c自密实微膨胀高性能混凝土的制备技术

xx高速公路xx标xx河特大桥C50自密实微膨胀高性能混凝土的制备技术前言自密实微膨胀混凝土大多用于钢管混凝土中，因为普通的混凝土总是存在一定的收缩，混凝土的收缩主要包括化学减缩，自身收缩，干燥收缩，碳化收缩等，混凝土的收缩在有约束的情况下，可能会引起混凝土的开裂，从而导致结构的破坏。钢管混凝土是在圆形的钢管内填入混凝土形成的一种轻质、高强，介于钢结构和钢筋砼结构之间的一种新型结构材料，其特点是：借助内填的砼增强钢管承受荷载时管壁的稳定性；借助钢管对核心混凝土的套箍(约束)作用，使核心混凝土处于三向受力状态，从而使核心混凝土延缓了受压时的纵向开裂，工作性能发生了质的变化（由脆性破坏转变为塑性破坏）。它不但提高了承载力，而且增大了极限压缩应变，钢管与混凝土相互弥补了彼此的弱点，充分发挥了彼此的长处[1]。对于钢管混凝土，一方面要求从配合比上有效的减小混凝土的收缩，减少混凝土的开裂；另一方面，钢管混凝土难以浇注，一般采用泵送顶升法进行施工，采用自密实混凝土，除满足混凝土的力学性能外，还要求混凝土具有良好的工作性，即大流动性、不离析、不泌水，且具有良好的泵送性能。自密实混凝土用于难以浇筑甚至无法浇筑的部位，可避免出现因振捣不足而造成的空洞、蜂窝、麻面等质量缺陷。根据设计和施工要求，xx高速公路YT-DF4标xx河特大桥工程设计要求采用的C50自密实微膨胀混凝土，本课题对C50自密实微膨胀混凝土进行了配合比设计和性能研究。其设计指标如下：设计强度50MPa，7d达80％，fcu28≥60MPa；混凝土坍落度T=200～250mm，1h坍损≤20％，扩展度≥500mm，T5h≥160mm，泌水率小，和易性好，满足可泵性和自密实要求。混凝土具有为膨胀或无收缩性能，14d限制膨胀率≥1.5×10－4。原材料与试验方法原材料对混凝土性能的影响是十分巨大的，对原材料的进行质量检测和进行品种的优选也是十分必要的。高性能混凝土对于原材料具有更高的要求，一般需选用42.5级及其以上的水泥，，具有较低的需水性，还应考虑与所有高效减水剂的相容性，以硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥为好。掺用矿物细掺料的目的是调节混凝土的施工性能、提高混凝土的耐久性，降低混凝土的温升，所以所用粉煤灰至少应为I级灰，具有低需水量、高活性，不仅可以起到提高混凝土的后期强度和耐久性的作用，还可以起到矿物减水的作用。骨料的粒形、尺寸和级配对自密实混凝土拌合物的施工性，尤其是对拌合物的间隙通过性影响很大，所以骨料应具有良好的级配，由于砂率大，砂子宜选用中粗砂。应严格控制砂的饱和吸水率和的杂质含量。外加剂应使用缓凝高效减水剂，该外加剂应有优质的流化性能，保持拌合物流动性的性能、合适的凝结时间与泌水率、良好的泵送性;对硬化混凝土力学性质、干缩和徐变无坏影响、耐久性好[2]。(一)原材料水泥(代号C)：江苏巨龙牌P·II52.5R，安定性合格，3d、28d抗压强度分别为29.7MPa、58.5MPa。砂(代号S)：南京双闸镇江南码头江砂，Mx=2.5，II区级配，中砂，ρs＝2.64g/cm3，ρos＝1490kg/m3。石(代号G)：石灰岩碎石，按石子大:小＝4:1配成5～31.5mm连续级配。，ρg＝2.70g/cm3，ρog＝1520kg/m3。粉煤灰(代号FA)：镇江谏壁电厂产I级灰。其需水量比81%，烧失量3.25％，细度为3.32%。膨胀型减水剂(代号A)：江苏博特公司产JM-SCC缓凝高效减水剂，掺量12%，其减水率21.6％，3d、7d、28d抗压强度比分别为160%、164％、155％，含气量为2%。(二)试验方法混凝土配合比设计参照JGJ55-2000《普通砼配合比设计规程》、GBJ119-88《混凝土外加剂应用技术规范》进行；混凝土工作性和力学性能依据JGJ50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行；混凝土限制膨胀率依据GBJ119-88进行。试验结果和讨论根据自密实微膨胀混凝土配合比设计要求，为了保证耐久性，用水量应控制在170kg/cm3范围之内，水胶比不宜太高，一般不宜大于0.4。自密实混凝土的配合比应满足拌合物高施工性能的要求，因此，与相同强度等级的普通混凝土相比，有较大的浆骨比，即较小的骨料用量，胶凝材料总量一般要超过500kg/m3；砂率较大，即粗骨料用量较小，砂率最大可达50%左右；使用高效减水剂，由于胶凝材料用量大，必须掺用大量矿物细掺料，细掺料总掺量一般大于胶凝材料总量的30%。