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文档简介

C60混凝土配合比设计优化及质量稳定性控制引言高强混凝土在建筑施工中提供了重要的工程和经济方面的优势。在高层建筑中的柱结构、建筑物剪力墙及承重墙普遍采用高强混凝土,这样可以减少材料用量,缩减实体结构的截面尺寸,增加建筑使用面积,有较大的经济效益。在桥梁结构中,高强混凝土可有效降低桥梁结构自重并提高结构刚度,有利于增大桥跨、减少桥墩、增加桥下净空,但更为重要的还是降低平时维修费用,增加使用寿命。高强混凝土已经越来越多的应用于普通建筑中。本文针对广华新城小区配套学校项目中泵送C60混凝土进行了一系列的试配及研究,结果表明,公司生产的高强混凝土可以满足实际工程需求,为高强混凝土的生产提供了重要的技术储备。1工程概况采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。其中地下一层至地上四层的柱、剪力墙结构均采用C60混凝土,坍落度要求(200±20)mm,泵送方式为汽车泵泵送,预计C60混凝土工程量5000m3,运距5km,正常车程30min。该工程的技术要点一是保坍,高强混凝土坍落度损失较快,减少坍落度损失需要特别考虑;二是质量的稳定性,即强度和工作性的稳定性,高强混凝土试件强度对材料和成型方法敏感性更大[2],需要特别考虑;三是降粘,为改善高强混凝土的可泵性,方便施工,混凝土忌发硬。出机坍落度设计值为240mm,预计坍落度损失10mm/h。其中针对保坍、降粘的技术要点,从配合比设计及优化方面着手,采用质量稳定的人工砂(含水、细度模数、石粉含量)、F类Ⅰ级粉煤灰、聚羧酸系高性能减水剂、合理的用水量(不需刻意降水来降低水胶比)来解决;针对强度和工作性的质量稳定性技术要点,从原材料进场验收、生产过程控制、混凝土出厂性能检测(坍落度、含气量等)、现场施工和养护等方面进行控制。2试验部分2.1原材料水泥:金隅北水P·O42.5水泥,其标准稠度用水量28.3%,比表面积361m2/kg,3d抗折、抗压强度分别为6.1MPa、30.2MPa,28d抗折、抗压强度分别为9.6MPa、51.2MPa,初凝时间181min,终凝时间267min,安定性沸煮法合格。矿粉:唐山港陆S95矿粉,其比表面积433m2/kg,7d活性指数84%,28d活性指数102%,流动度比100%。粉煤灰:天津国华F类Ⅰ级粉煤灰,其细度9.8%,需水量比93%,烧失量1.07%。砂石:Ⅱ区中砂(人工砂),其细度模数2.7,石粉含量4.2%,MB值0.75;5~25mm连续级配碎石,其压碎值指标4.5%,含泥量0.2%;均为北京威克产。外加剂:北京建研院产AN4000标准型聚羧酸系高性能减水剂,其减水率28%。水:饮用水。2.2配合比依据JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》进行配合比设计。试拌配合比及相关检测结果见表1。由表1经过试拌验证,并考虑到实际混凝土结构及同条件养护试件可能失水等不利于强度增长的因素,采用第2组为工程应用理论配合比。3混凝土强度及拌合物性能影响研究根据GB/T50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》对混凝土拌合物性能进行测试;根据GB/T50081—2019《普通混凝土力学性能试验方法标准》对混凝土强度进行测试。混凝土试件尺寸为100mm×100mm×100mm,换算系数经试验室试拌验证,取0.95。3.1水胶比对混凝土抗压强度的影响采用0.33、0.31、0.29这3个水胶比及表1配合比,分别进行了6次平行试验,研究不同水胶比对混凝土28d抗压强度的影响。强度及数据分析见表2。由表2可知,在一定水胶比范围内,水胶比的降低有利于提高混凝土试块的强度稳定性。3.2砂率对混凝土性能的影响选用表1中第2组配合比为基础配合比,砂率分别为37%、40%、43%、45%,分别进行了6次平行试验,研究不同砂率对混凝土工作性及28d抗压强度的影响,结果见表3。