C50箱梁混凝土配合比选定报告

C50箱梁混凝土配合比选定报告

1 概述

吉图珲铁路客运专线箱梁预制采用高性能混凝土技术，高性能混凝土的配合比试验研究是客运专线箱梁生产质量的关键，是实现我梁场创优目标的重要组成部分。箱梁使用的高性能混凝土，除满足施工强度要求外，还必须满足高性能混凝土耐久性能要求，包括抗裂，抗冻融，抗渗，抗氯离子电通量，其核心就是要具备高度的密实性和引入一定的含气量;其二，必须满足泵送要求，特别强调混凝土的坍落度一小时经时损失,和泵送过程损失;其三,对和易性能的要求,因高性能混凝土的大坍落度,大流动度, 若和易性能不好,容易造成混凝土离析,泌水，不能满足桥梁的内实外美的要求。

我中铁十一局集团桥梁有限公司安图制梁场试验室于2011年6月开始进行配合比试验工作，包括原材料的试验，配合比的设计和试验等工作。现已经完成C50预应力混凝土的配合比的试验工作，并选定了基本配合比。

2 配合比试验配制原则

我试验室按照《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》铁科技[2004］120号、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》科技基[2005]101号、《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002、《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2002等依据选定配合比：

2.1 进行原材料的比选试验，确定品质性能符合《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》要求的水泥，粉煤灰、砂石、外加剂和水用于混凝土试配。

2.2 混凝土的配合比重要参数:

2.2.1标准规定C50箱梁混凝土胶凝材料用量不超过490kg，其最低量按最不利环境作用等级（H4或L3或D4）设计时应该不低于360kg/m3；

2.2.2水胶比按最不利环境作用等级（H4或L3或D4）设计考虑时，不大于0.35；

2.2.3 矿物掺合料掺量:采用单掺或者双掺技术时,粉煤灰的掺量都不宜大于30%；

2.2.4碱含量，当采用砂浆棒法膨胀率在0.10-0.19%之间的碱-硅酸反应活性骨料时,各种材料带入的碱含量总和不大于

3.0 kg/m3；

2.2.5氯离子含量，各种材料带入的氯离子总量不大于胶凝材料总量的0.06%。

2.2.6不同环境下，混凝土的三氧化硫含量不应超过胶凝材料总量的4.0%

2.3 混凝土拌和物性能：

2.3.1 混凝土坍落度:为满足箱梁灌注，混凝土入模时坍落度要求不小于120mm，考虑泵送管道（管道按50m长度算）和经时坍落度损失，混凝土出机坍落度应该控制在200±20mm，半小时经时坍落度损失一般不大于30mm，最大不超过50mm。

2.3.2 混凝土含气量：提高混凝土含气量对提高桥梁耐久性（特别是抗冻融）很有好处，但对桥梁外观质量影响却很大，怎样控制含气量，出机含气量和入模含气量的关系，震捣对混凝土含气量的影响，根据规范标准预制梁混凝土出机含气量控制在2.0~4.0%。

2.4 混凝土的力学性能：

根据我箱梁生产的最快进度要求（月生产能力45榀），配合比设计考虑强度增长必须满足：蒸养36小时（静停4h，升温6h，至40 5℃，恒温18h，降温12h至环境温度），

R 5d ≥43.5MPa，自养10d，R

10d

≥53.5MPa，弹模E

10d

≥35.5GPa, R

28d

≥58.5MPa，弹模E

28d

≥

35.5GPa.

2.5混凝土耐久性能：

3 我试验室配合比设计重要参数和方案的初步选择

3.1胶凝材料用量的选择：

根据规范要求，C50混凝土配合比最大胶凝材料用量不应超过490kg/m3，我们选择490kg进行试验，给予前期配合比以较大强度保证率，实际施工中根据强度评定情况给予适当调整。

3.2粉煤灰单掺方案的选择:

粉煤灰由于活性微集料的几大效应（火山灰效应，填充效应，界面效应，减水效应），对混凝土耐久性提供了保证，但充分发挥效应还应具备几个条件，其一，珠形玻璃体含量，其二，混合材颗粒粒径与水泥颗粒在微观上形成级配体系。粉煤灰和水泥正好形成一个微观级配体系，混凝土密实性将显著提高，而密实性正是耐久指标中抗渗，电通量，抗冻融的关键因素。另外，粉煤灰在施工中各有优缺点。粉煤灰具有火山灰效应，但一般在后期才体现强度的增长，所以对混凝土塌落度的经时损失很小。粉煤灰由于珠形玻璃体的作用，流动性较好，对强度的增长作用优于粉煤灰，且矿粉具有良好的粘聚性，泌水性小，保水

性好。

3.3 混合材掺量的选择

目前高性能混凝土为延缓水化热高峰，防止裂纹，大体积混凝土都提倡大剂量掺加混合材料，经试配感觉粘度过大，流动性不好，须加大减水剂用量，调整砂率,以降低粘度过大问题。考虑生产进度，需要满足施工的早期强度，所以需要考虑冬季和夏季不同施工条件下的配合比情况,一般经验,水泥用量多而混合材用量少些,早期强度高些。根据高性能混凝土暂行技术条件规定：“预应力混凝土及处于冻融环境的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%”。因此本配合比选择混合材掺量为22%。

3.4外加剂的选择

聚羧酸高效减水剂是一种新型高性能减水剂，基本不含有害成分，减水率高，且不受环境温度影响，受水泥的适应性也较萘系减水剂影响小，对混凝土的坍落度保持，凝结时间的控制很有效果，且因掺量小，价格相差不太大，故考虑选聚羧酸高效减水剂。

3.5二级碎石掺量比例的选择

箱梁制造工艺要求碎石按两级级配分掺，有效的保证了碎石在混凝土中的最小空隙率，保证了混凝土的密实性，耐久性。寻找碎石的最佳分掺比例，达到最小的空隙率。必须经试验确定粗细档碎石掺量，才正式进行配合比试验。

3.6 砂率的选择

砂率是高性能混凝土的一个很重要的指标,直接影响着混凝土的和易性,密实性能。根据实际经验及参考资料泵送混凝土最佳砂率宜为38%-42%。石子粒径越小，砂子越粗，砂率应该取上限。

4 原材料试验

4.1原材料的选择：

选用减水剂时必须与厂家确定减水剂的含固量和减水率，含固量指标要求为S＞25%时，0.95～1.05S；S≤25%时，0.90～1.10S（S为试拌配合比时所用减水剂的含固量），减水率指标为27.34%（为试配时减水剂样品的减水率）。同时还需进行减水剂与水泥适应性试验。

5 拌和前试验

5.1细骨料

配制混凝土用砂为石门镇大成砂场河砂，细度模数为M x=2.8，堆积密度为1.54g/cm3，表观密度为2.61g/cm3。