客运专线箱梁c高性能混凝土配合比设计与泵送施工

客运专线箱梁C50高性能混凝土配合比设计与泵送施工1概述为建设高标准客运专线、推动铁路建设技术进步，铁道部科技司等相关部门发布了若干暂行技术条件和规范、标准，确保客运专线混凝土结构的长期耐久性。客运专线预应力混凝土箱梁混凝土的技术性能特点有以下几点：（1）混凝土有抗裂、抗氯离子渗透性、抗冻性、耐蚀性、抗碱骨料反应性等耐久性要求；（2）矿物掺和料、聚羧酸系高性能外加剂使用纳入箱梁高性能技术标准要求。2C50高性能混凝土的配合比设计客运专线桥梁使用年限按100年考虑，混凝土应根据强度等级、耐久性等要求和原材料品质以及施工工艺对工作性的要求，通过计算、试配、试件检测后经调整确定。预应力混凝土箱梁C50混凝土技术要求56d电通量小于1000C（氯盐环境小于800C）；抗冻融指标为F200（冻融环境F300）；抗渗等级P20以上。2.1配合比设计技术路线基于抗裂和耐久性考虑，“大掺量矿物掺和料+高性能外加剂”是配制预应力混凝土箱梁高性能混凝土的主要技术路线。对客运专线预应力混凝土箱梁混凝土来说，除预应力措施外，混凝土本体的抗裂性是首要考虑因素，基于对水化热和体积稳定性的考虑决定了应积极选择粉煤灰和磨细矿粉作为辅助胶凝材料，并选择适应箱梁施工的兼有低收缩、早强、缓凝性能的聚羧酸系高性能外加剂配制其混凝土成为关键技术措施，也符合混凝土耐久性的技术实现途径。2.2原材料选择①水泥：配制预应力混凝土箱梁高性能混凝土时，强度等级应在42.5以上的水泥；宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥的混合材宜为矿渣或粉煤灰，有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥，应限制使用早强型水泥；应控制碱含量≤0.6%；应控制熟料中的C3A含量≤8%；应控制比表面积≤350m2/kg。②粉煤灰：控制细度≤12%；控制Cl-含量不宜大于0.02%;控制需水量比≤100%；控制烧矢量≤3%；控制SO3含量≤3；对于硫酸盐侵蚀环境，应限制粉煤灰CaO含量≤10％。③磨细矿粉，控制比表面积350～450m2/kg。④粗骨料：粗骨料因选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可以采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。母岩强度应达90MPa以上；级配合理，粒形好，紧密空隙率宜≤40％，松堆密度大于1500kg/m3，压碎值≤10％，针片状≤5％；硬质、洁净碎石；控制吸水率≤2％，处于冻融环境应≤1％；非碱活性。⑤细骨料：细骨料因选用级配合理、质地均匀坚固、细碎率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，也可选用专门机组生产的人工砂，不宜使用山砂，不得使用海砂。细度模数宜为2.6～3.0，含泥量≤2％，吸水率≤2％，硬质、洁净、天然河砂；非碱活性。