摘 要:結(jié)合石太鐵路客運(yùn)專線Z9標(biāo)段所處的地理環(huán)境,以滿足高性能混凝土耐久性指標(biāo)為前提,同時(shí)考慮高性能混凝土的經(jīng)濟(jì)性,對(duì)當(dāng)?shù)卦牧线M(jìn)行科學(xué)合理的篩選,通過(guò)幾次對(duì)不同外加劑,不同水泥以及不同粉煤灰摻量的對(duì)比試驗(yàn),逐步優(yōu)化配合比,在達(dá)到相同工作性能和力學(xué)性能的條件下,取得好的經(jīng)濟(jì)效益,為客運(yùn)專線高性能混凝土的應(yīng)用與探索提供了一定經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:石太客運(yùn)專線; 高性能混凝土; 耐久性; 配合比
中圖分類號(hào):U21411 + 8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào): 1004 - 2954 (2007) 04 - 0098 - 05
1 概述
石太鐵路客運(yùn)專線工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)新,技術(shù)含量高,質(zhì)量要求嚴(yán)。橋隧工程要求“零缺陷”,主要承重結(jié)構(gòu)要求確保100年使用壽命,其設(shè)計(jì)施工代表了我國(guó)目前混凝土施工的較高水平。為保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,工程采用以高性能混凝土技術(shù)為核心的綜合耐久性技術(shù)方案。然而,目前我國(guó)混凝土超長(zhǎng)壽命服役的相關(guān)技術(shù)規(guī)范,高性能混凝土的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用方面尚在研究階段,因此結(jié)合石太客運(yùn)專線Z9標(biāo)段工程的具體需要,實(shí)踐并探索混凝土結(jié)構(gòu)耐久性策略和高性能混凝土的應(yīng)用技術(shù)顯得極為迫切和重要。
2 高性能混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)
高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上,采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土,是以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo),針對(duì)不同用途的要求,對(duì)下列性能有重點(diǎn)地加以保證:耐久性、施工性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
我公司承建的石太鐵路客運(yùn)專線Z9標(biāo)段位于山西省太原市陽(yáng)曲縣境內(nèi),混凝土所處環(huán)境為二級(jí)碳化環(huán)境( T2)和三級(jí)凍融破壞環(huán)境(D3) ,混凝土要求具有良好的抗裂性、護(hù)筋性、耐蝕性、耐磨性及抗堿集料反應(yīng)性等耐久性能。混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)不同部位采用C15～C50。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的首要因素是混凝土的氯離子(Cl- )滲透速度和混凝土抗凍融破壞能力。規(guī)范對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的電通量和抗凍等級(jí)的具體指標(biāo)要求見(jiàn)表1。
3 高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)(圖1 )
高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,沒(méi)有統(tǒng)一的條條框框。選擇合適的原材料,優(yōu)化配合比參數(shù),或是根據(jù)合理的性能- 配比參數(shù)關(guān)系模型,有目的地進(jìn)行少量的試配,然后由試配結(jié)果使關(guān)系模型中的參數(shù)具體化,便是高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的合理途徑。
