嘉绍大体积混凝土研究报告

1、嘉绍跨江大桥大体积混凝土研究报告武 汉 理 工 大 学 2010年6月摘要 嘉绍跨江大桥工程概况1 大体积混凝土配合比优化设计2 总结分析4 大体积混凝土配合比的性能研究3嘉绍跨江大桥工程概况嘉绍跨江大桥标，即北侧主桥下部（Z1-Z5基础、承台），索塔及钢箱梁安装施工 。索塔采用独柱型索塔，索塔总高度为169.964173.174 m。索塔承台直径为40.6m，厚6.0m，在塔柱与承台之间设置了2.5m厚的棱台形塔座。索塔承台直径为39.040.6m，厚6.0m，塔座与实心段塔柱结构断面尺寸与实体尺寸均超过1m，混凝土一次浇注量大，属于典型的海工大体积混凝土。为了避免混凝土出现裂缝，提高混凝土

2、耐久性，保证工程质量，必须对混凝土的配合比进行优化设计和采取温控养护措施。 嘉绍跨江大桥大体积混凝土配合比的性能研究承台、塔座及塔柱大体积混凝土配合比设计抗裂性能试验抗碳化试验抗渗性能试验抗冻性能试验抗硫酸盐侵蚀试验大体积混凝土配合比设计使用原材料如下：水泥：海螺牌P.042.5水泥；粉煤灰：浙江长兴电厂级粉煤灰，需水量比92%；矿粉：浙江拓翔建材S95级灰；砂：江西赣江河中砂，细度模数2.63.0；石：德清下柏石场526.5mm碎石，压碎值16%；减水剂：浙江五龙ZWL-A-型缓凝高效减水剂，减水率28%。编号原材料用量（kg/m3）坍落度(mm)强度(MPa)水泥粉煤灰矿粉砂碎石外加剂水0

3、h1h7d28dC309615916379510553.814222020032.545.8C4014014015078010604.7314522020037.952.1C5023013012077010505.2815021019547.659.3抗裂性能试验大体积混凝土要求较好的抗裂性能，对承台、塔座及塔柱混凝土做抗裂试验，我国最新的混凝土结构耐久性设计与施工指南中推荐了笠井芳夫提出的混凝土(砂浆)早期抗裂性测试方法，本课题采用了此方法。其试件尺寸为600mm600mm63mm其结果如下表所示：通过平板开裂试验得出，所设计的C30C50混凝土抗裂等级为级。编号初裂时间/h裂缝最大宽度/m

4、m裂缝平均开裂面积/mm2单位面积裂缝数目/根m-2单位面积的总开裂面积/mm2评定等级C305.70.171.61136186.2C406.00.151.55114137.6C506.70.141.57102121.8抗碳化试验试验采用GBJ82-85快速碳化法，使用标准碳化箱，100mm100mm100mm规格的混凝土试块在标准养护26天完毕后，60干燥48小时，移入二氧化碳浓度为20%3%，温度205，湿度70%5%的碳化箱中碳化，经3、7、14、28天碳化龄期后再取出试件测定其碳化深度。结果如图所示：结果表明，混凝土的碳化深度随碳化龄期的延长而增长，由于矿物掺合料的加入提高了混凝土的密

5、实度，有效地减小了二氧化碳进入混凝土的通道，所以28天碳化深度最大为7.3mm，远小于钢筋保护层厚度，可以满足设计和施工要求。抗冻性能试验本试验参照普通混凝土抗冻性能试验，采用慢冻法，以混凝土试件所经受的冻融循环次数指标的抗冻标号。试件尺寸100mm100mm100mm，试件标准养护28d龄期时进行冻融循环， 经过300次冻融循环后混凝土质量损失与强度损失如表所示：承台、塔座及塔柱混凝土的抗冻等级均达到F300，有优良的抗冻性能。编号300次循环质量损失（%）强度损失（%）C303.518.8C403.317.8C502.615.0抗渗性能试验分别采用水压力试验和快速氯离子渗透试验对承台大体积

6、混凝土进行抗渗性评价：C30混凝土抗渗等级达到P18，C40混凝土抗渗等级达到P20，C50混凝土抗渗等级达到P25以上。56d抗氯离子渗透系数均达到海工混凝土的要求。配合比等级渗水压力/MPa抗渗等级C301.9P18C402.1P20C50未渗水P25配合比等级Cl扩散系数（1012m2/s） 28d56dC303.12.0C402.81.5C502.31.0抗硫酸盐侵蚀试验本试验采用混凝土长期性能和耐久性能试验方法(GBJ82-85)，将l00mm100mml00mm尺寸的试件成型30h拆模，放入温度为202，相对湿度为605的养护室中养护至7d龄期，再将试件分别置于8硫酸盐溶液中侵蚀，

7、同时将对比试件仍置于标准养护室中，在28d后将侵蚀试件和标准试件同时进行试压，检测其抗压强度， 结果如下表试验结果表明，掺入矿物掺合料减少了混凝土表面的裂缝，改善了混凝土的孔结构，提高了混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。 总结分析一、承台C30大体积混凝土采用优化设计的配合比，混凝土抗渗等级达到P18，56d抗氯离子渗透系数为2.010-12m2/s，抗冻等级大于等于F300，28d碳化深度为7.3mm。二、塔座C40大体积混凝土采用优化设计的配合比，混凝土抗渗等级达到P20，56d抗氯离子渗透系数为1.510-12m2/s，抗冻等级大于等于F300，28d碳化深度为6.1mm。三、塔柱C50大体积混凝土采用优化设计的配合比，混凝土抗渗等级达到P25，