混合砂配制高性能混凝土技術及質量控制

高曉丹

混合砂配制高性能混凝土技術及質量控制

高曉丹

以重慶涪江三橋主橋箱梁施工為例,結合該橋對混凝土的技術要求,介紹了混合砂配制高性能混凝土的施工工藝,并對配制高性能混凝土過程中的質量控制措施進行了說明,指出該技術經濟效益顯著,值得大力推廣。

混合砂,高性能混凝土,配合比,質量控制

1 概述

隨著國內高速公路的全面修建,長大公路橋梁仍為主流,而混凝土是橋梁的重要物質基礎,一般在工程建設中主要采用天然中粗砂配制混凝土,但在我國很多地區缺少天然中粗砂資源,而特細砂資源卻很豐富,但由于天然特細砂本能存在的一些缺陷,如比表面積大,級配較差(小粒徑顆粒多),僅適用于配制低等級混凝土,機制砂細度模數達到粗砂水平,表面粗糙,級配不好(小粒徑顆粒少),為了合理利用資源,同時要滿足現代混凝土的性能,是擺在我們建設者面前的一項任務。下面結合武合路涪江三橋工程建設對特細砂、機制砂配制的混合砂進行了研究。

2 涪江三橋主橋箱梁混凝土技術要求

涪江三橋主橋上部結構為110m+200m+110m三跨預應力混凝土連續剛構,左右幅分離,混凝土設計標號 C50,混凝土總方量 18 129m3。

1)設計要求。a.強度等級C50;b.軸心抗壓強度：Rn=28.5 MPa; c.軸心抗拉強度：Rf=2.45MPa;d.彈性模量：En=3.5×104MPa。

2)施工要求。a.抗壓強度(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坍落度損失：≤40mm。c.混凝土拌和物凝結時間：初凝時間15 h～30 h。d.可泵性：從混凝土拌和到入泵(時間約 1.5 h),可滿足距離 150m～200m和高度 60m的一級泵送要求。

3 混凝土原材料的選定及配合比設計

3.1 混凝土原材料的選定

1)水泥。水泥的選定通過對富豐水泥P.O42.5及騰輝水泥P.O 42.5對安定性3 d,7 d,28 d強度等性能比選,最終選定騰輝水泥P.O42.5,實際強度為48MPa～52MPa。

2)細骨料。a.銅梁嵐峰生產的機制砂：Mx=3.80,含粉量：3%;渠河特細砂：Mx=1.16。b.特細砂：機制砂的比例選定：特細砂∶機制砂=5∶5。

3)粗骨料。銅梁嵐峰 5～31.5連續級配石灰石碎石。石灰石母巖飽和極限抗壓強度不小于 80MPa。

4)高效泵送劑。選重慶江韻FDN T40-50高效泵送劑。FDN T40-50不同摻量的混凝土強度比較見表 1。

表1 FDN T 40-50不同摻量的混凝土強度比較

5)高性能外摻料。選山西廣廈公司 HSC-Ⅱ高效能外摻料。HSC-Ⅱ不同摻量的混凝土強度比較見表 2。

表2 HSC-Ⅱ不同摻量的混凝土強度比較

3.2 混凝土配合比設計

1)不同砂率的混凝土強度比較,選定砂率 36%。2)不同碎石用量的混凝土強度比較,選碎石用量 1 150 kg。通過各種試配比較分析,基準混凝土是滿足不了C50的設計要求的,單摻雖然 28 d強度達60.7MPa,但3 d強度只有40.9MPa,雙摻既滿足3 d強度要求,也滿足 28 d強度要求,選用“雙摻”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.初凝時間：26h 40min、終凝時間：28 h 20min;c.含氣量：1.1%;d.壓力泌水值為 0。4)硬化后的混凝土性能見表 3。

表3 硬化后的混凝土性能 MPa

3.3 混凝土配合比選定及性能

1)混凝土原材料的確定。a.騰輝P.O 42.5水泥;b.渠河特細砂Mx=1.16,銅梁嵐峰機制砂Mx=3.80,混合比例 5∶5,混合后Mx=2.70;c.銅梁嵐峰生產的5mm～31.5mm連續級配碎石;d.重慶江韻外加劑廠生產的FDN T40-50高效泵送劑,摻量1%;e.山西廣廈公司生產的HSC-Ⅱ高性能外摻劑,摻量10%。2)通過混凝土的拌和物、硬化等性能試驗選定混凝土配合比,見表 4。

4 高性能混凝土質量控制

4.1 原材料質量控制與檢測

表4 混凝土配合比

1)水泥：騰輝P.O 42.5水泥,28 d抗壓強度不小于48MPa,堿含量小于 0.6%,其他各項指標符合要求。2)細骨料：用特細砂和機制砂配制混合中砂混合比例 5∶5。a.特細砂：細度模數大于1.0,含泥量小于 2%。b.機制砂：母巖飽和極限抗壓強度大于80MPa的石灰石生產,細度模數為3.8±0.2,石粉含量小于3%,壓碎指標小于30%。3)粗骨料：5mm～31.5mm連續級配石灰石碎石,母巖飽和極限抗壓強度大于80MPa,壓碎值不大于 12%,堅固性試驗的重量損失不大于 5%,其他指標符合要求。4)高效泵送劑：摻量1.0%,混凝土 3 d抗壓強度不小于43MPa,含氣量在3%以下,混凝土拌和物的坍落度1.5 h保持在160mm以上,混凝土壓力泌水量不大于 95%,混凝土初凝時間15h～30 h,其他各項指標符合要求。5)高性能外摻劑：比表面積大于 8 000 cm2/g、燒失量不大于3.0%。

4.2 高性能混凝土生產質量控制與檢測

1)計量：每盤高效泵送劑施工前用臺秤稱好裝入塑料袋,高性能外摻料確定好每盤重量后,要求供應商像水泥一樣包裝,混凝土原材料計量允許誤差見表 5。2)拌合：混凝土拌和物要求攪拌均勻,并有很好的和易性。3)運輸：混凝土拌和物從攪拌機卸料至澆筑完畢的時間控制如表 6所示(用攪拌車)。4)澆筑：澆筑前,在上次混凝土表面填以50mm～100mm與混凝土內砂漿成分相同的水泥砂漿。5)養護：混凝土澆筑后,頂面用草袋覆蓋,T構和兩側澆水養護,時間一個月。6)檢測：每次開盤前和施工中至少抽檢 2次粗、細骨料的含水量,每工班至少測 3次坍落度,每次懸灌完至少制作6組混凝土檢查試件,其中 3組隨梁同條件養護, 3組標養。

表5 混凝土原材料計量允許誤差 %

表 6 混凝土拌和物運輸及澆筑時間控制

5 結語

涪江三橋主橋箱梁采用混合砂替代中粗砂配高標號取得了成功,可以作為一項科研成果進行推廣,同時也為企業創造了很大的經濟效益,節約成本 60多萬元。

[1] 王學彥,魏秀瑛,韓文軍.鐵路高性能混凝土配合比設計研究[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.

mixed sand,high performance concrete,mix proportions,quality control

TU755

B

1009-6825(2011)09-0118-02

2010-12-03

高曉丹(1973-),女,工程師,中鐵十二局集團有限公司第二工程公司,山西太原 030032