干热河谷条件C60微膨胀管内混凝土配合比设计

(四川路桥华东建设有限责任公司， 四川 双流 610200)

干热河谷条件C60微膨胀管内混凝土配合比设计

熊 燕

(四川路桥华东建设有限责任公司， 四川 双流 610200)

文章以某钢管拱桥为例，主要分析了高海拔低河谷干热季风条件下的钢管拱C60自密实管内混凝土配合比设计，以供参考。

钢管拱；C60微膨胀混凝土；配合比

0 引言

钢管拱劲性骨架混凝土拱桥，是解决山区跨河谷的有效桥型，受力合理，跨越能力大，造型优美，大跨度钢管混凝土拱桥管内微膨胀混凝土泵送施工一直是困扰施工单位的一个难题，原因是钢管混凝土的配合比设计除要考虑它的高强、早强、良好的可泵性外，还需特别考虑自密实性和收缩性，以确保泵送钢管混凝土的质量，而目前微膨胀理论与实际施工尚有差距。

1 微膨胀混凝土配合比设计

1.1 工程概况及钢管混凝土技术性能要求

金沙江溜索改桥工程是一项切实解决金沙江两岸人民出行问题的政治工程、民生工程。该桥为净跨260米的上承式钢管劲性骨架混凝土拱桥，截面由上下各3根φ508mm钢管组成，各管中线按平行于全截面中线设置，6个弦管通过横联角钢那和竖向角钢构成矩形桁架断面，管内灌C60微膨胀混凝土，约310m3,采用泵送顶升浇灌法施工。该桥具有跨度大，拱顶高，混凝土泵送高度高，距离长，阻力大等特点，管内混凝土泵送施工难度大、技术性能要求高。具体性能指标如下：

（1）有良好的可泵性，即坍落度大、和易性好、不泌水、不离析、自密实，坍落度经时损失小，3小时坍落度损失小于2cm。

（2）钢管混凝土设计强度为60MPa，施工配制强度fcu,o≥69.9MPa1，混凝土的7天抗压强度≥设计强度的105.8%，即混凝土的7天抗压强度≥63.5MPa。

（3）具有补偿收缩性，其自由膨胀率为0.02%～0.04%，自应力值为0.4～0.8Mpa。1.2 材料的选用：

（1）水泥：P.O42.5普硅水泥；

（2）细集料：选用天然中砂与机制砂，掺配比例为50%：50%。掺配后细度模数：2.7；

（3）粗骨料：选用5-10mm，10-20mm级配碎石，掺配比例为30%：70%。

（4）混凝土外加剂：选用聚羧酸高性能减水剂。

（5）硅粉：含硅量≥92%的微硅粉

（6）膨胀剂:I型膨胀剂

1.3 混凝土配合比计算

（1）计算配制抗压强度值：

（2）通过试验确定每立方米混凝土的用水量

查表得碎石最大粒径20mm，坍落度90mm的用水量（205Kg）为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5Kg，计算出未掺外加剂时，塌落度240mm每立方米混凝土的用水量：215+8*5=255kg

掺外加剂(减水率为25%)时，每立方米混凝土用水量为：255*75%=191kg

经试验室多次调整后，确定每立方米混凝土用水量为：150Kg

（3）计算水灰比

水灰比：

（4）计算水泥用量

掺4%硅灰：Si=484*4%=19Kg 水泥的用量：484-19=465Kg

（5）外加剂掺量

根据外加剂厂家推荐掺量，掺胶凝材料质量1.2%的外加剂

（6）膨胀剂的掺量为胶凝材料的5%（外掺）：484*%5=24Kg

（7）确定砂率

34%+(250-100)/20*1%=41.5%

根据试验室试配后确定每立方米混凝土砂率：45%

（8）计算粗集料和细集料的用量

采用重量法，假定每立方米混凝土重量为2450Kg，计算式如下：

（9）计算初步配合比每立方米材料用量如下：

计算配合比为：

水泥:465Kg 硅灰：19Kg 石:987Kg 砂:805Kg 水:150Kg

膨胀剂：24Kg 外加剂:6.10Kg

基准配合比为：

水泥:465Kg 硅灰：19Kg 石:987Kg 砂:805Kg 水:150Kg

膨胀剂：24Kg 外加剂:6.10Kg

（10）基准混凝土试配与调整

试配30升，根据基准混凝土，拌制三个不同的水灰比进行混凝土强度试验，其中一个为基准砼水灰比，另外两个水灰比分别增减0.02水灰比，经检测混凝土扩展度、粘聚性、保水性、扩展度时间T500(S)、强度如下表。

根据上表试拌30升混凝土,养护温度：20±2℃，湿度：＞95%。测其强度。见下表：

（11）试验室配合比

根据经济合理，保证工程质量，方便施工混凝土和易性的原则，通过计算法求出与配制强度相对应的灰水比，并计算每立方米混凝土的材料用量，混凝土实测表观密度与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%，故基准配合比无需校正。试验室配合比选取3号配合比：

水泥:496Kg 硅灰：21Kg 石:791Kg 砂:966Kg 水:150Kg

膨胀剂：26Kg 外加剂:6.52Kg

2 结束语

该大桥地处高海拔低河谷干热季风条件，气温高且非常干燥，受风影响非常大，水损失大，且泵送距离远，需先由1台输送泵经350米的索道桥泵送至对岸，混凝土经50米长的溜管从40米高的基坑顶流至拱脚部位的储料罐后，再放入第二台输送泵泵送至管内。在浇筑过程中克服了第二次泵送坍落度损失大的问题，且混凝土无离析。6根直径508毫米的钢管，1个月内顺利浇筑完成，经检测密实度和强度均满足设计和规范要求。该混凝土的配合比设计对特殊条件下的施工具有指导和借鉴的意义，并提供了可靠的试验资料。

[1]中华人民共和国行业推荐性标准.JTG/T F50—2011.《公路桥涵施工技术规范》.2011-08-01

[2]中华人民共和国行业标准.JGJ/T 283—2012. 《自密实混凝土应用技术规程》.2012-08-01

[3]中华人民共和国行业标准.JGJ 283—2011. 《普通混凝土配合比设计规程》.2011-12-01

TU7

：B

1007-6344（2017）08-0109-01