高標號混凝土配合比設計及質量控制1課件

高標號混凝土配合比設計及質量控制2011.09.01

C55高性能混凝土配合比設計及施工質量控制一、C55高性能混凝土配合比設計烏江特大橋橋址處于山區(qū)，交通不便，周圍缺乏砂石材料，物資供應困難，因此主橋箱梁采用機制砂泵送混凝土。本橋泵送混凝土與一般混凝土的主要區(qū)別在于其不僅要滿足設計要求的強度、耐久性等，還要有良好的工作性能和可泵送性能，即混凝土粘聚性好，不離析，

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不堵管。尤其是在大高差，長距離采用機制砂泵送條件下，原材料的質量控制和配合比的設計是實現良好工作性的首要基礎。由于本橋施工場地狹窄，墩高，混凝土輸送距離達到500m，因此做了大量的試驗，通過大量的混凝土配合比試驗，來滿足C55箱梁泵送的施工要求，并主要解決用機制砂配制高強、高性能混凝土，滿足高墩混凝土泵送施工以及采用摻加優(yōu)質粉煤灰和礦粉等措施來提高混凝土的和易性、降低混凝土成本等問題。中鐵二局股份有限公司

1、原材料選擇

(1)基于控制水化熱和收縮的抗裂要求以及耐久性要求,選擇膠凝材料主要應注意以下幾點:①水泥。強度等級應在42.5以上;應限制使用早強型水泥;應控制堿含量≤0.6%;應控制熟料中的C3A含量≤8%;應控制比表面積≤350m2/kg。②粉煤灰。細度≤12%;控制燒失量≤5%;控制需水量比≤100%;。③磨細礦粉?？刂票缺砻娣e350～450m2/kg。

(2)基于強度和耐久性要求,選擇骨料應注意以下幾點:

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①粗骨料。母巖強度應達90MPa以上;級配合理,粒形好,緊密空隙率宜≤40%,松堆密度大于1500kg/m3,壓碎值≤12%,針片狀≤8%;硬質、潔凈碎石;控制吸水率≤2%;非堿活性。②細骨料。細度模數宜為2.9～3.2,石粉含量≤7%,吸水率≤2%,硬質、潔凈、機制砂;非堿活性。

(3)基于抗裂、耐久性、強度、施工性能要求,選擇外加劑應注意:外加劑與膠凝材料的相容性要好,減水率宜為25%以上,并適度引氣,適度緩凝。中鐵二局股份有限公司

經過比選本混凝土配合比采用的原材料如下:

水泥:遵義瑞安拉法基P.O42.5

細骨料:騰龍互通自產料場機制砂粗砂粗骨料:騰龍互通自產料場

5～20mm

粉煤灰:遵義鴨溪電廠Ⅰ級粉煤灰礦粉:貴陽眾和物資貿易有限公司S95級外加劑:云南天辰TCH-200型高效減水劑中鐵二局股份有限公司

3、混凝土配合比方案的選擇

C55高性能混凝土各參數的選擇(1)水膠比從以往100年設計年限要求預應力混凝土梁C55高性能混凝土的成功實踐來看,水膠比通常選擇0.28～0.32較適應國內原材料現狀的預應力混凝土梁C55高性能混凝土的施工。(2)礦物摻和料方案的選擇因摻合料單摻使用在不同施工季節(jié)難以協調混凝土強度、水化熱、耐久性、施工性能之間的矛盾,預應力梁混凝土施工以粉煤灰與磨細礦粉二者雙摻較為適宜,通常雙摻的摻量組合范圍為:粉煤灰(10%～20%)+磨細礦粉(10%～30%),總量20%～50%。

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混凝土摻入粉煤灰因早期強度偏低,其摻量應根據水泥實際強度和施工季節(jié)的溫度條件進行調整,以適應預應力的預應力張拉要求,摻量通常應選擇10%左右,以利于改善混凝土和易性和水化熱。礦粉的摻量則主要應兼顧到施工性能,如混凝土粘度過大、拌和物流動性損失過快而影響混凝土可泵性時則應適當減少用量。粉煤灰和礦粉由于活性微集料的幾大效應（火山灰效應，填充效應，界面效應，減水效應），對混凝土耐久性提供了保證，但充分發(fā)揮效應還應具備幾個條件，其一，珠形玻璃體含量，其二，混合材顆粒粒徑與水泥顆粒在微觀上形成級配體系。

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粉煤灰，礦粉和水泥正好形成一個微觀級配體系，混凝土密實性將顯著提高，而密實性正是耐久指標中的關鍵因素。另外，粉煤灰和礦粉在施工中各有優(yōu)缺點。粉煤灰和礦粉都具有火山灰效應，但一般在后期才體現強度的增長，所以對混凝土塌落度的損失很小。粉煤灰由于珠形玻璃體的作用，流動性稍好于礦粉，礦粉減水效果強于粉煤灰，對強度的增長作用優(yōu)于粉煤灰，且礦粉具有良好的粘聚性，泌水性小，保水性好。所以粉煤灰和礦粉雙摻方案正是考慮以上的疊加效應。中鐵二局股份有限公司

