混合砂配制高性能混凝土技术及质量控制

高晓丹

混合砂配制高性能混凝土技术及质量控制

高晓丹

以重庆涪江三桥主桥箱梁施工为例,结合该桥对混凝土的技术要求,介绍了混合砂配制高性能混凝土的施工工艺,并对配制高性能混凝土过程中的质量控制措施进行了说明,指出该技术经济效益显著,值得大力推广。

混合砂,高性能混凝土,配合比,质量控制

1 概述

随着国内高速公路的全面修建,长大公路桥梁仍为主流,而混凝土是桥梁的重要物质基础,一般在工程建设中主要采用天然中粗砂配制混凝土,但在我国很多地区缺少天然中粗砂资源,而特细砂资源却很丰富,但由于天然特细砂本能存在的一些缺陷,如比表面积大,级配较差(小粒径颗粒多),仅适用于配制低等级混凝土,机制砂细度模数达到粗砂水平,表面粗糙,级配不好(小粒径颗粒少),为了合理利用资源,同时要满足现代混凝土的性能,是摆在我们建设者面前的一项任务。下面结合武合路涪江三桥工程建设对特细砂、机制砂配制的混合砂进行了研究。

2 涪江三桥主桥箱梁混凝土技术要求

涪江三桥主桥上部结构为110m+200m+110m三跨预应力混凝土连续刚构,左右幅分离,混凝土设计标号 C50,混凝土总方量 18 129m3。

1)设计要求。a.强度等级C50;b.轴心抗压强度：Rn=28.5 MPa; c.轴心抗拉强度：Rf=2.45MPa;d.弹性模量：En=3.5×104MPa。

2)施工要求。a.抗压强度(3 d)：≥43MPa。b.混凝土坍落度：初始坍落度：180mm～220mm;入泵坍落度：(160±20)mm; 2h坍落度损失：≤40mm。c.混凝土拌和物凝结时间：初凝时间15 h～30 h。d.可泵性：从混凝土拌和到入泵(时间约 1.5 h),可满足距离 150m～200m和高度 60m的一级泵送要求。

3 混凝土原材料的选定及配合比设计

3.1 混凝土原材料的选定

1)水泥。水泥的选定通过对富丰水泥P.O42.5及腾辉水泥P.O 42.5对安定性3 d,7 d,28 d强度等性能比选,最终选定腾辉水泥P.O42.5,实际强度为48MPa～52MPa。

2)细骨料。a.铜梁岚峰生产的机制砂：Mx=3.80,含粉量：3%;渠河特细砂：Mx=1.16。b.特细砂：机制砂的比例选定：特细砂∶机制砂=5∶5。

3)粗骨料。铜梁岚峰 5～31.5连续级配石灰石碎石。石灰石母岩饱和极限抗压强度不小于 80MPa。

4)高效泵送剂。选重庆江韵FDN T40-50高效泵送剂。FDN T40-50不同掺量的混凝土强度比较见表 1。

表1 FDN T 40-50不同掺量的混凝土强度比较

5)高性能外掺料。选山西广厦公司 HSC-Ⅱ高效能外掺料。HSC-Ⅱ不同掺量的混凝土强度比较见表 2。

表2 HSC-Ⅱ不同掺量的混凝土强度比较

3.2 混凝土配合比设计

1)不同砂率的混凝土强度比较,选定砂率 36%。2)不同碎石用量的混凝土强度比较,选碎石用量 1 150 kg。通过各种试配比较分析,基准混凝土是满足不了C50的设计要求的,单掺虽然 28 d强度达60.7MPa,但3 d强度只有40.9MPa,双掺既满足3 d强度要求,也满足 28 d强度要求,选用“双掺”配比。3)混凝土拌和物性能。a.初始坍落度：220mm～230mm,1h 30m in坍落度165mm;b.初凝时间：26h 40min、终凝时间：28 h 20min;c.含气量：1.1%;d.压力泌水值为 0。4)硬化后的混凝土性能见表 3。