混凝土是由各種形狀和大小的集料顆粒和水泥漿凝結(jié)硬化而成的水泥石所組成的,可以把它看作是水泥石與粗細(xì)集料組成的復(fù)合材料。因此,混凝土的強(qiáng)度、耐久性主要取決于水泥石的強(qiáng)度與耐久性、集料的強(qiáng)度以及水泥石與集料之間的粘結(jié)強(qiáng)度與耐久性。選擇合適的原材料、優(yōu)化配比參數(shù),以提高這三者強(qiáng)度、耐久性和混凝土的工作性是高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
3．1 正確選擇原材料
高性能混凝土必須同時(shí)具有好的施工性能,滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的物理力學(xué)性能和優(yōu)異的耐久性。因而其混凝土組成體系的多元化是必然的,這種多元化研究體系使得正確選擇原材料尤其重要。
3．1．1 膠凝材料的選擇
(1)水泥:除水泥的強(qiáng)度等級(jí)外,水泥礦物組成和細(xì)度都對(duì)高性能混凝土的性能有影響。高性能混凝土對(duì)水泥還增加了如下要求:細(xì)度≤10．0%,游離氧化鈣含量≤1．0% ,堿含量≤0．8% ,熟料中的C3A 含量≤8% , Cl- 含量≤0．1%。高細(xì)度水泥早期強(qiáng)度增長(zhǎng)很快,但后期強(qiáng)度很少增加,而且水化熱大,容易形成溫度裂縫。所以,在選擇水泥時(shí)不僅要求滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,還要求水泥細(xì)度不宜過(guò)細(xì),早期強(qiáng)度不宜過(guò)高。高性能混凝土為確保其高流動(dòng)性、高強(qiáng)度、高耐久性,水泥還必須與所用高效減水劑相容性好,使混凝土拌和物在滿足工作性條件下用水量盡可能地低,坍落度損失小。石太鐵路客運(yùn)專線選擇的獅頭水泥和智海水泥均滿足以上要求,并且在使用過(guò)程中不斷和水泥廠進(jìn)行溝通,控制水泥的各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)。
(2)摻和料:普通硅酸鹽水泥混凝土很難滿足高性能混凝土的綜合性能要求。因?yàn)楣杷猁}水泥的混凝土早期水化熱較大,混凝土坍落度損失大、抗侵蝕性能差。而摻和料對(duì)混凝土工作性、力學(xué)性能及混凝土內(nèi)部組成、結(jié)構(gòu)的改善,大大提高了混凝土的耐久性,克服了硅酸鹽水泥混凝土存在的許多潛在的及現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題,因而這類能顯著改善混凝土耐久性和工作性的活性礦物摻和料是配制高性能混凝土必不可少的組分。
我單位承建的石太鐵路客運(yùn)專線Z9標(biāo)段地處山西省太原市地段,附近有太原一電廠、二電廠,粉煤灰產(chǎn)量充足且質(zhì)量穩(wěn)定,因此選擇太原一電廠一級(jí)粉煤灰為混凝土中的礦物摻和料,且技術(shù)性能指標(biāo)做如下要求: 細(xì)度≤20．0%, Cl- 含量≤0．02% , 需水量比≤105, 燒失量≤ 5．0%, 含水量≤ 1．0% , SO3 含量≤3%。
3．1．2 外加劑的選用
配制高性能混凝土的關(guān)鍵之一是選擇與水泥相容性好的外加劑。外加劑與水泥的適應(yīng)性較好時(shí)表現(xiàn)為:新拌混凝土工作性能得到明顯的改善;根據(jù)需要能有效控制混凝土凝結(jié)時(shí)間;坍落度損失小;混凝土密實(shí)性好;各齡期強(qiáng)度有較大的提高;混凝土各耐久性指標(biāo)有較大提高。在選擇外加劑時(shí)注意了以下幾方面的問(wèn)題:第一是要求有高的減水率,減水率要求≥20%;第二是要求具有控制坍落度損失功能;第三是要求加入混凝土中后有好的和易性;第四是摻量適宜,因?yàn)闇p水劑用量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致混凝土過(guò)度緩凝或離析等問(wèn)題出現(xiàn)。經(jīng)大量反復(fù)試驗(yàn),決定選用河北鐵圓高效減水劑和北京建愷高效減水劑兩種外加劑。
3．1．3 對(duì)集料的要求
與普通混凝土相比,高性能混凝土強(qiáng)度高,用水較少,集料的性能對(duì)混凝土的強(qiáng)度、工作性等起到及其重要的作用。在選擇集料時(shí),對(duì)集料的表觀密度、吸水率等指標(biāo)做了相應(yīng)要求。并且依據(jù)高性能混凝土的設(shè)計(jì)理念,盡量選用粒徑小的集料。因?yàn)槿绻x擇大粒徑的碎石,混凝土澆筑時(shí)鋼筋通過(guò)性就差,造成混凝土澆筑質(zhì)量不勻,鋼筋下方形成縫隙,并在保護(hù)層外表面沿水平鋼筋或箍筋的下方位置出現(xiàn)裂縫,這些均對(duì)混凝土的耐久性非常不利。因此,樁基、承臺(tái)、墩身等下部結(jié)構(gòu)雖然根據(jù)鋼筋間距和混凝土尺寸可以選擇最大粒徑為40 mm的碎石,但依然選擇了5～31．5 mm的碎石作為混凝土粗集料,對(duì)混凝土的工作性和耐久性均有利。
