济南黄河特大桥高性能混凝土配比设计及施工控制

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1、桥梁工程济南黄河特大桥高性能混凝土配比设计及施工控制■朱鹏畅亚文刘亚涛1概述2混凝土原材料济南黄河特大桥是京沪高速铁路的重点控制性（1）水泥。大体积混凝土构件芯部产生大量热量，工程，主桥长5143m，采用5跨连续钢桁柔性拱主要原因是水泥水化过程中产生大量水化热。水泥的比表（112+168+168+168+112）m，主墩6个，承台最大尺面积、C3A含量、碱含量、三氧化硫含量、氧化钙、游离3寸为42.5m×23.3m×6m，承台混凝土为5942m。墩氧化钙含量、氧化镁含量在一定程度上影响大体积混凝土身和

2、承台混凝土设计强度等级为C45，混凝土所处环境作的质量和稳定性。选定使用低碱普通硅酸盐P·O42.5水用为碳化等级T3、抗冻等级D3、抗化学侵蚀H1，长期耐泥。久性使用年限为100年。（2）粉煤灰。选择烧失量和需水量低的Ⅰ级粉煤灰。混凝土的水泥水化产生热量多，混凝土又是热的不良（3）矿渣粉。选择磨细矿渣粉。导体，导致混凝土内部热量积聚产生较高温度。当混凝土（4）减水剂。选择缓凝型高效减水剂。内部温度升高时，混凝土的体积产生膨胀，处于强度增长（5）细骨料。选择级配合理、质地均匀坚固、吸水阶段。混凝土内部

3、体积膨胀产生的拉应力大于混凝土抗拉率低、空隙率小的洁净天然中级河砂。强度时出现裂纹。在混凝土构件中，我国目前的规范、标（6）粗骨料。选择颗粒级配连续合理、粒形良好、准允许出现裂缝，但有一个最大允许值。当混凝土构件处质地均匀坚固、线膨胀系数小，5～25mm碎石。于潮湿环境或水中，通过裂纹引起混凝土中钢筋锈蚀，影3混凝土配比选定响混凝土的耐久性。济南黄河特大桥承台和墩身混凝土设计强度等级高、体积大，还要满足高性能混凝土的抗裂、济南黄河特大桥对混凝土耐久性有较高要求。结合设抗冻、抗氯离子渗透和抗侵蚀耐久性指

4、标，对混凝土配比计对高性能混凝土强度、环境作用等级、长期耐久性要求设计和混凝土实体施工提出了严格要求。及混凝土配比，从3个方面进行调整、优化，以提高混凝土2011年第3期75桥梁工程耐久性、解决混凝土泌水问题和降低混凝土绝热温升值。粉煤灰的活性较低，活性物质含量较少，火山灰效应较迟3.1减少水泥用量，采用较低水胶比缓，掺粉煤灰的混凝土强度发展较慢，早期强度较低。矿为降低混凝土中产生水化热，降低水化热主要取决渣粉具有比粉煤灰更大的化学内能和化学活性，掺加矿渣于水泥用量，混凝土采用较低水胶比。水胶比是混凝

5、土中粉的混凝土后期强度高于掺加粉煤灰的混凝土。粉煤灰、水与胶凝材料的比值，减小混凝土水胶比，不但可以提高矿渣粉复合使用，可发挥其强度互补效应。混凝土硬化早混凝土的抗压强度，而且还可以提高高性能混凝土的耐久期发挥矿渣粉活性高、火山灰效应较快，后期发挥粉煤灰性，降低混凝土电通量值。混凝土电通量是在直流恒定电的缓慢火山灰效应，改善浆体和集料的界面结构，使混凝压作用下，测定混凝土通过的电量值，反映混凝土氯离子土结构密实，强度和抗裂性、抗氯离子渗透性能得到持续渗透性能和抗化学侵蚀能力，间接评价混凝土的密实性。提

6、高，延迟混凝土温升高峰出现时间。3经试验确定，将混凝土水泥用量由原来的443kg/m降低到3.3使用缓凝型高效减水剂3220kg/m，水胶比降低为0.38。从混凝土中的热量产生和温升机理可知，混凝土芯部3.2采用“双掺”法适量掺加矿物掺合料温度急剧上升，主要因为大量的胶凝材料同时发生水化反在混凝土中适量掺加矿物掺合料，不仅节约成本，应，使混凝土内部热量没有散失和缓解时间。通过在混凝还可改善混凝土的拌和物性能。从图1粉煤灰与矿渣粉总土中掺加减水率高、水泥适应性强的缓凝型高效减水剂，掺量对混凝土坍落度的影

7、响可以看出，随着粉煤灰和矿渣降低混凝土的水胶比，减少混凝土中水泥用量，延长混凝粉总掺量的增加，混凝土初始坍落度呈增长趋势，30min土凝结时间，既满足大方量混凝土在长时间浇筑中拌和物坍落度损失值也逐渐减小。掺加粉煤灰提高混凝土的流动性能始终满足施工工艺的要求，也有效延缓了混凝土中水性是因为粉煤灰的微珠效应，在新拌混凝土浆体中起到润化反应温度峰值出现的时间。滑作用，使混凝土的流动性得到很大改善。粉煤灰和矿渣经过配比试配试验，得到承台高性能混凝土每立方米粉的掺加延长了混凝土的凝结时间，使混凝土坍落度损失材

8、料用量配比（见表1），混凝土性能试验结果见表2。减少。掺加适量的磨细矿渣粉，因其颗粒很细、比表面积对调整、优化配比后的混凝土进行绝热温升计算：大，吸附水分，起到保水作用，减缓水分的蒸发速率。混T=K·W·Q/（C×ρ）=0.87×440×300÷h00凝土中适量掺加粉煤灰和矿渣粉使混凝土的流动性、保水（0.97×2412）=49.1℃，3性和泌水性得到很大改善。当总掺量大于50%时，流动性式中：W——每立方米混凝土中的水泥用量，kg/m；0呈下降趋势。因