定配合比的試驗過程和內容相對于工程的規(guī)模和重要性明顯不足,因此,需加強強度復驗和耐久性試驗。7.配合比最終確定并用于施工,需由試驗室落實到攪拌站生產(chǎn)線,這是一個放大過程,前后有差異,因此,尚需適應性調整。7施工7.1一般規(guī)定對施工應進行全過程控制。對于凝土攪拌站和施工單位不屬同一企業(yè)的情況,因混凝土質量問題產(chǎn)生糾紛的情況經(jīng)常發(fā)生,本條便于分清責任,各方都盡到自己的職責。試泵是泵送施工必要環(huán)節(jié),尤其對于水膠比較小并膠凝材料用量較少的配合比情況,有必要通過試泵檢驗混凝土施工性能是否滿足要求。本規(guī)程關于施工方面未盡之要求,應按《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041和《混凝土質量控制標準》〔GB50164的有關規(guī)定執(zhí)行?！豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTGF30對用于水泥混凝土路面施工有專門規(guī)定。7.2拌合物的拌制參考《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041編寫,考慮到高性能混凝土采用"雙摻"技術,為保證各組分混合均勻,推薦采用雙臥軸強制式攪拌機進行拌合。在拌合時間控制上,由于混凝土原材料性能與生產(chǎn)條件差異較大,生產(chǎn)時應根據(jù)實際情況調整到適宜的拌合時間,保證拌合均勻,但一般不低于60~90s。依據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041表11.4.1編寫。含水量的測定具體時間：一般每日開工前應測定粗細集料含水率,以后每隔4h再測定一次。如因下雨或其他原因致含水率發(fā)生變化時,應立即測定。參考《高強混凝土結構技術規(guī)程》〔CECS104：9912.3.4編寫。參考《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041表11.4.1編寫,本條將具體掛漿量明確為10％,便于施工時操作?！?.2.7混凝土拌合物在極端的溫度下,將會影響其稠度變化和操作性能。此2條規(guī)定參考《混凝土質量控制標準》〔GB50164第4.3.6條有關規(guī)定編寫,進一步明確為入模前的最高溫度和最低溫度。7.3拌合物的運輸為避免混凝土離析和坍落度損失,選擇適宜的運輸工具是必要的,本條參考《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ04111.5.1編寫,并明確不能采用機動翻斗車、手推車長距離運送混凝土?！豆窐蚝┕ぜ夹g規(guī)范》〔JTJ041規(guī)定：混凝土出機至澆筑入模之間的間隔時間不宜大于75min的規(guī)定是指常溫情況下〔10～19℃。具體執(zhí)行時應具體情況具體對待：當氣溫高于19℃時,間隔時間不宜長于60min；當氣溫低于10℃時,間隔時間可不長于90min。參考《混凝土質量控制標準》〔GB50164第4.3.2條規(guī)定編寫?！?.3.5此2條規(guī)定是為保證混凝土入模前的均勻性和配合比滿足設計要求,從而保證混凝土結構的物理力學性能到達設計標準,可通過二次添加減水劑的方式來保證混凝土的工作性。本條規(guī)定主要參考《高強混凝土結構技術規(guī)程》〔CECS104：9912.5編寫。7.4澆筑設計適宜的澆筑方案并嚴格實施對保證高強混凝土的施工質量是必要的,因此本條作一般規(guī)定?！?.4.3依據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ04111.6.1編寫。為保證上下層結合良好,兩層混凝土的澆筑間隔時間不能大于下層混凝土的初凝時間,根據(jù)高強混凝土的初凝時間,規(guī)定不宜大于120min。高溫、低溫、大風對混凝土凝結硬化都不利,混凝土入模前模板和鋼筋的溫度過高會使混凝土內部溫度升高,從而產(chǎn)生較大的溫度應力,對混凝土結構不利；低溫時,水泥水化緩慢,混凝土強度增長緩慢；大風容易使混凝土水分揮發(fā),不利于水泥的進一步水化；因此本條對高溫、低溫、大風時澆筑混凝土進行了相應防護措施的規(guī)定。當混凝土內部溫度過高、溫差過大,產(chǎn)生的溫度應力大于混凝土的極限抗拉應力,就會在混凝土內部產(chǎn)生裂縫,危害混凝土結構。本條參考《混凝土質量控制標準》〔GB50164第4.6.5條規(guī)定。為避免新澆混凝土內部產(chǎn)生過大的溫度應力,外部邊界條件規(guī)定溫差不大于25℃,由于內部邊界約束較大,因此規(guī)定溫差不大于15℃。每片梁的澆筑時間不宜超過6h,每盤料應在初凝時間內完成澆筑。7.5振搗為保證模板、鋼筋及預埋件在混凝土澆筑過程中不移位,振搗應避免碰撞模板、鋼筋及預埋件。振搗時應根據(jù)施工對象及拌合物性質等選擇適當?shù)恼駬v時間。振搗應保證將混凝土振搗密實,不得漏振,也不得過振。泵送機制砂混凝土過振易流化分層?！?.5.5為常規(guī)工藝的控制措施。7.6養(yǎng)護混凝土澆筑成型后,由于其中水泥的水化作用,逐漸開始凝結硬化。當空