⑥外加剂：基于抗裂、耐久性、强度、施工性能要求,选择外加剂应注意:外加剂与胶凝材料的相容性要好,减水率宜为25%以上,并适度引气,适度缓凝。即⑦南拌合用水：拌赵合用水可采用蚀饮用水，不得券采用海水。控附制集p痕H比值剑﹥削4.5权;竖控制不溶只物肚﹤洗2000mg皆/L粉;均控制可溶士物险﹤反2四000mg剪/L;观控制氯化元物闭(油以视Cl贺-亡计原)搁炮﹤鸦500mg妖/L胞;监控制硫酸悟盐鼠(脂以牙SO结4搂2-杜计咬)碎﹤塌600援;什控制碱含俘量豆(凭以当去量阔Na塔2绩O槽计尼)巴﹤讲150垫0替。棵2.3诉配合比设计灵方法病预应力混凝土安箱告梁度C50艇糖混凝土配合比编是基于抗裂、颂抗氯离子渗透怖、抗硫酸盐腐嫌蚀、抗冻融、截抗碳化等耐久差性的早强高性届能混凝土配合珍比设啦计针,淡因饿此即,勒应遵循高性能射混凝土配合比蛾设计方础法掠,养即选择水胶比胜、矿物掺和料吉掺量、含气量旅、浆集比、砂队率受(贝粗骨料用镜量臣)丸等参数采用绝课对体积法进行爹配合比设思计饼,培既可科学地指牲导混凝土的实序际施工和过程谢调剧整凯,躬又便于分析施撕工中产生问题壳的原因。话2.鸦4乳配合比参数昏选择漫2.4.详1笼宰C5涂0来高性能混凝土榜各参数的选择(1)水胶比略从斯10勾0义年设计年限要道求的上海东海址大桥和杭州湾湖跨海大桥预应妖力混凝土箱村梁连C5郑0组高性能混凝土口的成功实践来掘看此,量水胶比通常选终择薪0.权3示0钳～翅0.33杠,嗽较适应基于国却内原材料现状揭的预应力混凝勾土箱论梁原C5抗0暑高性能混凝土搅的施工。倡(2有)器矿物掺合料掺半量谢矿物细掺料的阔使用是火山灰茧材属料台→帐石灰胶凝材缴料捡→限硅酸盐水喊泥喊→轨混合材料水万泥搜→梦高性能混凝土醒的驾组成分这样一尚个否定的发展液过程。矿物细嫩掺料不仅有利做于水化作用，作提高强度、密这实度和施工性狸，增加粒子堆丝积密度，减小铸孔隙率，改善耽孔结构，而且斑对抵抗侵蚀和弃延缓性能的劣筝化等都有较大追作用。币通愤常独,亲为有效改善混啄凝土抗化学侵扛蚀性呈能逮,负优质粉煤灰的驱掺量宜选心择萌25%柿做～液30%彩,筒磨细矿粉的掺逮量宜选卫择顺30批%槐～奋50疫%帜。采派用捎52.另5睬及以上等级的降水泥宋时逢,台粉煤灰可选择利较大掺蚀量筹,馆考虑预应力混桃凝土箱梁施工革特点兼顾早强燥、降低水化热箩的要求以及原顽料来源的限铃制沙,两掺合料可选息择粉煤灰或磨筋细矿粉单掺路羽线、粉煤灰和纤磨细矿粉双掺难路线大。为蔽因掺合料单掺敲使用在不同施隆工季节难以协贺调混凝土强度偏、水化热、耐盯久性、施工性汉能之间的矛迁盾讯,会箱梁混凝土施顶工以粉煤灰与棋磨细矿粉二者轿双掺较为适灾宜纽,删通常双掺的掺磁量组合范围横为郑:储剩粉煤馒灰姓(10%薪视～击20%)续+皆磨细矿黄粉堵(20财%访～麦45%)签,稳总参量炸30终%渴～西55单%体。混凝土掺入愿粉煤灰因早期尚强度偏津低五,些其掺量应根据躁水泥实际强度仙和施工季节的待温度条件进行键调查整雹,技以适应箱梁的慢预应力张拉要愉求呼,汽掺量通常应选赢择姨15例%食以怜上犬,音以利于改善混蓬凝土和易性和锋水化热。矿粉趟的掺量则主要忧应兼顾到施工炊性葬能喝,沾如混凝土粘度岔过大、拌和尤物流惜动性损失过快堤而影响混凝土雁可泵性时则应每适当减少用量沾。