(4)漿集比采用適宜的集料時,漿集體積比0.35∶0.65可以解決強度、工作性和尺寸穩(wěn)定性(彈性模量等)之間的矛盾。預應力混凝土梁C55高性能混凝土采用聚羧酸外加劑和大摻量礦物摻合料通常可使單位用水量降低至145～155kg/m3,按照水膠比0.28～0.32計算,漿集比通常為(0.33～0.37)∶(0.67～0.63),保證適宜的含氣量(2%～4%),可使?jié){集比參數與泵送施工工藝相協調,獲得施工性能優(yōu)良的混凝土拌和物。

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(5)含氣量保證適宜的含氣量,可以提高混凝土的抗凍性能,改善混凝土的拌和物性能和施工性能,保證適宜的漿體體積量,改善骨料性能缺陷,提高混凝土的勻質性和穩(wěn)定性。從施工性能和凍融耐久性兩方面考慮,預應力混凝土箱梁C55混凝土通常應保證混凝土含氣量2%～4%,如進行混凝土配合比設計時確因膠凝材料原因導致混凝土單位用水量較低時,為保證適宜的泵送施工性能,應按含氣量上限進行設計。中鐵二局股份有限公司

(6)砂率(粗骨料用量)確定砂率應考慮粗骨料密實堆積下的空隙率,如粗骨料粒形不好、級配差、空隙率大會造成填充空隙的膠凝材料漿體和細骨料用量過大、粗骨料用量過少,造成填充空隙和包裹骨料的膠凝材料用量增加,影響混凝土的彈性模量。砂的細度模數通常不能完全反映顆粒組成差異,砂率還應根據砂自身的顆粒組成進行調整:細顆粒含量過多時則應適當降低砂率,以防止過多的細顆粒含量引起骨料裹漿量不足,引起管道潤滑層摩擦阻力增大;細顆粒含量過少時則應適度增加砂率,增強漿體保水性能,降低離析傾向。中鐵二局股份有限公司

二、C55混凝土質量控制

C55混凝土膠凝材料用量相對較多,進行適當控制容易使?jié){體含量適應泵送施工要求,但由于水膠比低、摻和料用量大、聚羧酸外加劑相對敏感而使拌和物性能不容易掌控,極易因原材料品質的波動出現混凝土工作性不良。通過上述引起工作性不良的原因分析,可以明確主要通過嚴格控制計量、控制混凝土攪拌時間、控制骨料含水率波動、按照實際原材料及時調整相應參數的辦法對混凝土施工性能進行控制。根據高性能混凝土的特點和聚羧酸外加劑的特性,泵送C55高性能混凝土可從如下參數和環(huán)節(jié)的控制。

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(1)施工時應合理控制混凝土的流動性,優(yōu)化可泵性。泵送混凝土的可泵性與混凝土粘著管道產生的阻力及其在管道內流動的速度快慢產生的阻力有關,混凝土流動性過低、粘度過大會引起摩擦阻力增大導致泵送壓力增加,增加到一定程度即引起堵管。采用聚羧酸外加劑拌制的C55混凝土單位用水量及水膠比較低并大量使用摻合料,混凝土粘度相對較大,同時混凝土中細粉料在聚羧酸外加劑適宜摻量時的保水能力非常強,如按照以往對采用萘系減水劑的泵送混凝土的控制觀念進行坍落度單指標控制時,將引起混凝土壓力泌水過少,黏度大,極易造成泵送壓力上升過高引起泵送受阻。中鐵二局股份有限公司

結合聚羧酸外加劑在適宜摻量時混凝土常壓泌水和壓力泌水較小的特點,應適當提高混凝土的流動性,降低混凝土黏度,以擴展度和坍落度雙指標控制流動性并以倒坍落度筒流下時間評價黏度,以滿足泵送工藝要求的可泵性。(2)施工時應保證適宜的混凝土漿體含量,優(yōu)化可泵性。為保證漿體包裹性,保證可泵性和振搗密實度,應采取措施保證漿體數量。如采用的骨料空隙率大,考慮鋼筋密集的箱梁施工時振搗的難度,因膠凝材料用量的限制,混凝土不應過分追求低用水量,防止低用水量引起漿體量不足,造成振搗缺陷。必要時應提高對骨料空隙率的要求。中鐵二局股份有限公司

4、混凝土在運輸過程中其坍落度隨時間的增加而減小，因此在施工中要著力解決坍落度損失的問題；5、混凝土泵送距離遠，在施工要解決可泵性問題；

6、施工時的質量和控制方面一定要嚴格，在試驗室能配置出符合要求的高強混凝土相對來說較容易，但是在整個施工過程中均要求混凝土很穩(wěn)定，這一點相對來說比較困難；

7、一些在普通情況不太敏感的因素（比如碎石含泥量）在低水膠比的情況下就會變得相當敏感，這就要求在整個施工過程中必須注意各種條件，因素的變化，并且要根據這些變化隨時調整

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配合比和工藝參數。

8、高性能混凝土的配合比設計應充分考慮混凝土礦物摻合料摻量大和采用聚羧酸外加劑的混凝土拌和物特點、骨料等原材料的品質現狀,增進對適應泵送工藝要求的混凝土性能參數的考慮,并充分考慮實際機械、設備能力和控制水平及難度,才更有利于保證混凝土的施工質量。

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對貴州高速公路混凝土施工的體會1、機制砂高性能混凝土的配合比設計中膠凝材料總量不宜過多，對和易性和強度有利。2、機制砂高性能混凝