本课题在优选原材料的基础上对粉煤灰掺量为15％的粉煤灰高性能混凝土配合比进行了初步设计，并试配调整得到的混凝土配合把列于表1-1中：表3－1C50自密实微膨胀混凝土配合比(kg/m3)野拾剂僵特播椅奇顿溉右P36涉324稠67始53.3踢742犯1114年160蓄0.36坦40般P31小382澡79剑62.8桐710屈1066铅162军0.31值40们WPZ嗓400位70辈64.8目701爪1011丘165凉0.30泛6陈41丸C5攻0删高性能混孕凝土工作析性按锯表政1歪－罚1武的配合比忘制备，测叹得其混凝烟土性能的撒结果列于圈表从1华－匹2各中伶表商1-2掩C5后0遥自密实微坟膨胀混凝叶土新拌性盒能烤角慕阻谎恩淹歌掏党昨持懒宰抗压强棒度匙(顽MPa)恰抗折强策度漫(盒MPa)踪钉抗压强后度敢(干MPa)捉弃(英MPa)柄调画寒登3d拒7d艳28d拖P36仪240累500循0袖34.7捧40.4万55.1进7.15亦52.4透3.85这34.8梳P31生245君550舍0败45.7软57.5痛70.5款7.05料64.3籍4.49轨37.2宵WPZ青250贤620席0肌－绵58.6竞73.4喜－叉－悼－具－橡试验结果抹表明，本扒项目配制鸟的翁C5慧0页高性能混计凝土保水带性好，无忍泌水，坍逗落度满足灰了泵送施买工的要求铁。冒掺爹15教%器的岭I耀级粉煤灰迈，震W/套B撕应小毯于颗0.3违6抹时烂，视W/斥B民为背0.3彻1含时绵，涨C5境0哥自密实微择膨胀高性辩能混凝土这配制强度织满足设计页要求，抗愚压、抗折软、劈裂抗出拉强度及娱抗压弹性秤模量均较天好。役根据初次风试配结果善，对上述煎配合比进好行了优化加和再次试飞配，并推暖荐给施工鹊现场，公优化后贩的骆宏C50历自密实微手膨胀钢管鉴拱混凝土己配合比为糖水泥：粉岂煤灰：砂慕：石子：薪水替：家J柴M门－劣SC齐C页＝裤38苦2掌：即7弯0亏：饮70遣0唯：灾104佛5闭：冒16遵5惠：闻6英2书，其中水家胶比沈为友0.3芬2积，砂率德为避4至0思％宫。测得混鼻凝土性能恼分别列于字表耐1补－适3遍和阅1赶－救4徐中记表新1-3贫C5忘0伞自密实微授膨胀混凝般土新拌混界凝土性能吊母弓捏要邪桑疼螺说爆蓝寻高柿岛押默史翁艰闭蚕班胞匹鸦变顿泊班吴慌撤枣洁描杜软智开刚荐涛辟塑赴敏病狐带被阿况捉确袍贞倍烟纠非250宿600澡215莲410仅185曲310证185呀290珍3.0途27h3递0min撞30h2生0min冰49.2暮63.1台43.5牙61.1邮表寒1-4愉C5亩0判自密实微牙膨胀混凝结土水中限耀制膨胀王率楚(鹿×10月-4亮)泊逮悼速敌滴漠踩级P32概1.89娃2.74佩3.2结3.67祥4.07象4.26真4.02翠图巧1.1矛C5潮0尝自密实微液膨胀混凝瘦土的动弹醉性模量随唱龄期变化说试验结果孔表明：上刑述配合比抱工作性良冰好，无泌榆水，初始垫坍落度杏达港250m萝m怨，扩展度症达龙600m赴m亮，兴5.侧5现小时后的腐坍落度保宾留值依然恶达如185m跨m购，扩展度本为嗽290m肤m笛，且缓凝借时间较长彩，其泵送虽性能良好闸。葬7修d厅、缴28悄d白抗压强度恋分别达绘到阻49.项2旗、拨63.1桶MPa虏语所配制的冒混凝土具艳有较高的肝弹性模量追。通常，帝由于粗骨吼料用量小遵，粉体材敲料用量大都，自密实仅混凝土的葬干燥收缩宗会大些，稍容易产生弦有害裂缝惧。本项目屑配制的混超凝土水习中运14糠d倘限制膨胀模率电达柳4.07路×10慌-4州，具有较胸高的限制急膨胀率。握从混凝土酿的动弹性劣模量的发骨展规律毫图鹅1-殃1怀也可以看秋出，该混侮凝土具有牺较好的强趋度发展规矛律较好。扛施工现场反对提供袄的朵C5唯0只免振自密高实混凝土叼配合比进济行了试配跟。配制蚕的壶C5邻0辞自密实微岗膨胀混凝僻土与匀表凡3-僵3套和烦表钱3-鹊4两相近，初幅时坍落度凭为匆220还m充m国，扩展度茧为贤600m冤m洽，桌2.5卵h电坍落度削为吊2酒05傅m吨m液，扩展度渔为帝510肚m贪m酱，殖4h催坍落度为划190刷m桥m殃，扩展度竖为敏467拣mm爱，部28d勤抗压强度鹿达荒64.8苹MP弃a射，抗压弹丘性模量嫂为浩43.2惹GP化a魂，工作性安和力学性绍能良好。小结舅通过研究汪表明，本皆课题配制亿的晶C5昼0野自密实微椒膨胀混凝薪土具有较杠好的工作喊性和力学端性能。广混凝土的哭