预制梁用C50缓凝早强大流态混凝土的研制与应用.pdf
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1、2 0 1 0年 6 月第 7 V 0 L 7 N0 2 I U N2 01 0 预制梁用 C 5 0缓凝早强大流态混凝土的研制与应用 孟伟峰李云龙来立志 ( 深圳市新力源建材实业有限公司 ) I 摘要】根据南坪项 目预制箱 梁的特点,在深圳地 区现有的地材的基础上 ,采用正交法优化配合比,配制 出了优质 的缓凝早 强大流态混凝土,满足 了正常施工的要求和预制箱梁的质量要求。 【 关键词 】缓 凝 旱 强大流 态 正 交法 0引言 南坪预制箱梁对混凝土的技术要求 : 超缓凝:在预制梁的浇注过程 中,因梁厚度 只有 1 8 c m,只能采取附着式振捣器进行振捣,同 时采用了水平分层浇注法,但在振
2、捣时,整片梁都 处于振捣状态,从而要求混凝土的初凝时间必须大 于整片预制梁的浇注时间,要求缓凝时间不低于 7 个小时。 早强:在早期,需要对预制梁进行张拉,要 求混凝土 3 d强度达到设计强度等级 C 5 0的 9 0 , 即 45 0 MP a 。 大流动性:预制梁的结构属箱式结构,配筋 比较密, 为满足施工要求 , 在混凝土的浇注过程中, 要求混凝土具有相对大的流动性。 综上所述, 预制梁用 C 5 0混凝土属于缓凝早强 大流态混凝土。从理论上来讲,缓凝与早强是一对 相互矛盾的组合 ,要保证混凝土缓凝时间的延长势 必要影响到混凝土的早期强度 。通过该项 目混凝土 的研究分析 ,我们认为合理
3、的选择和使用外加剂是 解决矛盾的关键所在 。 1原材料的选择 1 1 7 k 泥 孟伟峰,深圳市新力源建材实业有限公司 地 址 :深圳 市南 J J 区北环 路南倒 广深 公路 东侧 电话:8 3 9 3 7 0 6 2 为满足 C 5 0预制箱梁早强、缓凝 的要求,选用 高强度等级 、早强的及凝结时间相对较长 的水泥 , 根据我公司的实际情况,选用大宇水泥厂生产的强 度等级为 P I 5 2 5 R的硅酸盐水泥和广东 “ 华润 ”水 泥厂生产的 R O 4 2 5 R水泥进行试配, 水泥物理性能 见表 1 。 1 2粉煤灰 表 1 水泥物理性能 项目 大宇 R 1 5 2 5 R “ 华润”
4、R O 4 2 5 R 标准稠度 ( ) 2 7 8 2 6 6 龄期( d) 3 2 8 3 2 8 抗折强度 ( MP a) 6 6 9 5 6 7 8 9 抗压强度 ( MP a ) 3 3 3 5 8 4 2 8 6 5 2 3 初凝时间 ( mi n ) 1 2 2 1 2 5 因该混凝土属于预应力混凝土 ,按规范不允许 掺加粉煤灰。但考虑到掺加少量粉煤灰能有效改善 混凝土的工作性 、降低水泥用量等优 点,选用公司 目前使用的台山电厂的 I I 级粉煤灰进行试配,具体 技术指标见表 2 。 表 2 粉煤灰技术指标 l产 地 及 级 别 细 度( ) 需 水 量比( ) 烧 失 量(
5、) l 台 山I I 1 8 3 9 6 0 7 1 1 _ 3 砂 s1 8 0 鹤 选 用 东 莞 河 砂 , 该 含 量 ( 1 0 0 宝 度模数较高,可提高混凝土的工作度,减少混凝土 用水量, 减少泌水和离析现象, 具体技术指标见表 3 。 G B J 1 0 7混凝土强度合格性判定的唯一标准 。 取得混凝土标准立方体强度是按 G B 1 0 7对混凝土 强度进行合格性判定的必要条件。 用其他方法检测得到的混凝土强度推定值 , 是处理混凝土质量问题的一个依据 ,但不是混凝土 强度判定的依据 。 1 86 同条件养护试件的抗压强度 ,按 G B 1 0 7评 定方法得到的强度代表值,乘