(3)浆集比瑞Meht般a选和形Atci荡n脊认些为臭,纤采用适宜的集垃料病时路,县浆集体积餐比鬼0.35自∶盼0.65备可以解决强度失、工作性和尺济寸稳定污性建(坝弹性模量、干纵缩和徐截变正)绩之间的矛盾。俊笔者多年来的端混凝土施工实皱践也表广明脖,嫁按此参数设计贤施杨工撇,坛可以得到理想尤的高性能混凝启土。客运专线万预应力混凝土哲箱税梁律C50斥筝高性能混凝土陈采用聚羧酸外牙加剂和大掺量笨矿物掺合料通猴常可使单位用借水量降低更至躁145倒崭～狠155kg央/m3染,常按照水胶医比婆0.3部1箩～终0.33蛇衬计茫算次,岛浆集比通常掘为拌(0.3棒3啄服～啦0.37呀)票∶须(惕0.67广～吃0.63)筛卷,姓保证适宜的含知气卧量线(2%齐叨～颂4%)蜻,豆可使浆集比参蹦数与泵送施工章工艺相协掉调圈,循获得施工性能脉优良的混凝土川拌和物。(4)含气量接保证适宜的含萌气些量渣,伞可以提高混凝季土的抗冻性能负、抗硫酸盐腐初蚀性赔能揉,氏改善混凝土的翅拌和物性能和赤施工性垫能浙,陡保证适宜的浆偶体体积纽量躁,寺改善骨料性能按缺有陷咳,床提高混凝土的女匀质性和稳定次性。从施工性响能和冻融耐久督性两方面考沿虑孙,凑客运专线预应太力混凝土箱盐梁夏C5街0晨混凝土通常应称保证混凝土含执气刚量纽2%驾基～丘4%巨(永抗佣冻泡F20凶0柔以滩上酿)气,航如进行混凝土史配合比设计时蜂因胶凝材料原须因导致混凝土饲单位用水量较熟低踢时顶,堆为保证适宜的恩泵送施工性擦能触,铺应按含气量上优限进行设计。泰(5职)科砂衔率鸡(党粗骨料用急量泛)申确定砂率应考胖虑粗骨料密实祸堆积下的空隙群率巴,投如粗骨料粒形荒不好、级配差镰、空隙率大会金造成填充空隙择的胶凝材料浆叔体和细骨料用候量过大、粗骨浇料用量过蔽少纹,症造成填充空隙沈和包裹骨料的姓胶凝材料用量英增火加碑,为影响混凝土的嫂弹性模量和尺芽寸稳定性。砂抓的细度模数通态常不能完辫全反映颗粒组锣成差躺异心,嚼砂率还应根据与砂自身的颗粒盲组成进行调铁整件:挥细颗粒含量过晴多时则应适当魄降低砂州率亿,奶以防止过多的梯细颗粒含量引加起骨料裹浆量变不嘱足凝,懒引起管道润滑侧层摩擦阻力增侧大文;幻细颗粒含量过炉少时则应适度割增加砂表率纯,旱增强浆体保水踏性说能港,里降低离析倾向严。科2.4.仙2上油C50渴高性能混凝土酿配合比设计参辆数选择建议值蹄如粗骨料级配枕良眨好奉,沃细骨料中细颗堤粒含量合始适薪,预水泥相容性良谅好润,葱采用聚羧酸外卡加剂配制的客足运专线预应力灰混凝土箱传梁疲C5蛋0验高性能混凝巴土道,巴进行配合比设误计时通常可按减表骑1座建议参数选择肿。诱表忘1C王5促0夺高性能砼配合向比参数建议值凤配合比特征参宣数少选择建议值乔总胶凝材料用运量裁46少0杠－缸500恐矿物掺合料占持胶凝材料含量妖双掺粉煤灰＋率磨细矿粉时为读（德1缝0王－凶2包0饮）＋呀（掘2集0会－免4他5痰），单掺粉煤叙灰时为部（黑2头5苏－医3葵0远）对每姿m叉砼细骨料体积除含量喉0.2庙5电－完0.28始每底m押砼粗骨料体积蛋含量枯0.3士8俯－警0.41辫水胶比岔0.3妄1榨－瘦0.33筹浆集体积比浇0.3惨4繁－协0.36批0.6嘉6闻－抓0.64称含气量％膏2仇－扁4球外加剂掺量迷按实际原材料闷结合相容性确兄定泵送质量控制傻箱梁混凝土胶水凝材料用量相弊对较决多售,担进行适当控制特容易使浆体含畅量适应泵送施竟工要交求赚,袖但由于水胶比叼低、掺合料用形量大、聚羧酸但外加剂相对敏挥感而使拌和物非性能不容易掌倘控击,动极易因原材料若品质的波动出着现混凝土工作刘性不良。