中铁大桥局集团第六工程有限公司 湖北武汉 430100
摘要：平潭海峡公铁两用桥塔柱混凝土采用C50高性能混凝土，根据设计及现场施工技术要求，试验室前期根据所用原材料，进行了配合比初步设计；初步设计配合比在使用过程中由于工作性不是十分理想，对现场施工造成了一定影响，为了提高和改善混凝土的工作性，我们对配合比进行了进一步优化，确保了现场施工的顺利进行，混凝土各项检测指标均满足设计及施工要求。
关键词：海峡公铁两用桥 C50塔柱 高性能混凝土 配合比优化
一、前 言
在满足混凝土强度、耐久性及和易性的基础上,从工程造价最小化方面考虑，对高强高性能混凝土配合比进行优化，是我们试验工作中的一项重要任务。随着当前我国高速铁路、高速公路建设的蓬勃发展，超高度、大跨度、高层建筑物的不断涌现，对于高性能混凝土的应用也越来越多；混凝土具有高性能，应用于施工中能够提高建筑物施工质量,保证施工进度,降低施工成本。
二、配合比优化目的
作为工地试验室我们首先必须确定配合比优化的主要目的，主要是根据前期的施工配合比在现场施工中的应用效果，总结混凝土各项性能的前提下，重新设计更为经济、合理的配合比。在保证工程质量的前提下，从而实现降低原材料成本，提高经济效益，加快施工进度的各种目的。下面介绍平潭海峡公铁两用桥塔柱C50高性能混凝土的优化过程。
三、配合比优化途径及方案
配合比优化具有多途径，多方案的选择方式。首先应该从原材料进行优化选取，前期对各种原材料的考察至关重要，考察的内容主要包括材料的质量，价格，供应等。原材材料确定以后，紧接着进行配合比的初步设计。最后根据初步设计配合比的性能指标情况再进行优化设计。优化设计方案可以按照以下几种思路进行制定：
（1）满足设计技术要求前提下尽量降低水泥用量，节约成本、提高耐久性最有效的方案；
（2）掺加掺合料（粉煤灰、矿粉等）、并选取多种掺量比较，可采用正交设计进行优化；
（3）降低混凝土单方容重、保证强度及耐久性前提下，设计低容重配合比，降低成本。
根据平潭C50塔柱高性能混凝土的使用情况，我们主要采用改进粗骨料质量的途径，改善混凝土和易性，提高现场混凝土施工工作性。
四、平潭桥C50塔柱高性能砼配合比设计要求
4.1、环境类别，环境等级：T2、L1(100年)。
4.2、胶凝材料掺量控制要求，胶凝材料总量B为400～480 kg/m3.
4.3、混凝土性能设计要求
4.3.1工作性能:
混凝土坍落度：塔柱混凝土浇筑过程中采用泵送施工，泵送高度超过100米，因此对混凝土和易性要求较高，初始坍落度SL0为160～200 mm，温度条件30℃±5℃ 条件下，2小时之后的坍落度需在初始设计值范围内，混凝土拌合物的含气量初始值和2h之后的值均不应小于3.0%；混凝土拌合物保水性性能好且无泌水，粘聚性良好。
4.3.2力学性能:
设计强度：C50, 现场施工要求施工2天拆模，同条件养护试件抗压强度达到设计强度60%以上,标准养护28天强度符合设计要求。
4.3.3耐久性要求:
总碱量不超过1.8 kg/m3；Cl-最大限值为胶凝材料总量的0.06 %；SO3含量不超过胶凝材料总量的4.0 %；水胶比≤0.36；浆体体积比≤0.35；56d电通量小于1000 C；56d氯离子扩散系数DRCM不大于7.0×10-12m2/s；84d氯离子扩散系数DRCM不大于1.5×10-12m2/s；
五、配合比优化过程
4.1 前期配合比用原材料及技术指标
①水泥：采用大连天瑞水泥有限公司生产的P.II52.5水泥，比表面积341（m2/kg），28天抗折强度7.8MPa，抗压强度57.9MPa，碱含量0.40%；
②掺合料1——粉煤灰：马鞍山万能达发电公司产 I级粉煤灰，细度4.9%，烧失量2.71%，需水量比94%，氯离子含量0.011%，碱含量0.62%；
③掺合料2——矿粉：采用三钢集团产S95级磨细矿渣粉，比表面积434m2/kg，28天活性指数112% ，氯离子含量0.03%，碱含量0.76%；
④粗骨料：采用福建平潭太明碎石，二级配5～10 mm、10～20 mm碎石按3:7比例配成连续级配，表观密度2.65g/cm3，堆积密度1.52g/cm3，含泥量0.2%、压碎值6.5%、针片状6.0%、无碱活性；
⑤细骨料:：采用福建闽江河砂,经筛分试验，该细集料级配符合JTJ52-2006中II区级配范围，属中砂。细度模数2.8，表观密度2.63g/cm3，堆积密度1.62g/cm3，含泥量0.8%，无碱活性；
⑥外加剂: 采用江苏奥莱特新材料有限公司ART-JR型聚羧酸高性能减水剂，减水率33%，含气量2.7%，28天抗压强度比139%，氯离子含量0.25%，碱含量3.94%；
⑦引气剂: 采用江苏奥莱特新材料有限公司ART-XY型引气剂，减水率11%，含气量6.7%，28天抗压强度比93%，氯离子含量0.02%，碱含量0.36%；
⑧水:地下水符合饮用标准，pH=6.62，氯离子含量7mg/L.
4.2 前期确定配合比及检测数据
为了不耽误现场施工进度，根据前期所用原材料确定初步使用配合比，由于前期开工要求时间紧迫，配合比必须尽快完成提供给现场施工，在选材及确定配合比过程中时间仓促，所确定配合比及检验结果如下：
碎石技术指标（改进后）
4.5 配合比优化结果
经过重新试配，确定了以下优化后的配合比：
六、总 结
6.1 工地试验室作为服务于项目部现场施工的专业化部门，在做好各项检验工作的同时，保证材料质量的前提下，充分考虑降低混凝土成本是一项重要的任务。我们的工作就是想方设法，根据当地材料情况，采取各种途径及方案对施工所用配合比进行优化，为项目部节约成本，从优化结果来看，具有一定济效益。
6.2 本文主要针对C50塔柱混凝土配合比的现场使用效果进行工作性优化，因为塔柱施工质量对整个桥的结构安全至关重要，施工难度较大，所以设计更为优异的配合比不但能保证现场施工顺利进行，也是确保塔柱工程质量的重要因素。
6.3 对于配合比优化工地试验室必须要小心谨慎，节约成本，降低造价只是配合比优化的一个方面，以损害工程质量的做法来获取经济效益是绝对不可取的；因此必须是在保证混凝土质量的前提下进行优化，优化目的明确，优化方案可以从多因素、多角度进行考虑；要不断对优化结果进行总结，为再次优化提供参考数据。
论文作者:苏杰
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/20
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