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浅谈高性能海工混凝土配合比设计

③本工程混凝土结构不得用海水拌制混凝土。 以上规定适用于拌和用水及养生用水。
三、高性能海工混凝土配合比设计
1、配合比设计基本规定 (1)在满足混凝土单位体积胶凝材料最低用量要求的前提下, 尽可能降低硅酸盐水泥用量,使用大掺量优质粉煤灰、磨细矿粉等矿 物掺合料,以降低混凝土水化热温升和提高混凝土抗氯离子渗透性。 (2)在满足混凝土强度要求和工作性要求的前提下,最大限度 的减少胶凝材料的用量及浆体率,提高混凝土体积稳定性,如配合比
最小 水胶

最大水 胶比
最低胶凝材 料用量 kg/m3
最大胶凝材 料用量 kg/m3
桩 C35 0.33 0.40
380
470
承台 C40 0.30 0.40
380
470
墩身 C40 0.30 0.40
400
470
箱梁 C50 0.30 0.35
420
480
防撞墙 C40 0.30 0.40
380
450
①含泥量: 含泥量直接影响混凝土的工作性、体积稳定性、力学 性能和耐久性
②细度模数、级配 级配影响混凝土的施工配合比、胶凝材料用量及体积稳定性。严 格控制砂中细粉颗粒的含量及含泥量。砂的粗细不能只看细度模数。
2.粗集料
(1)粗集料应采用坚硬砾石或碎石。骨料品质应符合交通部标准 《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTJ275-2000)的规定及其 它相关技术规范要求。
(3)进行粗集料供应源选择时,还应进行岩石的抗压强度检验。岩
石的抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于 2。 (4)碎石应质地均匀坚固,粒形和级配良好、吸水率低、空隙率小,
碎石中氯离子含量≤0.02%,使用非活性骨料。 (5)碎石进场时主要控制的指标
碎石进场时控制级配、粒形、吸水率和密度,包括堆积密度和
Abstract: In view of the environmental features of Qingdao highway and the design requirements, the project utilized the high -performance marine concrete. For the influence of raw materials on the high-performance marine concrete, a mix proportion design method is proposed in this paper, for your reference.
式中:fcu,i ——第 i 组混凝土立方体抗压强度(MPa);
mfcu——n 组混凝土立方体抗压强度的平均值(MPa);
n ——统计批内的事件组数,n≥25。
②施工单位如没有近期混凝土强度统计资料时,宜按凝土强度标准 差的平均水平(б0),结合本单位的生产管理水平,酌情选取б0 值。 开工后则应尽快积累统计资料,对б0 值进行修正。
拌合用水易采用饮用水,当采用其它水源时,应符合《公路桥涵 施工技术规范》(JTJ041-2000)的要求,不得采用海水。 (2) 水的化学方面要求
①水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质及油脂、糖 类、游离酸类、碱、盐、有机物或其他有害物质。
②不得采用污水、pH 值小于 5 的酸性水;硫酸盐含量(按 SO42计)超过 500mg/L 的水和氯化物含量大于 500mg/L 水不得使用于本工 程混凝土中。