3．2 確定合理的配合比參數(shù)
(1)水膠比
為保證高性能混凝土的耐久性,鐵建設(shè)[ 2005 ]160號(hào)《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了混凝土最大水膠比和最小膠凝材料用量的限值。
在以往按強(qiáng)度設(shè)計(jì)的混凝土配合比設(shè)計(jì)方法中,首先是按混凝土強(qiáng)度等級(jí)計(jì)算水灰比。而現(xiàn)在按耐久性要求的設(shè)計(jì)方法中,首先要根據(jù)環(huán)境作用等級(jí)(二級(jí)碳化環(huán)境和三級(jí)凍融破壞環(huán)境)選擇水膠比。過(guò)大的水膠比特別不利于使用礦物摻合料混凝土的內(nèi)部微結(jié)構(gòu)發(fā)展,同時(shí)影響混凝土的耐久性與強(qiáng)度。與硅酸鹽水泥相比,尤其是粉煤灰對(duì)水膠比更為敏感。只有在低水膠比(如小于0．4或0．42)的前提下,粉煤灰的作用才能得以充分發(fā)揮。并且經(jīng)試驗(yàn)證明,當(dāng)水膠比小于0．4以下時(shí),水膠比的少許降低會(huì)使混凝土強(qiáng)度有較大的提高。這是因?yàn)楸M管水泥水化不完全,但較低的
水膠比能夠降低混凝土的孔隙率并減少孔隙尺寸,而未水化的水泥顆粒則作為一種堅(jiān)強(qiáng)的細(xì)微集料發(fā)揮其作用。因此在設(shè)計(jì)配合比時(shí),考慮以上綜合因素,選擇了較低的水膠比。例如C30混凝土選擇014水膠比作為基準(zhǔn)配合比的水膠比。
(2)單位用水量的選擇
對(duì)于普通混凝土,單位用水量可根據(jù)坍落度、集料最大粒徑和集料類型進(jìn)行確定。而高性能混凝土由于摻入高效減水劑,坍落度的大小在很大程度上可通過(guò)高效減水劑的性質(zhì)和摻量來(lái)控制,此外,用于配制高性能混凝土的集料其最大粒徑波動(dòng)范圍很小,對(duì)用水量的影響并不大,同時(shí)礦物摻合料的加入也將影響坍落度一定時(shí)的用水量。因此,將拌和水的最大用量作為控制混凝土耐久性質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在高性能混凝土中,減少漿體量,增加骨料所占的比例,又是提高混凝土抗?jié)B性或抗氯離子擴(kuò)散性的重要手段。如果控制拌和水用量,則可同時(shí)控制漿體用量,就可以從多個(gè)方面體現(xiàn)耐久性的需要。在配合比設(shè)計(jì)中,選擇155～160 kg/m3 的用水量,并且同時(shí)選擇具有良好級(jí)配和粒形的粗骨料,盡可能降低骨料中的含泥量,采用優(yōu)質(zhì)外加劑和低需水量的礦物摻和料,降低混凝土拌和料的溫度,以保證低用水量的實(shí)施。
(3)骨料級(jí)配及砂率的確定
混凝土要實(shí)現(xiàn)耐久性,其主要途徑是使混凝土密實(shí)。在高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中,調(diào)整集料的級(jí)配使得不同粒徑集料可以互相填充,能將骨料空隙減小,并測(cè)定不同砂率下集料顆粒堆積物的空隙含量,找到空隙率最小時(shí)的砂率。通過(guò)降低骨料空隙量,利用粉煤灰的潤(rùn)滑技術(shù), 把混凝土最主要的劣化成分———水泥漿量盡可能降至最少,使得可透水的毛細(xì)孔隙降至最低,改變水泥漿體的空間網(wǎng)絡(luò)。并給予混凝土致密化,同時(shí)改善骨材界面的密實(shí)性,降低了混凝土滲透性,提升了混凝土晚期強(qiáng)度和放蝕耐久性能。
同時(shí)考慮混凝土的工作性,選擇合理的粗集料級(jí)配和砂率,以滿足混凝土施工需要。
(4)粉煤灰摻量的選擇
粉煤灰在混凝土中可以填充比水泥顆粒還小的空隙,起到潤(rùn)滑、填充的作用。但粉煤灰早期強(qiáng)度低,對(duì)有早期強(qiáng)度要求的結(jié)構(gòu)物摻量不宜高。在《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》中規(guī)定,對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土和有抗凍要求的混凝土粉煤灰產(chǎn)量不宜大于30%。在設(shè)計(jì)配合比時(shí),對(duì)于不同部位的混凝土,選擇不同的粉煤灰摻量進(jìn)行試配,并且同一種配合比也采用不同的摻量( 15%、20%、25%、28%)進(jìn)行試配,通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果確定粉煤灰摻量。