通过邪上述引起工作般性不良的原因湾分例析紧,役可以明确主要改通过严格控制突计量、控制混饲凝土搅拌时间份、控制骨料含拥水率波森动、按照实际俱原材料及时调蓬整相应参数的数办法对混凝土首施工傍能进行控制。嚼根据箱梁高性觉能混凝土的特邪点和聚羧酸外糊加剂的特照性公,霞箱梁泵送高性劫能混凝土建议冈注意如下参数鹅和环节的控制旺。碧施工时应合理宿控制混凝土的姐流动震性忘,抽优化可泵性。纵泵送混凝土的衡可泵性与混凝摸土粘着管道产尘生的阻力及其抛在管道内流动拾的速度快慢产发生的阻力有火关糟,墙混凝土流动性班过低、粘度过帜大会引起摩擦省阻力增大导致俩泵送压力增辰加逝,咐增加到一定程泼度即引起堵管神。佳采用聚羧酸外宏加剂拌制的箱茎梁混凝土单位赠用水量及水胶夕比较低并大量充使用掺合哀料盘,纠混凝土粘度相篮对较组大庆,董同时混凝土中句细粉料在聚羧扎酸外加剂适宜摔掺量时的保水鼠能力非常轨强详,榆如按照以往对班采用萘系减水奉剂的箱梁泵送台混凝土的控制纽观念进行坍落绣度单指标控制胖时席,税将引起混蚕凝土压力泌水闭过炉少胡,蓄压力泌水率过僚低场,播黏度过旱大肤,闸极易造成泵送败压力上升过高饱引起泵送受阻车。无结合聚羧酸外排加剂在适宜掺吗量时混凝土常尤压泌水和压力蜻泌水较小的特抬点俭,佣应适当提高混撕凝土的流动剃性牵,嚷降低混凝土黏蒸度恨,牵以扩展度和坍崇落度双指标控毯制流动性并以阿倒坍落度筒流钩下时间评价黏锅度叙,出以满足泵送工律艺要求的可泵语性。翁可采用倒坍落准度筒流下时间肌、压力泌水率挑和泵送压力来订指导实际泵送中施工。建议按骄照扩展绸度址45果0千～羞550m剪m占、坍落禾度禽18夜0枣～和220m与m畏、倒坍落度筒惊流下时间辰以蹈5每～动25对s触的指标对混凝银土流动性、黏正度进行控没制得,孟如选定配合比目的混凝土压力恋泌水量较纱小忠,王应按建议的坍熊落度和扩展度馋的上限对配比辩调整、控匙制贷,胡防止混凝土经初泵送后泵管出谦料口流动性下击降过多影响浇姓筑质量。驴(2西)劈配合比设计时号应保证适宜的兽混凝土浆体含好量谨,诞优化可泵性。南为保证浆体包莲裹性和充盈核度染,背保证可泵性和死振捣密实袭度引,晶应采取措施保款证浆体数量。蝴如采用的骨料塌空隙率纽大晃,企考虑钢筋密集市的箱梁施工时户振捣的难老度哨,傲因胶凝材料用策量的限末制申,英混凝土不应过樱分追求低用水填量辣,梨防止低用水量葵引起浆体量不枕足勇,坟造成振捣缺陷浓。为防止早期途张拉强度不晕足柄,赠应延长张拉时芬间婆,折必要时应合理纳提高对水泥强索度和骨料空隙撑率的要求。充针对我国骨料颤加工的实际现牺状侵,深箱梁宗每贫m3喇义混凝土的浆体盘体积不应低冠于敞0.伴34m3教纽,于如用水量过低沃时混凝土含气盟量应按朵照舰2%笋科～揉4锦%杜的上限控蜓制习,苏并在混凝土实短际容重范围内钢