C50级钢管拱微膨胀混凝土配合比设计.pdf

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1、交通建设■同固囊商2013年4月【文章编号11673-003812013)10-0264—02C50级钢管拱微膨胀混凝土配合比设计龙勇(中铁大桥局集团第五工程有限公司江西九江332001)摘要：为了解决漳州市九龙江大桥C50级钢管拱内填充混凝土的自密实、高保坍、微膨胀、易泵送盼技术要求，从原材料选型、高性能外掺剂与水泥的适应性、配合比参数的优化调整等入手，运用四因素三水平正交设计方法，配制出能满足易泵送、流动性好、坍落度和扩展度损失小、易自密且具有微膨胀特性的优质混凝土成功用于灌注钢管拱内填充混凝土。关键词：

2、C50级钢管拱微膨胀混凝土；配合比；正交设计1工程概况漳州九龙江大桥主桥长度372m(40m+67m+158m+67m+40m)，宽度43m，为新月形五跨连续粱拱组合体系桥，采用刚性梁柔性拱，由左右两幅预应力混凝土变截面连续梁和中间独立的中承式钢管混凝土拱三个受力体系组成。设计要求钢管混凝土应满足以下要求：(1)强度等级C50；(2)工作性要求：初始坍落度，>220mm，初始扩展度(600+_50)m肋2h扩展度保留值≥(51)12,30)mm，倒坍落度筒排空时间3，20s；(3)混凝土含气量3．0～4．0％

3、，混凝土初凝时间≥lOh；(4)标准养护条件下，14d水中限制膨胀率≥1．5xlO一，长龄期限制膨胀率应不能收缩；(5)其他性能：自密性能好，不离析、不泌水板结、易泵送现象。2C50级钢管拱混凝土配合比设计及性能2．1原材料的选择(1)水泥。经多次试验，确定选用质量稳定，与外加剂相容性好，福建永定闽福水泥股份有限公司生产的P．0．42．5R，各技术性能指标均满足规范要求。(2)矿物掺合料。钢管混凝土要求很好的泵送性能且水化热低，所以需掺入一定比例的优质粉煤灰，本工程采用漳州后石电厂生产的F类Ⅱ级粉煤灰。(3)

4、膨胀剂。钢管混凝土的最重要的参数是混凝土的限制膨胀率，膨胀剂是混凝土的膨胀源，它的膨胀成分主要是硫铝酸钙和氧化钙，限制膨胀率的大小与膨胀剂的种类和掺量密切相关。确定采用武汉三源特种材料有限公司生产的SY—T型特种高效膨胀剂。(4)高性能减水剂。高性能减水剂是维持混凝土保坍、流动性、缓凝的重要保证，因此选择合适的品种至关重要。优异的产品需与水泥的适应性强、凝结时间长(大于20h)、减水率高(不小于30％)。最后确定采用厦门路桥翔通科技有限公司特配的LO一100缓凝高性能减水剂。(5)细集料。配制钢管混凝土要求选

5、用洁净的河砂，细度模数．264-2．6～3．0为宜，含泥量不宜大于1．5％。选用九龙江产河砂，属Ⅱ区中砂，细度模数2．80。(6)粗集料。配制高性能钢管混凝土要求混凝土流动性好，具有自密实性能，因此，在选用粗集料时，应选择强度高、针片状颗粒含量少的碎石。本配合比确定采用漳州长泰碎石厂经精加工破碎而得到的碎石，分5-16mm、lO～25mm二级配，级配比例60：40。2．2混凝土配合比及性能分析钢管混凝土的技术指标主要有坍落度、限制膨胀率、强度、含气量等，坍落度的影响因素主要有单位用水量、外加剂掺量，限制膨胀率

6、的影响因素主要有膨胀剂掺量、粉煤灰掺量、砂率、浆骨比，强度的影响因素主要有水胶比、水泥的实测强度等。参照以往实例，在前期探索性实验的基础上，采用水胶比固定O．33，选定胶凝总量、膨胀剂掺量(内掺法)、粉煤灰掺量、砂率为影响因素，进行四因素三水平正交设计进行混凝土配合比是试配研究，具体情况详见表1。以7d抗压强度、28d抗压强度、14d限制膨胀率、28d限制膨胀率、42d限制膨胀率为考核指标，对五项功能指标进行归一化处理，以总功效系数为考核指标，总功效系数最大为最优。计算结果如下：表2C50钢管混凝土配合比试配

7、结果处理总功效系数胶凝总量(kg／m3)膨胀剂掺量(％)粉煤灰掺量(％)砂率(％)水平1O．020．02O．09o．12水平20．070．000．11o．07水平30．100．17O．000，oo从2表可以看出，总功效系数随胶凝材料总量的增加而增加，随膨胀剂掺量(内掺)增加而增加，随砂率的增加而减小，随粉煤灰的掺量先增加后减小；所以，确定最优条件为胶凝总量520k∥m3，膨胀剂掺量为12—14％，粉煤灰掺量为15％，砂率最优条件为41％。表3C50钢管混凝土配合比参数水泥粉煤灰膨胀剂河砂碎石外加剂(kg／m3

8、)(k幽9。(kedms)(kg／m3)(k∥m3)(kg／m3)(keJm3)36978736809791729．88从表3、表4可以看出，上述配合比能满足设计及规范的强度及施工性能要求，故选定该配合比为本工程钢管拱混凝土配2013年4月●弼国曩强交通建设表lC50钢管混凝土配合比试配结果胶凝总量膨胀剂掺量粉煤灰掺量砂率(％)坍落度扩展度抗压强度(MPD限制膨胀率(万分之)(k咖9(％)(mIll