4 高性能混凝土現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
4．1 高性能混凝土施工工藝要點(diǎn)
高性能混凝土施工工藝必須解決的主要問(wèn)題是拌和物的高粘性與坍落度損失。由于這種新型混凝土膠凝材料用量大,水膠比又小,使混凝土粘性大,流動(dòng)慢,因而采用了自動(dòng)電子計(jì)量1000型攪拌機(jī)、罐車(chē)運(yùn)輸和泵送工藝這種高度工業(yè)化控制的生產(chǎn)體系,以保證生產(chǎn)出勻質(zhì)性好、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。高性能混凝土由于加入了粉煤灰和外加劑,在拌制混凝土?xí)r適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間,以改善混凝土的流動(dòng)性和減小混凝土泌水,減小混凝土強(qiáng)度值的離散性。拌和好的混凝土如果經(jīng)檢驗(yàn)坍落度或擴(kuò)展度不夠,不是加水而是適當(dāng)增加減水劑摻量,這樣既保證了混凝土拌和物性能,又保證了混凝土的強(qiáng)度。
(1)混凝土拌和物含氣量
石太鐵路客運(yùn)專線Z9標(biāo)段位于山西省太原市陽(yáng)曲縣境內(nèi),最冷月平均氣溫為- 7．9 ℃,混凝土處于三級(jí)凍融破壞環(huán)境。樁基和承臺(tái)等地下工程要求含氣量≥2．0% ,墩身以上上部結(jié)構(gòu)要求含氣量≥5．0%。而引氣是提高混凝土抗凍能力的最有效手段?；炷烈龤庵饕峭ㄟ^(guò)外加劑中的引氣劑來(lái)滿足的,但混凝土含氣量越大,混凝土強(qiáng)度損失也越大。
混凝土含氣量除與外加劑的成分和引氣效果有關(guān)外,還與混凝土原材料、混凝土溫度、拌和用水量、攪拌時(shí)間、振搗時(shí)間均有關(guān)系。水泥細(xì)度大,含堿量高,混凝土含氣量均減小;混凝土溫度高,含氣量損失快;拌和用水量增大,混凝土含氣量也會(huì)增大,水的硬度大則相同摻量時(shí)混凝土含氣量變小;混凝土攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或不足都會(huì)使混凝土含氣量減小。另外,混凝土含氣量減小同時(shí)會(huì)導(dǎo)致混凝土密度增大,體積縮小,反饋到現(xiàn)場(chǎng)就是混凝土虧方。因此,在混凝土施工過(guò)程中,控制原材料和混凝土攪拌過(guò)程,嚴(yán)格控制混凝土的含氣量滿足要求,但不宜過(guò)大。
(2)混凝土泌水
混凝土的泌水會(huì)使其組成材料發(fā)生離析和在粗骨料顆粒下方形成水囊,造成水膠比不均勻,其結(jié)果是混凝土抗拉強(qiáng)度下降,耐久性降低。在施工過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)混凝土有泌水現(xiàn)象,分析其原因: ①水泥溫度高,并且經(jīng)對(duì)水泥廠的調(diào)查發(fā)現(xiàn),造成混凝土泌水的原因是因?yàn)樗嘣谏a(chǎn)過(guò)程中熟料的溫度均偏高; ②水泥和外加劑的適應(yīng)性差。水泥在生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)整生產(chǎn)工藝和添加料的成分,這方面溝通不夠,沒(méi)能及時(shí)和外加劑生產(chǎn)廠家溝通,致使外加劑和水泥的適應(yīng)性不好; ③砂中大于10 mm顆粒偏多,使混凝土和易性差,也是造成混凝土泌水的一個(gè)因素; ④混凝土攪拌時(shí)間短,適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土攪拌時(shí)間,使混凝土充分拌和均勻,是解決混凝土泌水的一方面。針對(duì)以上分析的原因,在施工過(guò)程中及時(shí)采取相應(yīng)措施,使混凝土盡量減少泌水現(xiàn)象。
(3)拌和物和易性
影響混凝土拌和物和易性的因素主要有:膠凝材料漿的數(shù)量及稠度;骨料的影響和外加劑的影響。在水膠比一定的前提下,單位體積拌和物內(nèi)膠凝材料越多,拌和物流動(dòng)性越大。但膠凝材料過(guò)多,拌和物過(guò)粘,強(qiáng)度與耐久性都會(huì)變差;膠凝材料過(guò)少,不能完全包裹骨料表面,拌和物會(huì)產(chǎn)生崩塌。水膠比小,膠凝材料漿液就稠,拌和物流動(dòng)性小。水膠比過(guò)小則拌和物失去流動(dòng)性,甚至粘聚性很差,影響硬化混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度。水膠比太大,拌和物粘聚性和保水性變差,產(chǎn)生泌水、離析現(xiàn)象,直接導(dǎo)致硬化混凝土強(qiáng)度降低,耐久性變差。因此,在混凝土施工過(guò)程中,嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)配合比的水膠比,除了滿足強(qiáng)度要求外,同時(shí)使混凝土具有良好的和易性。另外,還通過(guò)改善砂石料的級(jí)配和砂率,調(diào)整拌和物的和易性。