6、折算系数 1 1 ,可作 为结构实体混凝土强度判定的依据 ,该折算系数可 根据当地试验统计资料作适当调整 。 注:直接引用标准原文文字用 “ ”号标出。G B J 1 0 7将要修 订 请读者注意 。 表 3 砂子技术指标 类别 I 细度模数 含泥量( ) 泥块含量( ) 氯离子含量( ) I 1 I 区中砂l 2 7 2 9 1 5 0 6 0 0 4 5 1 4石 子 深云石子 ,该石子含泥量低 ( 1 0 ) ,坚固 性好 ,收缩 比低 ,级配好 ,能降低空隙率,减少砂 率,压碎指标低 ,有利于混凝土强度 的提高,主要 技术指标如下: 表 4 石子技术指标 I 类 别 含 泥 量 泥 块
7、 含 量 压 碎 指 标 l 5 2 5 m m 连 续 级 配 0 8 O 3 三 8 O 1 5外 加 剂 在配合比的设计过程中,缓凝与早强是一对相 互矛盾的组合 ,要保证混凝土缓凝时间的延长势必 要影响到混凝土的早期强度 ,合理选用外加剂可有 效解决二者的矛盾,因此外加剂 的选用是一个至关 重要的环节。根据我公司的实际经验,综合考虑外 加剂厂家供货能力、技术水平及南坪项 目的特点, 选用深圳五山 N型减水剂,具体技术指标见表 S 。 表 S 外加剂技术指标 技术 3 d抗压强 初凝延长 固含量( ) 比重 减水率( ) 指标 度 比( ) 时间( h ) 五 山 40 1 21 0 2
8、8 1 50 45 N型 2设计试配方案 试配主要 目的是考核水灰比、用水量、外加剂 掺量和粉煤灰掺量四个因素对预制箱梁用 C 5 0 缓凝 早强大流态混凝土的早期强度 、初凝时间和工作性 的影响,从而找出最佳组合,制定最优配合 比。考 核指标是混凝土拌和物工作性、3 d强度 、2 8 d强度 及初凝时间。 表 6 因素水平表 水 因 素 平 水比 用水 ( K g m3 ) 外加剂掺量( ) 粉煤灰掺量( ) 1 0 2 9 1 5 5 2 2 0 2 0 31 1 6 0 2 3 6 3 0 3 2 1 6 5 2 5 9 2 1制定因素水平表 影响预制梁用 C 5 0 缓凝早强大流态混凝
9、土强度、 工作性及初凝时间的因素有许多方面,在施工工艺、 养护条件一定的情况下,在试配中只考虑原材料 的 情况,而根据经验 ,我们选择 4个主要影响因素: 水胶 比、用水量、外加剂 的掺量和粉煤灰掺量,并 根据以往的试配经验和工程实践,对每个因素各制 定三个水平,见表 6 。 2 2利用正交表安排试配 使用华润水泥和大宇水泥 ,按照 因素水平表 ( 表 6 ) ,把具体的因素水平选出列于正交表上,并 依据具体 内容 ,计算出每一试验号的配合比,试配 时混凝土假定容重为2 4 0 0 K g m3 , 砂率选择按水胶 比 0 2 9 ,0 3 1 ,0 3 3分别为 3 2 ,3 4 ,3 6
10、。试 配结果见表 7 、表 8 。 根据以上试配结果显示,在使用相 同配合比时, 在使用华润水泥的情况下,坍落度更大,流动性更 好,初凝时间更符合工程需要。 2 _ 3试配结果的分析 试配 的目的是既要达到 3 d和 2 8 d的强度指标 和 缓凝时问的要求又要保证混凝土拌合物有 良好 的工作性 ,我们分别对各个因素如何影响强度、坍 落度和初凝时间进行分析,然后再进行综合考核分 析 ,确定最佳组合参数。试配结果的数理统计计算 列于表 9 、表 1 0 。 由表 9 、 表 1 0初步看 出, 影响混凝土坍落度的 主次顺序为 :华润水泥为:用水量一外加剂掺量一 水胶 比一粉煤灰掺量 ,最佳组合为
11、 :A 2 B 3 C 3 D 2 , 大宇水泥为 :用水量一外加剂掺量一粉煤灰掺量一 水胶 比,最佳组合为 :A 2 B 3 C 3 D 2 ;影响混凝土 R 3 的主次顺序为 :华润水泥为:水胶 比一外加剂掺量 一 用水量一粉煤灰掺量 , 最佳组合为: A I B 2 C I D 2 , 大宇水泥为:水胶 比一粉煤灰掺量一用水量一外加 剂掺量,最佳组合为:A I B I C 2 D 1 ;影响混凝土初 凝时间的主次顺序为:华润水泥为:外加剂掺量一 水 胶 比一用 水 量一 粉煤 灰掺 量 ,最 佳组 合为 : A 3 B 2 C 3 D 2 ,大宇水泥为:外加剂掺量一粉煤灰掺 量一用水量一
