摘要：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土。其配合比设计的主要技术途径是采用优质的化学外加剂和矿物外加剂。前者可改善工作性，生产低水胶比的混凝土，控制混凝土坍落度损失，提高混凝土的致密性和抗渗性；后者可参与水化反应，起到胶凝材料的作用，改善界面的微观结构，堵塞混凝土的内部孔隙，提高混凝土的耐久性。
关键词：高性能；配合比；耐久性
一、概述
沱江二桥位于泸州市江阳区和龙马潭区，该工程起于在建的忠山隧道立交落地点与百子路交叉路口，局部拓宽沱江二桥南岸平交口后，往北在上游侧加宽改造沱江二桥，拓宽改造后的沱江二桥桥面全宽38.6m，保证双向八车道的通行能力，主桥采用85m+159m+80m连续钢构桥，引桥采用2-40m预应力混凝土连续箱梁，桥梁全长420m。本文以主桥C60 为例，研究C60高性能混凝土配合比。
二、沱江二桥C60混凝土设计技术要求及特点。
A、设计技术要求：
1、选用低水化热、含碱量偏低、品质稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥。
2、矿物掺和料是配制耐久混凝土的必须组分；应使用优质粉煤灰、矿渣等矿物掺和料或复合矿物掺和料。
3、优先选用吸水率低、线胀系数小的骨料，尽量采用碎石，骨料最大粒径宜小；应特别重视混凝土骨料的级配合理、粒形良好，并保持洁净。
4、限制单方混凝土中胶凝材料的用量范围，并尽量减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量。
5、外加高效减水剂，尽量降低拌和水用量。
6、正式施工前的混凝土试配中，应进行混凝土和胶凝材料抗裂性能的对比试验，并择优选择抗裂性良好的混凝土原材料配合比。
B、C60混凝土特点
沱江二桥C60高性能混凝土施工构件属于连续钢构桥施工。最小截面宽度800mm，其内部钢筋纵横，波纹管、锚具和连接器以及劲性骨架罗列，施工难度大。加之工期紧，对混凝土性能要求较高，主要体现在：
1）高强、早强，要求五天达90%以上；
2）缓凝：初凝10-12h；
3）大流态：坍落度220~240mm，扩展度550~650mm；且经时损失小，2h≯30mm；
4）胶凝材料不大于500kg/m3，要求减水剂高减水，达30%以上；
5）低含砂、高弹模：早期弹性模量不小于3.6×104MPa；
6）易泵送，能进入结构任一角落；
三、混凝土原材料
确保高强高性能混凝土拌和物及成品质量，控制混凝土收缩与开裂，原材料的正确选择非常重要。设计前我们充分考虑主材料源的质量及其稳定性，同时选择优质的矿物掺和料和外加剂。
1.水泥
水泥采用冀东水泥股份有限公司的盾石牌P.O42.5水泥。
2.矿粉
工程采用重庆祥众新型建材有限公司生产的S95级矿粉。
3.粉煤灰
粉煤灰采用宜宾电厂有限公司的F类Ⅰ粉煤灰。
4.外加剂
采用四川铁科新型建材有限公司生产的TK-PCA2聚羧酸系列外加剂。
5.砂采用洞庭湖天然砂。
6.碎石采用泸州地区卵破碎石，均属于反击式破碎机破碎。采用10mm-20mm及5mm-10mm两级配，按7：3搭配使用。
7.工程混凝土用水采用地下水。
四、混凝土配合比及性能试验结果
配合比正交设计
根据设计要求和实际选原材试验选定情况，通过计算和初步试拌，选取了一组设计试验，试验方案如下表：
表4.1配合比试验方案（胶凝材料定量500 kg/m3）
经过室内试验，结果如下：
表4.2试验结果
五、结果分析及优化
对于上述结果看出，该外加剂对粉料组分搭配的调整范围较窄。施工前必须多次验证方可浇筑。通过数次试拌，发现8号配比材料组分搭配最为合理。其工作性相对稳定。且工作性保持较好。
最初确定施工配合比见下表。
表5.1 TK-PCA2外加剂C60混凝土配合比
