海工大体积混凝土耐久性控制.pdf
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1、第9 卷第2 期 2 0 1 0 年 6 月 石家庄铁路职业技术学院学报 VO L 9 N o 2 J OUR NAL OF S HI J I AZHUANG I NS TI TUT E 0F RAI L WA Y T E CHNOL OGY J un 2 0 l 0 海工大体积混凝土耐久性控制 任 庆 国 苗 兰弟 ( 陕西铁路工程职业技术学院 陕西渭南 7 1 4 0 0 0 ) 摘要: 在建设工程中大体积混凝土常见的质量问题就是混凝土结构产生裂缝,为防止裂缝产生, 不仅要满足强度、抗渗等要求,还要严格控制大体积混凝土内外温差。结合工程实际经验,从胶凝 材料用量的控制、原材料的质量控制、正
2、交设计法的运用等方面探讨大体积混凝土的耐久性,以期 达到提高大体积混凝土质量的目的。 关键词:大体积混凝土 耐久性 质量控制 正交设计 中图分类号: T U 7 5 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 3 - 1 8 1 6 ( 2 0 1 0 ) 0 2 - 0 0 2 1 - 0 3 1 前言 随着 国民经济的 日益繁荣,海上特大桥工程也 日益繁多,高性能混凝土需求增多,在海工混凝 土施工中对耐久性的要求是很重要的。为获取高性能混凝土,最重要的是优化混凝土配合比。本工 程所用混凝土原材料多达 8 9种,各种材料交互作用,优化一个配合比较为复杂,同时要满足海工 混凝土耐久性也要
3、采取一系列措施。 2 提高混凝土耐久性的方法 , 2 1控制水泥用量,取利去弊保证混凝土体积稳定性, 减少混凝土 自收缩 本工程地处I I I F 级环境及腐融作用等级的主通航孔,一个承台的混凝土方量一万二千多立方 米,按惯用配合比将导致混凝土在硬化过程中因水化热引起较大的内外温差,致使混凝土结构产生 裂缝。要解决水化热过大造成混凝土内外温差过大问题,严格控制水泥在混凝土配合 比上的用量是 最重要的。除了因水泥用量大使混凝土温差增大外,还会造成混凝土 自收缩增大导致裂纹增加的现 象 。因此,盲 目多用水泥来提高强度是以牺牲混凝土耐久性为代价的,在保证强度的前提下减少水 泥用量是增强混凝土耐久性
4、的一剂 良药 。本工程配合 比经多次优化,水泥用量 已降至1 3 6 k g m ,仅 占胶凝材料的3 5 ,这样早期强度降低了,后期强度确保了,大大的减少发生温差裂纹的可能。之 所以如此少的水泥用量而混凝土强度还能确保是因采取 了大剂量的掺用粉煤灰和矿粉 以及使用了高 性能减水剂。粉煤灰和矿粉两种材料发挥强度具有后期性,粉煤灰的强度是靠水泥中的碱激活的, 工程中所用低碱水泥 ( 0 6 碱含量 )足 以激活粉煤灰活性。掺用粉煤灰对获取好的配合比具有以下 优点:一则利用了粉煤灰之强度 ,二则消耗了大量的碱,使碱集料反映得到了进一步抑制。本工程 每立方混凝土粉煤灰用量为1 7 6 k g ,为胶
5、凝材料的4 5 ,比水泥用量还高。需要注意的是粉煤灰必 收稿日期:2 0 1 0 0 3 2 5 作者简介:任庆国 ( 1 9 8 0 - ),男,汉,山东曹县人,学士,研究方向桥梁病害的检测及维修; O n l。 2l 石家庄铁 路职业技术学院学报 2 0 1 0年第 2 期 须是各指标合格 ,否则达不到现有效果,本工程是用谏壁 电厂,风选 I 级低钙灰,取得了很好的效 果 。 总而言之减少水泥用量就减少了水化热 ( 四号墩承台底层混凝土经温控测试混凝土内部温度峰 值为 4 3) 。比温控设计的最高温度 “ 不宜超过 5 6”低 了很多,减少了温差,给温控工作减少 了压力。减少了水泥用量就减
6、少了混凝土的自收缩。这样减少水泥用量就去了两害。而多用粉煤灰, 调动 了粉煤灰发挥强度的潜力,得到了强度同时消耗 了碱,抑制了碱集料反应从而获得了两利 ,这 样取利去弊,找到既保证混凝土强度又最大限度的降低水化热的结合点,就有效的提高了混凝土的 耐久性 。 2 2减少胶凝材料总量 有资料介绍混凝土 自收缩有时可达到混凝土总收缩的 5 O,在加上早期养护不当,混凝土的开 裂就会随之而来。要克服这个问题,首先要在配合比上把好第一关,即尽量降低胶凝材料用量,从 而减少混凝土总收缩值。减小胶凝材料总量,最有效的办法是降低每方混凝土的用水量 ,而现实低用 水量的技术途径主要是靠掺用高性能减水剂 ( 本工
7、程所用外加剂为 U C I B型外加剂,减水率为 2 8 左右,2 8 d 抗压强度比为 1 5 1 ,混凝土缓凝时间为2 1 个多小时, 混凝土含气量为4 6 ) ,再则是 掺用矿粉 ( 矿粉重要指标比表面积为 3 5 8 m k g 、活性指数 1 0 4)以及严格控制其它原材的技术指 标。本工程每方混凝土用水量 ( 包括两种外加剂中的含水量)为 1 3 8 k g 。因此胶凝材料总量得以控 制在 3 9 0 k g m 。混凝土坍落度还能达到 2 0 0 mm,压力泌水值 2 8是满足施工要求的。因此也使水 胶 比控制在 O 3 5 左右也是比较合适的。 2 3获得高性能混凝土、原材质量
8、不容忽视 合格 的混凝土必须有合格的材料为依托 。为确保混凝土耐久性,为使混凝土早期强度不至过高, 我们首先注重水泥中 C 3 A的控制和使用的缓凝型减水剂 ( 现用水泥中 C 3 A含量 79) 。因此提 高了混凝土极限拉伸值 ,更充分的发挥外加剂的减水率 ( C 3 A吸附外加剂多) 。 2 _ 3 1砂子 本工程所用砂最大特点是洁净,材质坚硬 ( 石英含量高) ,由于严格的控制,基本满足了 2 6 - - 2 9这个很严格的细度模数。而 2 3 6 mm筛孔的累计筛余量大于 1 5和 0 3 mm孔的累计筛余量宜 在 8 5 9 2 的范围,受资源影响很难达到 ,但其缺欠通过混凝土配 比
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