12、水胶比,最佳组合为 :A 2 B 2 C 3 D 3 。 由表 1 1 、表 1 2可 以看出:对于华润水泥来说,用 水量对混凝土坍落度有显著影响,水胶 比对混凝土 3 d 强度有显著影响,外加剂对混凝土初凝时间有非 常显著的影响;对于大宇水泥,用水量对混凝土坍 落度有非常显著影响, 水胶比对混凝土3 d 强度有非 常显著影响,外加剂对混凝土初凝时间有非常显著 的影响。 对于坍落度这一考核指标 ,只有 “ 用水量 ”因 素影响显著 ,其他因素均被误差淹没;对于 R 3强 度这一考核指标,只有 “ 水胶 比”因素影响非常显 著,其他因素也被误差淹没 ;对于混凝土初凝时间 这一考核指标,只有 “
13、外加剂掺量”因素影响非常 显著 ,其他 因素也被误差淹没。这样从经济方面考 虑,最佳组合应该是,华润水泥对于坍落度应为: A 2 B 3 C 1 D 2 ;对于 R 3强度应为:A 2 B 2 C I D 2 ;对于 初凝时间应为:A I B 2 C I D 2 ;综合因素考虑最佳配 1 87 2 0 1 0年 6月第 7卷第 2 由 l V 0L 7 N0 2 I UN2 比为。大宇水泥对于坍落度应为:A 2 B 3 C 1 D 2 ;对 于 R 3强度应为:A 3 B 3 C 1 D 2 ;对于初凝时间应为: A3 B 1 C 3 D 3 。本次试配被淹没 的因素 ,并非因素本 身影响不显
14、著 ,而是由于水平选取太近的缘故,这 种近水平的选取是为 了在最佳用量之 间做最后 的 抉择 。 表 7 华润水泥试配方案与结果 因素 A水胶比 B 用水量 c 外加剂掺量 D 粉煤灰掺量 考核指标 1 2 3 4 坍落度 ( mm) R 3 ( MP n ) R 2 8( MP n) 初凝时间 ( h ) l l ( o z g ) 1 ( 1 5 5 ) 1 ( 2 2 ) 1 ( 0 ) 1 7 0 5 1 _4 7 1 4 7 0 2 1 ( 0 Z 9 ) 2 ( 1 6 0 ) 2 ( Z - 3 ) 2 ( 6 ) 1 9 5 5 O 9 7 0 9 7 4 3 1 ( 0 z
15、g ) 3 ( 1 6 5 ) 3 ( Z 5 、 3 ( 9 ) 2 1 0 5 0 7 7 0 6 8 4 4 2 ( o 3 1 ) l ( i a s ) z ( z - 3 ) 3 ( 9 ) l 8 0 4 6 2 6 6 4 7 6 5 z ( o 3 1 ) z ( 1 6 o ) 3 ( 2 5 ) 1 ( O ) 2 0 5 4 7 6 6 6 8 8 6 6 2 ( 0 3 1 ) 3 ( 1 6 5 ) l ( Z 。 2 ) 2 ( 6 1 2 0 0 4 8 8 6 8 2 7 2 , 7 3 ( 0 3 3 ) l ( 1 a S ) 3 ( 2 5 ) 2 (
16、6 1 1 8 5 4 2 6 6 1 4 8 8 8 3 ( O 3 3 ) 2 ( 1 6 0 ) 1 ( 2 2 1 3 ( 9 ) 1 9 0 4 4 8 6 3 _5 7 4 9 3 ( O 3 3 ) 3 ( i 6 S ) Z ( Z 31 l ( O 1 2 0 5 4 1 7 6 0 2 7 8 表 8 大宇水泥试配方案与结果 因素 A 水胶比 13 用水量 c 矽 加剂掺量 D 粉煤灰掺量 考核指标 1 2 3 4 坍落度 ( mi l 1 ) R 3( MP a ) R 2 8 ( MP n ) 初凝时间 ( h ) 1 l ( o z g ) l ( 1 S S ) a
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