超出最大胶凝材料用量,应综合考虑混凝土强度与耐久性,要求对配 合比进一步优化。
(3)对于承台、箱梁、湿接头等容易开裂的大体积混凝土宜选 用具有缓凝效果的高效减水剂,以推迟和削减水化热温峰。
(4)混凝土的最大、最小水胶比和单位体积胶凝材料最低、最 大用量宜满足下表的规定。
水胶比和胶凝材料用量
表8
构件类型
(7)混凝土配合设计中基本参数的选取。
①选择水胶比:水胶比的选择应同时满足混凝土强度和耐久性要 求,按指定的坍落度,用实际施工应用的材料,根据规定的各种构件 允许的最大水胶比和最小水胶比范围,拌制 3 种不同水胶比混凝土拌 和物,并根据 28d 龄期的混凝土立方体试件的极限抗压强度以及 84d 耐久性试验结果来选取最优配合比。
浅谈高性能海工混凝土配合比设计
胡世奇 中国水利水电第十三局四公司青岛双积公路项目 山东 德州 253000
摘要:针对青岛双积公路所处的环境特征,以及设计要求,本工程使用的混凝土 为高性能海工混凝土。本文对原材料对高性能海工混凝土的影响,提出了一种高 性能海工混凝土配合比设计方法,供大家参考。 关键词:高性能海工混凝土;原材料;配合比;注意事项;
Key words: the high -performance marine concrete; raw materials; mix proportion; precautions
中图分类号:TF52 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、高性能海工混凝土的概念
高性能海工混凝土(HPC)是指“满足特定性能和均质性要求,必 须达到该领域规定性要求,用一般普通混凝土产品的常规生产不能达 到其性能要求的混凝土。” 这就要求我们使用常规材料,常规工艺, 以较低水胶比、适当掺加活性掺合料和较严格的质量控制措施制作的 具有高的抗氯离子渗透性与抗冻性、满足结构要求的较高强度、良好 的工作性的混凝土。
表观密度。孔隙率控制在 45%以下,应使用饱和面干状态的表观密度。
3.水泥
(1)配制高性能海工耐久混凝土不得使用立窑水泥,应避免使用 早强、水化热较高和高 C3A 含量的水泥;水泥中 C3A 含量宜控制在 8% 以内,水泥细度不宜超过 380m2/kg,游离氧化钙不宜超过 1.5%。
(2) 所用水泥的氯离子含量应低于 0.03%并满足规定。 (3) 所有水泥应取自监理工程师同意的产源,在一个工程项目 中所用的任一类水泥应尽量取自同一生产厂商。 (4)水泥厂商应提供每批水泥的清单,内容至少包括厂商名称、 水泥种类、数量以及厂商的质量保证书,以证明该批水泥已经试验分 析,且符合标准规范要求。 (5) 试验室应对进场的每批水泥均按相应水泥标准中所规定的 试验项目、试验方法、检验规则取样检验,检验结果报送监理工程师 批准。不合格水泥不得使用。 (6) 水泥运到工地后应尽快使用,水泥由于受潮或其他原因变 质时,应从工地运走。 (7) 在确定最终水泥品种之前,应做水泥与所使用的辅掺材料、 外加剂等之间进行复配试验,以选用匹配性能优良的水泥。
二、高性海工能混凝土的原材料的选择与控制
1.细集料 (1)细集料应不得使用海砂和人工砂;应选用级配良好,颗粒坚硬、
强度高、耐风化的中粗河砂,
(2)按细度模数(Mx)将砂分组如下: 粗砂 Mx=3.7~3.1 中砂 Mx=3.0~2.3 细砂 Mx=2.2~1.6
高性能海工混凝土中细集料不得使用细砂,在混凝土配制时应同 时考虑砂的细度模数和级配情况。
(5)有抗冻要求的高性能海工混凝土宜通过适当引气来提高其 抗冻性,现场振捣后的混凝土,应检测含气量损失。
(6)混凝土拌和物中由各种原材料引入的氯离子总量应不超过 胶凝材料总量的 0.1%(钢筋混凝土结构)和 0.06%(预应力混凝土结 构)。
(7)混凝土抗氯离子渗透性采用电通量法或非稳态氯离子快速 迁移(RCM)法双标准来评定。做配合比时宜分别检测 28d、56d 及
(3)细集料应满足《建筑用砂》(GB/T14684-2001)之第 2 级配区要
求,试验应按“《公路工程岩石试验规程》(JTGE41-2005)进行。
(4)本项目混凝土用砂选用中砂,细度模数为 2.9~2.6,2.36 mm 筛孔的累计筛余量不大于 15%, 0.3mm 筛孔的累计筛余量宜在 85%~ 92%范围内。 (6)砂子进场时主要控制的指标
(2) 不同品种的外加剂应分别存储,做好标记,在运输与存储
时不得混入杂物和遭受污染。 (3) 配制高性能海工混凝土应使用聚羧酸高性能减水剂,其减
水率应大于 25%。 (4)外加剂进场时应控制的指标 每批外加剂进场时均应在试验室进行混凝土试拌,确保其施工所
用的组分与配比时调配的组分相一致。
6.水 (1) 一般要求
84d 混凝土抗氯离子渗透性,掌握抗渗性的发展规律,便于现场施工 控制使用。最终以 84d 试验结果为准。
(8)本工程中高性能混凝土的砂率宜控制在 36%-45%。 (9)承台、箱梁、湿接头等易开裂部位的混凝土应进行抗裂性 能的对比试验,从中优选抗裂性能良好的原材料和配比。 (10)需要控制混凝土的试配强度,C40 以下(不含灌注桩)混 凝土试配强度不宜超出其强度等级的 40%,C40 及以上混凝土试配强 度不宜超出其强度等级的 30%。 (11)混凝土配合比的确定不应以强度作为单一评价指标,还 应综合考虑混凝土的工作性、力学性能、耐久性以及经济适应性等, 保证混凝土各项性能的均衡发展。 2.高性能海工混凝土配合比设计 (1)混凝土配合比设计应满足设计和施工要求,并应经济合理。 (2)配置高性能海工混凝土的原材料质量应符合本规范前述的有 关规定。 (3)混凝土配合比应根据原材料性能及对混凝土的技术要求进行 计算,并经试验试配调整后确定。 (4)进行混凝土设计时,应符合现行国家有关强制性标准的规定。 (5)混凝土施工配制强度 fcu,0 应按下式计算:
式中
f = cu,0 fcu,k+1.645б0 fcu,0——混凝土施工配制强度(MPa) fcu,k——应为“fcu,k——设计要求的混凝土立方体抗压强
度。标准差取值以《公路桥涵施工技术规范》
(JTJ041-2000)P329 为准,C20-C35 取 5.0,大于
C35 取 6.0。
б0 —— 工地 实际 统计的 混凝 土立方 体抗 压强度 标准 差 (MPa) (6)混凝土施工配制强度计算式中б0 的确定应符合下列规定。 ①施工单位如有近期混凝土强度统计资料时,б0 应按下式计算。
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