表3 硬化后的混凝土性能 MPa

3.3 混凝土配合比选定及性能

1)混凝土原材料的确定。a.腾辉P.O 42.5水泥;b.渠河特细砂Mx=1.16,铜梁岚峰机制砂Mx=3.80,混合比例 5∶5,混合后Mx=2.70;c.铜梁岚峰生产的5mm～31.5mm连续级配碎石;d.重庆江韵外加剂厂生产的FDN T40-50高效泵送剂,掺量1%;e.山西广厦公司生产的HSC-Ⅱ高性能外掺剂,掺量10%。2)通过混凝土的拌和物、硬化等性能试验选定混凝土配合比,见表 4。

4 高性能混凝土质量控制

4.1 原材料质量控制与检测

表4 混凝土配合比

1)水泥：腾辉P.O 42.5水泥,28 d抗压强度不小于48MPa,碱含量小于 0.6%,其他各项指标符合要求。2)细骨料：用特细砂和机制砂配制混合中砂混合比例 5∶5。a.特细砂：细度模数大于1.0,含泥量小于 2%。b.机制砂：母岩饱和极限抗压强度大于80MPa的石灰石生产,细度模数为3.8±0.2,石粉含量小于3%,压碎指标小于30%。3)粗骨料：5mm～31.5mm连续级配石灰石碎石,母岩饱和极限抗压强度大于80MPa,压碎值不大于 12%,坚固性试验的重量损失不大于 5%,其他指标符合要求。4)高效泵送剂：掺量1.0%,混凝土 3 d抗压强度不小于43MPa,含气量在3%以下,混凝土拌和物的坍落度1.5 h保持在160mm以上,混凝土压力泌水量不大于 95%,混凝土初凝时间15h～30 h,其他各项指标符合要求。5)高性能外掺剂：比表面积大于 8 000 cm2/g、烧失量不大于3.0%。

4.2 高性能混凝土生产质量控制与检测

1)计量：每盘高效泵送剂施工前用台秤称好装入塑料袋,高性能外掺料确定好每盘重量后,要求供应商像水泥一样包装,混凝土原材料计量允许误差见表 5。2)拌合：混凝土拌和物要求搅拌均匀,并有很好的和易性。3)运输：混凝土拌和物从搅拌机卸料至浇筑完毕的时间控制如表 6所示(用搅拌车)。4)浇筑：浇筑前,在上次混凝土表面填以50mm～100mm与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆。5)养护：混凝土浇筑后,顶面用草袋覆盖,T构和两侧浇水养护,时间一个月。6)检测：每次开盘前和施工中至少抽检 2次粗、细骨料的含水量,每工班至少测 3次坍落度,每次悬灌完至少制作6组混凝土检查试件,其中 3组随梁同条件养护, 3组标养。

表5 混凝土原材料计量允许误差 %

表 6 混凝土拌和物运输及浇筑时间控制

5 结语

涪江三桥主桥箱梁采用混合砂替代中粗砂配高标号取得了成功,可以作为一项科研成果进行推广,同时也为企业创造了很大的经济效益,节约成本 60多万元。

[1] 王学彦,魏秀瑛,韩文军.铁路高性能混凝土配合比设计研究[J].山西建筑,2010,36(10)：157-158.

Mixed sand preparation high performance concrete technology and quality control

GAO X iao-dan

Taking Chongqing Fujiang threemain bridge box girder bridge construction as example,combined with the technical requirements of the bridge for concrete,introduces the construction technology formixed sand to producehigh-performance concrete and explains the quality controlmeasures in the p reparation p rocess ofhigh performance concrete,points out that the technical has an remarkableeconom ic benefit which is worth of vigorously promoted.

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TU755

B

1009-6825(2011)09-0118-02

2010-12-03

高晓丹(1973-),女,工程师,中铁十二局集团有限公司第二工程公司,山西太原 030032