表5.2 TK-PCA2外加剂C60混凝土配合比拌和物性能指标
表5.3 TK-PCA2外加剂C60混凝土配合比力学性能指标
该配合比4、5月份施工尚且顺利，6月份以来，环境气温逐渐上升，粉料比表面积也略有变化，外加剂与水泥适应性变差，致使需水量增大，早期强度偏低，混凝土流动性损失过快，造成施工被动。6月底，及时联系厂家进行外加剂配方调整，并多次进行组分微量调整，通过前后两种外加剂反复对比，包括先掺、后掺施工方法的比较，目前所用调整的外加剂对混凝土材料适应范围较广，它不随先掺、后掺及同时掺加的影响，也不因各粉料组分的多少而使混凝土和易性发生突兀变异。最为可贵的是它可使混凝土坍落度及流动性保持时间远远大于2小时，甚至保持3小时也成为可能，它可使混凝土拌和物在30至120分钟内，流动性较初始增大。其减水率较之前外加剂大，混凝土强度增长幅度空前提高。基本适应我们的原材料性能，也适应于拌和系统同时下料搅拌的施工工艺。最终拌制的C60混凝土拌和物粘聚性、流动性、保水性均较好，混凝土不离析，不泌水，也不板结，不分散分层，拌和物能缓慢自流平，2h仍流动顺畅，易于泵送。另外拌和站计量比较准确，混凝土生产处于稳定、受控状态。
表5.4 调整后TK-PCA2外加剂C60混凝土配合比拌和物性能指标
表5.5 调整后TK-PCA2外加剂C60混凝土配合比力学性能指标
六、混凝土施工
严格、正确的施工是把设计变成优质构件的保证，精确配置，精心施工，才能达到所要求的预期性能。在施工中重点做了一下控制：
1、为了保证混凝土质量，不得改变所选用的各种原材料，特别是混凝土外加剂。必须将桶口封紧，严禁混入雨水稀释以影响减水效果。各材料堆放标识清晰，机械上料时必须有明确的标牌。
2、粗细骨料场地要求进行搭棚处理，避免日晒雨淋。确保其含水量稳定，施工前必须进行砂石含水检测，施工中每班至少有代表性的检测一次。记录并比较实际搅拌操作时使用的含水量。
3、严格控制各种材料计量。偏差按质量计，符合下列规定：粉料、水及外加剂±1%；砂、石±2%。
4、拌制第一盘混凝土时，应加大水泥和砂子用量的10%，其水胶比保持不变，以使搅拌机挂浆。由于高强高性能混凝土粘度比普通混凝土大，且采用掺量相对较少的聚羧酸系列外加剂，搅拌时间应适当延长，本工程中每盘2m3，双轴强制搅拌时间为100秒。
5、施工时模板必须清理干净，混凝土浇筑必须连续进行，并避免出现冷缝。由于浇筑面狭小，浇筑时不可使混凝土堆积，必须确保混凝土到达需要的部位，及时进行捣实。混凝土接茬时间不宜大于60min。
6、高性能混凝土的强度发展及裂缝控制受早期养护影响很大，所以混凝土的养护是浇筑后的重要环节。结构混凝土的耐久性质量在很大程度上取决于施工养护过程中的湿度和温度控制。暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时浇水或覆盖湿麻袋、湿棉毡等进行养护。在炎热气候下浇筑混凝土时，应避免模板和新浇混凝土受阳光直射，入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温不应超过40℃。以免引起混凝土升温过高，而且会因表面失水而开裂。尽可能安排傍晚浇筑，避开炎热的白天，也不宜在早上浇筑以免气温升到最高时加速混凝土的内部温升。在相对湿度较小、风速较大的环境下，宜采取喷雾、挡风等措施或在此时避免浇注平台等有较大暴露面积的构件。
[作者简介] 田伟1981年生，男，本科，主要从事试验检测工作
论文作者:田伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/28
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