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1、中铁二局股份有限公司高标号混凝土配合比设计及质量控制中铁二局思剑二标工地试验室2011.09.01C55高性能混凝土配合比设计及施工质量控制一、C55高性能混凝土配合比设计乌江特大桥桥址处于山区，交通不便，周围缺乏砂石材料，物资供应困难，因此主桥箱梁采用机制砂泵送混凝土。本桥泵送混凝土与一般混凝土的主要区别在于其不仅要满足设计要求的强度、耐久性等，还要有良好的工作性能和可泵送性能，即混凝土粘聚性好，不离析，中铁二局股份有限公司不堵管。尤其是在大高差，长距离采用机制砂泵送条件下，原材料的质量控制和配合比的设计是实现
2、良好工作性的首要基础。由于本桥施工场地狭窄，墩高，混凝土输送距离达到500m，因此做了大量的试验，通过大量的混凝土配合比试验，来满足C55箱梁泵送的施工要求，并主要解决用机制砂配制高强、高性能混凝土，满足高墩混凝土泵送施工以及采用掺加优质粉煤灰和矿粉等措施来提高混凝土的和易性、降低混凝土成本等问题。中铁二局股份有限公司配合比设计技术路线基于抗裂和耐久性考虑,“掺入矿物掺和料+高性能外加剂”是配制预应力混凝土箱梁高性能混凝土的主要技术路线。对乌江特大桥主桥箱梁,除预应力措施外,混凝土本体的抗裂性是首要考虑因素,基于
3、对水化热和体积稳定性的考虑决定了应积极选择粉煤灰和磨细矿粉作为辅助胶凝材料,并选择适应箱梁施工的兼有低收缩、早强、缓凝性能的聚羧酸系高性能外加剂配制其混凝土成为关键技术措施,也符合混凝土耐久性的技术实现途径。中铁二局股份有限公司1、原材料选择(1)基于控制水化热和收缩的抗裂要求以及耐久性要求,选择胶凝材料主要应注意以下几点:①水泥。强度等级应在42.5以上;应限制使用早强型水泥;应控制碱含量≤0.6%;应控制熟料中的C3A含量≤8%;应控制比表面积≤350m2/kg。②粉煤灰。细度≤12%;控制烧失量≤5%;控制
4、需水量比≤100%;。③磨细矿粉。控制比表面积350～450m2/kg。(2)基于强度和耐久性要求,选择骨料应注意以下几点:中铁二局股份有限公司①粗骨料。母岩强度应达90MPa以上;级配合理,粒形好,紧密空隙率宜≤40%,松堆密度大于1500kg/m3,压碎值≤12%,针片状≤8%;硬质、洁净碎石;控制吸水率≤2%;非碱活性。②细骨料。细度模数宜为2.9～3.2,石粉含量≤7%,吸水率≤2%,硬质、洁净、机制砂;非碱活性。(3)基于抗裂、耐久性、强度、施工性能要求,选择外加剂应注意:外加剂与胶凝材料的相容性要好,
5、减水率宜为25%以上,并适度引气,适度缓凝。中铁二局股份有限公司经过比选本混凝土配合比采用的原材料如下:水泥:遵义瑞安拉法基P.O42.5细骨料:腾龙互通自产料场机制砂粗砂粗骨料:腾龙互通自产料场5～20mm粉煤灰:遵义鸭溪电厂Ⅰ级粉煤灰矿粉:贵阳众和物资贸易有限公司S95级外加剂:云南天辰TCH-200型高效减水剂中铁二局股份有限公司2.配合比设计方法预应力混凝土箱梁C55混凝土配合比是基于抗裂等耐久性的早强高性能混凝土配合比设计,因此,应遵循高性能混凝土配合比设计方法,即选择水胶比、矿物掺和料掺量、含气量、浆
6、集比、砂率(粗骨料用量)等参数采用绝对体积法和假定容重法(高性能混凝土用全计算法）进行配合比设计,既可科学地指导混凝土的实际施工和过程调整,又便于分析施工中产生问题的原因。中铁二局股份有限公司3、混凝土配合比方案的选择C55高性能混凝土各参数的选择(1)水胶比从以往100年设计年限要求预应力混凝土梁C55高性能混凝土的成功实践来看,水胶比通常选择0.28～0.32较适应国内原材料现状的预应力混凝土梁C55高性能混凝土的施工。(2)矿物掺和料方案的选择因掺合料单掺使用在不同施工季节难以协调混凝土强度、水化热、耐久性
7、、施工性能之间的矛盾,预应力梁混凝土施工以粉煤灰与磨细矿粉二者双掺较为适宜,通常双掺的掺量组合范围为:粉煤灰(10%～20%)+磨细矿粉(10%～30%),总量20%～50%。中铁二局股份有限公司混凝土掺入粉煤灰因早期强度偏低,其掺量应根据水泥实际强度和施工季节的温度条件进行调整,以适应预应力的预应力张拉要求,掺量通常应选择10%左右,以利于改善混凝土和易性和水化热。矿粉的掺量则主要应兼顾到施工性能,如混凝土粘度过大、拌和物流动性损失过快而影响混凝土可泵性时则应适当减少用量。粉煤灰和矿粉由于活性微集料的几大效应（
8、火山灰效应，填充效应，界面效应，减水效应），对混凝土耐久性提供了保证，但充分发挥效应还应具备几个条件，其一，珠形玻璃体含量，其二，混合材颗粒粒径与水泥颗粒在微观上形成级配体系。中铁二局股份有限公司粉煤灰，矿粉和水泥正好形成一个微观级配体系，混凝土密实性将显著提高，而密实性正是耐久指标中的关键因素。另外，粉煤灰和矿粉在施工中各有优缺点。粉煤灰和矿粉都具有火山灰效应，但一般在
