C30補償收縮混凝土配合比設計及質量控制

(四川路橋橋梁工程有限責任公司, 成都 610000)

補償收縮混凝土是一種具有膨脹性能的混凝土，通過混凝土中水泥水化作用發生膨脹，從而抵消混凝土在干燥情況、降溫情況以及荷載情況下出現的限制收縮問題，實現對混凝土收縮進行補償的目的。但在這個過程中對補償收縮混凝土配合比的設計要求非常嚴格，而且也有需要特別注意的事項。所以文章通過案例的分析，對C30補償收縮混凝土配合比設計以及質量控制進行了論述。

一、案例概述

本次施工位置在汶川縣克枯鄉，汶馬高速公路C4標段，起點樁號為K53+600，終止樁號為K61+455，施工路段全長為7840米，包含三座大橋、四座匝道。其中克枯特大橋和下莊特大橋施工采用的是30米、40米跨度的預應力鋼管混凝土簡支桁架梁橋，下構采用樁基礎，鋼管砼柱式橋墩；羌人谷特大橋上構采用30m、40m預應力混凝土簡支T梁，下構采用樁基礎，樁柱式橋墩。

二、C30補償收縮混凝土配合比設計分析

1.原材料選擇

1）水泥：采用四川省兆迪水泥生產的P.042.5，水泥密度3.130g/cm3；

2）細集料：采用汶川機制砂,細度模數 2.7，堆積密度 1.530g/cm3，表觀密度2.674g/cm3，亞甲藍值0.6g/kg，空隙率35.5%；

3）粗集料：采用汶川碎石，5-10mm占30%；10-20mm占70%，合成5-20 mm連續級配，混合料振實密度1.62g/cm3，表觀密度2.791 g/cm3，含泥量0.4%，空隙率42.0%。

4）膨脹劑:采用西卡的CEA高抗裂膨脹劑Ι型，表觀密度2.78g/cm3，摻量（內摻）11%。

5）粉煤灰：采用博磊，Ⅱ級，表觀密度2.22g/cm3，摻量（內摻）19%。

6）外加劑：采用西卡的KS-JS聚羧酸高性能減水劑，摻量為 ,1.0%。

7）水：采用雜谷腦河河水。

2.配合比計算

粗骨料質量：mg=Vg×Pg=0.35×2791=977（kg/m3）；砂漿體積計算：Vm=1-Vg=1-0.35=0.65；計算每立方米混凝土中砂的體積和質量（砂漿中砂的體積分數，可取 0.42—0.45中數值）：Vs=Vm×Φs=0.65×0.45=0.2925,根據式中計算的每立方米混凝土中砂的體積 Vs計算質量：ms=Va×Ps=0.2925×2674=782（kg/m3）；漿體體積計算：Vp=Vm-Vs=0.65-0.2925=0.3575；膠凝材料的表觀密度計算：Pb=1/[β/Pm=（1-β）/Pc]=1/[11%/2780+19%/2200+（1-11%-19%）/3130]=2876；混凝土配置強度確定計算：fcu.O=fcu.k=1.645σ=30+1.645×5.0=38.2（MPa）；水膠比計算：mw/mb=0.42fce×（1-β1-β2+β1×O+β2×γ）/（fcu，O+1.2）=0.42×（42.5×1.1）×（1-0.11-0.19+011×O+0.19×0.4）/（38.2+1.2）=0.39；確定凝膠材料質量：mb-（Vp-Va）/(1/Pb+mw/mb)；每立方米混凝土中用水的質量：mw=mb×（mw/mb）=457×0.39=178kg/m3；膨脹劑的用量計算：mm1=mb×β=457×11%=50（kg/m3）；粉煤灰的用量計算：mm2=mb×β=457×19%=87（kg/m3）；水泥的用量計算：mc=mb-mm1-mm2=457-50-87=320（kg/m3）；外加劑的用量計算：mca=mb×a=457×0.01=4.57（kg/m3）。

最終計算該配合比為=水泥:粉煤灰:細骨料:粗骨料:水:外加劑:膨脹劑=320:87:178:782:977:4.57:50=1:0.27:0.56:2.44:3.05:0.0143:0.16。

3.試拌過程及施工配合比的確定

經過試拌及調整，確定C30補償收縮混凝土配合比見表1。

根據室內初步試驗所得各材料用量，擬在試驗室對上述三個混凝土配合比試拌,并制作試件進行強度復核，在標準養護室內養護到28d,測其混凝土強度：

4.確定理論配合比

根據上述試驗結果，在滿足設計和施工要求的條件下，本著經濟合理的原則，擬確定2#配合比用于工程施工，配合比如下：

水泥：粉煤灰：水：砂：碎石：減水劑：膨脹劑=318:86:782:977:168:4.54:50=1:0.27:2.46:3.07:0.53:0.0143:0.16

表1 確定C30補償收縮混凝土配合比

三、C30補償收縮混凝土施工質量控制分析

1.原材料質量控制

進入到施工現場的各種原材料，必須經過檢驗各種指標滿足規范要求，方能使用到施工現場。

2.混凝土拌和質量控制

混凝土拌和之前，計量設備需要校準，將其誤差控制在施工要求范圍內，拌和時間至少要持續三分鐘，質量檢測人員要隨時進行混凝土和易性以及坍落度的檢測。

3.自密實混凝土施工質量控制

在混凝土運輸和泵送上，要選擇行業規定的攪拌車進行運輸，而且攪拌車內不得出現明水，運輸過程中，設備要持續旋轉，速度在每分鐘2r至4r最為適應。在設計配合比時，根據運距的遠近、施工工藝等特點，混凝土的凝結時間最好控制在 6個小時以上。在混凝土澆筑過程中，由于混凝土具有較強的流動性，下部模板最好使用鋼模模板，澆筑前，要清理模板，保持模板清潔，模板縫隙應在1.5mm內，避免出現漏漿問題；澆筑的高度應控制在2m內，下料點到施工位置的水平距離最好控制在10m內；澆筑應連續進行，必要時可以降低澆筑速度，但不能終止澆筑。

4.養護質量控制

自密實混凝土由于其自身特性的原因，在澆筑結束后即可進行找平操作，找平之后立即進行薄膜覆蓋，避免因水分喪失表面出現裂縫。在終凝之后，要進行灑水養護，至少要進行兩周。而且在模板拆除后，也要進行灑水養護。

四、結束語

綜上所述，本次工程施工中進行了C30補償收縮混凝土配合比設計，其中根據本次施工要求選擇了原材料，并根據填充性要求計算了原材料的配合比，通過試拌檢驗配合比的科學性和合理性，進行了相應調整后，才最終確定施工中原材料配合比。另外，為了提升施工質量，還進行了質量控制措施論述，從原材料質量控制到施工完畢后的養護質量控制都進行了詳細論述，希望能夠為相同施工提供參考和幫助。

[1]徐兵.C30普通及鋼渣混凝土中無應力計的伴測溫度-電阻比特性試驗研究[J].長江科學院院報,2014.

[2]陳珊珊.高溫作用下C30混凝土試塊強度損傷試驗研究[J].電子測試,2017.