由表3可知,混凝土的28d抗压强度随着砂率的提高而降低,砂率40%为最佳砂率,此时混凝土坍落度损失较小,可泵性能较好,工作性较稳定。3.3粉煤灰级别对混凝土性能的影响选用表1中第2组配合比为基础配合比,分别采用Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰进行混凝土试拌,并分别进行了6次平行试验。研究不同等级粉煤灰对混凝土工作性及28d抗压强度的影响,结果见表4。由表4可知,采用Ⅰ级粉煤灰时混凝土粘度较低,工作性较好,坍落度、扩展度损失较小,工作性较为稳定。4混凝土质量稳定性控制4.1生产过程的质量控制(1)原材料。高强混凝土离散系数较大,实际生产中要严格要求原材料质量,操作及养护等事项,避免质量不合格。原材料控制为基础,对进场原材料要做到每车检验,主要指标为:水泥主控温度、比表面积;粉煤灰主控细度、颜色、需水量比、烧失量、温度;矿粉主控比表面积、颜色、温度;外加剂主控减水率、含气量及坍落度经时损失;人工砂主控外观质量、级配、细度模数、石粉含量、MB值指标;碎石主控外观质量、级配、含泥量、压碎值指标。针对C60混凝土要做到专料专用,质检员需根据混凝土配合比通知单对材料厂家和规格型号进行核对。(2)配合比。质检员须按混凝土配合比通知单中配合比数据对生产理论配合比进行核对。(3)开盘鉴定。生产前试验员检测砂石的含水率、含石率,质检员对理论配合比进行调整,确定施工配合比,要严格控制水胶比。(4)生产过程的控制。操作员负责监督罐车反转排水,搅拌时间不得少于120s,注意搅拌机电流的稳定性。(5)出厂检测。每车检测混凝土坍落度及含气量(高强混凝土掺入大量的外加剂所引入的气泡对强度尤其有害),保证混凝土拌合物工作性的稳定。(6)外检跟车至工地现场,对质量进行跟踪,每车必备20kg以上生产使用的同型号减水剂,用于到现场坍落度的调整;外检监督司机,入泵前罐体快转1min,保证罐内混凝土的匀质性;监督司机和施工人员,严禁私自向罐内加水。4.2施工及后期养护时的质量控制(1)计划浇筑前24h以上,业务方负责联系工地,报备混凝土浇筑计划及任务方量等。(2)施工单位必须对所有人员做好技术交底,浇筑过程中严禁向混凝土中加水,严格控制混凝土坍落度。(3)施工人员要保证按标准施工、振捣,避免出现混凝土分层、离析、麻面、颜色不统一等质量问题。(4)外检同施工人员要和站内及时沟通,保证不断车、不长时间压车;防止混凝土等候时间过长,造成堵管、混凝土出现冷缝等质量问题。(5)混凝土浇筑完成后,要及时对混凝土暴露位置进行覆盖保湿养护,终凝后及时洒水养护;延长拆模时间并保证拆模后继续对柱子等重要部位进行包裹湿养护。结论(1)采用试拌验证的配合比进行生产,经检测,混凝土拌合物工作性满足泵送及施工要求。混凝土实体经振捣养护后,结构外观致密均匀,颜色统一。标准养护试件、同条件养护试件、实体结构强度均满足设计要求。标准养护28d试件强度达设计强度的128%~142%,同条件养护28d试块强度均达到71.1MPa以上,对实体结构采用高强回弹仪检测其强度均达到72.4MPa以上。(2)在一定水胶比范围内,水胶比的降低有利于提高混凝土的强度稳定性。(3)理论配合比的最佳砂率为40%,此时混凝土工作性较好,坍落度、扩展度损失较小,可泵性较好,工作性较稳定。(4)采用Ⅰ级粉煤灰较Ⅱ级粉煤灰混凝土粘度低,工作性好,坍落度、扩展度损失较小,工作性较稳定。配合比设计原则:要设计配合比,按照普通配合比设计规程是没多大用处的,基本上国内的工程师设计配合比都是靠原材料的性能和经验定,但是原则就是满足强度,耐久性的要求,还要满足施工性能,也就一般所说的和易性。至于外加剂的产量,减水剂,泵送剂一般通过试验确定基本产量,早强剂,防冻剂,膨胀剂都是按照推荐掺量掺加的。混凝土是一门实验科学,单

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