广东水电二局股份有限公司 广州新塘 511340
摘要：本文结合湖北省本地区材料情况，使用聚羧酸盐系高效减水剂和Ⅱ级粉煤灰，配制出满足施工张拉要求C55高性能混凝土。该混凝土材料易购，成本较低，具有高流动性，坍落度损失小，易于施工的特点。
关键词：高强混凝土；配制；应用
概述：某大桥位于湖北省旧市某镇，全长479米，是移民迁镇的标志性工程也是某电站移民复建重点工程，是连接河对岸山区人民出行的重要交通枢纽，大桥刚构箱梁采用挂篮悬臂浇筑法施工、混凝土设计强度等级为C55。设计要求箱梁混凝土浇筑完7天进行预应力张拉（混凝土抗压强度需达到设计强度90%），混凝土坍落度180mm ～220mm，1小时坍落度损失小于20mm，初凝时间大于6小时。该桥址处于山区，交通不便利，混凝土所用原材料的选择范围小，本着就地取材，经济性适用的原则，使用聚羧酸盐系高效减水剂和Ⅱ级粉煤灰，配制出早期强度高、满足施工张拉要求C55混凝土。该混凝土材料易购，成本较低，具有高流动性，坍落度损失小，保水性好，稠度低，易于施工的特点。
1、原材料
1.1、水泥
根据《高强混凝土机构技术规程》，配制高强混凝土的水泥，宜选用强度等级为52.5MPa或更高强度等级的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，无论何地生产的水泥，必须达到强度满足、、质量稳定、需水量低、流动性好、外加剂适应性好、活性较高的要求。依据以上各项要求，通过对腾龙水泥厂、华新水泥厂的水泥对比试验，选用了技术指标较优的腾龙水泥厂生产的连珠牌P.Ⅱ52.5水泥。试验结果为：比表面积330/Kg，初凝时间2h23min，3h22min，3d抗压强度30.7 MPa，3d抗折强度5.7 MPa，28 d抗压强度59.7MPa，28 d抗折强度8.8MPa。
1.2、粉煤灰
由于市场上Ⅰ级粉煤灰和95级矿粉采购运输不方便且成本较高，因此使用了Ⅱ级粉煤灰，本工程使用的湖南桑植县岱鑫环保建材Ⅱ级粉煤灰需水量比小于100；烧失量小于5%；在配合比加入该粉煤灰对用水量并无影响。掺入了该级粉煤灰后改善了混凝土的和易性，减少泌水和离析，提高了混凝土密实度；减少了混凝土坍落度损失，有利混凝土的运输、浇筑和振捣密实；经反复试验强度并没有降低，后期强度反而有些许提高，但掺量过高时早期强度下降明显。综合考虑保证强度和工作性性能的情况下，掺入10%的该Ⅱ级粉煤灰是可行的，降低了水泥用量和水化反应，改善了混凝土耐久性。试验结果为：细度15.7%，烧失量4.8%，需水量比98%，三氧化硫含量 0.7%。
1.3、骨料
细骨料采用细度模数在2.80的人工砂，表观密度2650kg/m3，含泥量＜1.0%。经过对多个石场的对比试验，采用了技术指标最优的马尾沟石场4.75～19.0mm碎石，该碎石级配及颗粒形态良好，表观密度2700kg/m3，压碎指标11.8%，含泥量0.4%，针片状含量3.0%。
1.4、外加剂
通过几个厂家的对比试验选用了山西格瑞特GRT-PC1聚羧酸盐系缓凝高效减水剂，该减水剂和腾龙P.Ⅱ52.5水泥适应性好，配制的混凝土具有流动度大、和易性和保坍性能好、强度高，有效的解决了低水胶比与混凝土高工作性的矛盾。最佳掺量为1.0%，其含固量20%，减水率＞22%，28天抗压强度比为134%。
1.5、拌合用水采用洁净的饮用水
2.配合比设计混凝土试配配制强度
根据JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》、CECS104-99《高强混凝土结构技术规程》和JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》的要求，再结合我公司的质量控制水平，混凝土配制强度按下式计算：
fcu，o=fcu，k+1.645σ σ取5.5 MPa，设计强度为C55。fcu，o=C55+1.645×5.5＝64.1MPa
通过参考配制高强混凝土试验参数的要求，确定了水灰比、用水量、砂率，并以坍落度、扩展度、倒坍排空时间、抗压强度为主要评价指标。第一次试拌前，考虑到计算的配合比水泥用量大，用水量少，混凝土会很粘稠，不利于现场施工，特要求适当增加外加剂的引气成分来改善混凝土的粘度，试验结果见表2.1：
验证配合比试验结果：7天平均抗压强度60.1 MPa，能满足现场张拉要求，28天平均抗压强度68.5 MPa，大于配置强度；平均扩展度达到了610*605mm，大于500mm，倒坍排空时间ts平均时间为17.1秒，不超过25秒，说明混凝土工作性（可泵性）良好，初凝时间大于6小时，能满足施工需要。
3、配合比的应用
某板大桥钢构箱梁混凝土于2012年5月开始浇筑，现场施工流程是：混凝土搅拌→搅拌车运输→吊罐浇筑→初凝时养护，针对该部位混凝土强度等级高，且拌合设备和施工条件较差的特点，我公司做到了精心施工，对混凝土从原材料进场检验到生产到运输到罐送浇筑、养护都安排好人员进行了层层把关，大家各尽其职，相互配合，不但确保了施工的连续性也防止了影响质量因素的发生。当第一块和第二块箱梁混凝土浇筑完成7天后张拉成功，试验室检测3天抗压试件强度平均值分别为51.0MPa和51.3 MPa，7天抗压试件强度平均值分别为58.5 MPa和59.0 MPa，考虑到现场混凝土3天实测强度能大于设计要求张拉的强度49.5 MP，也为了加快施工进度和实现提前通车的目标，将箱梁张拉时间提前到5天，于同年12份顺利地完成了箱梁混凝土的浇筑，比预计提前半年完成。在此期间，共浇筑混凝土2300m3，成型3d抗压试件49组，同条件养护抗压强度max=52.7MPa，fcumin=49.8MPa，成型5d抗压试件45组，同条件养护抗压强度max=56.7MPa，fcumin=54.7MPa满足现场箱梁张拉的条件；成型28d抗压试件49组，标准养护抗压强度fcumax=70.0MPa，fcumin=62.0MPa，fcu=65.0 MPa，б=2.9，达到了《公路工程质量检验评定标准》中判定合格的要求。
4、结语
通过工程实际应用得出，当设计无耐久性要求和早期强度高的高强混凝土时，宜采用非引气型高效减水剂，混凝土含气量宜控制≤3%。
参考文献
[1]JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》
[2]CECS104：99《高强混凝土结构技术规程》
[3]JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》
作者简介：郑志文，男，汉族，1975年10月25日出生，工作单位：广东水电二局股份有限公司，现工作单位：广州鑫冠置业有限公司。
论文作者:郑志文,谢小辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/12
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