高性能混凝土的許多特性是相互關(guān)聯(lián)的,改變其中一個(gè)常牽扯到一個(gè)或多個(gè)其他特性發(fā)生變化。因此,在施工過(guò)程中必須保證混凝土的若干特性同時(shí)滿足。高性能混凝土的工作性包括充填性、可泵性和穩(wěn)定性,即抗離析和抗泌水性。高性能混凝土不但只有高流動(dòng)性,也有良好的充填性,即拌和物通過(guò)鋼筋間距流到模板各角落不被堵塞且均勻填充的性質(zhì)。
4．2 混凝土耐久性指標(biāo)測(cè)試
(1)強(qiáng)度
對(duì)于高性能混凝土,提高強(qiáng)度比較容易,而耐久性則亟待改善?；炷恋脑缙趶?qiáng)度越高,混凝土早期開(kāi)裂的可能性就越大,不利于混凝土的耐久性能。摻加粉煤灰后,混凝土的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)速度有所放慢,對(duì)保證混凝土的耐久性能有利。所以《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,除預(yù)應(yīng)力混凝土、蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土和噴射混凝土試件試驗(yàn)齡期為28 d外,其余混凝土試件的試驗(yàn)齡期均為56 d?，F(xiàn)場(chǎng)灌注樁基混凝土56 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度均在45MPa左右。
(2)高性能混凝土的密實(shí)性
高性能混凝土水膠比很低,膠凝材料總含量較高,因而具有很低的滲透性或稱高密實(shí)性,即耐久性很好。經(jīng)試驗(yàn)得出,混凝土水膠比越大,氯離子擴(kuò)散系數(shù)也隨之增大,使混凝土密實(shí)性降低。并且,粉煤灰摻量越大,氯離子擴(kuò)散系數(shù)越小,混凝土耐久性就越好。在《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,同一配合比、同施工工藝的混凝土每2萬(wàn)m3 混凝土檢測(cè)1次混凝土電通量,現(xiàn)場(chǎng)施工的混凝土電通量反饋數(shù)據(jù)為1 267 C,滿足要求。
5 混凝土配合比設(shè)計(jì)及使用優(yōu)化過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)分析
在配合比設(shè)計(jì)和混凝土施工的整個(gè)過(guò)程中,降低混凝土成本是不容忽視的一個(gè)重要因素。由于各個(gè)水泥廠生產(chǎn)的水泥在組成、細(xì)度、堿含量等方面有所不同,因此水泥與外加劑之間的適應(yīng)性存在較大的差異。選用不同廠家的水泥和不同廠家的外加劑配制相同性能的混凝土,所需要的水泥用量、外加劑用量及外加劑品種必然不同,混凝土的配合比也就有所不同,從而使得混凝土的材料成本存在很大得差異。
在設(shè)計(jì)配合比時(shí),首先將2種水泥和2種外加劑按同一配合比進(jìn)行試驗(yàn),找出2種水泥配制的混凝土在強(qiáng)度和工作性能上的區(qū)別,再根據(jù)這些試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整混凝土中水泥、外加劑用量,使混凝土的各項(xiàng)性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,即:對(duì)坍落度和坍落度保留值偏低的混凝土,增加外加劑的用量;對(duì)強(qiáng)度偏低的混凝土,增加其中的水泥用量。在保證新拌混凝土工作性和硬化混凝土強(qiáng)度、耐久性指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)要求的基礎(chǔ)上,比較各個(gè)配合比的混凝土綜合成本,從而達(dá)到通過(guò)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì),降低混凝土成本的目的。
首先將2種外加劑按同一配合比進(jìn)行試驗(yàn),找出2種外加劑配制的混凝土在性能上的差別,這個(gè)配合比成為基礎(chǔ)配合比。C30 樁基混凝土基礎(chǔ)配合比見(jiàn)表2。
2種外加劑配制的混凝土性能見(jiàn)表3。
注: 04 - 1試用鐵圓外加劑, 04 - 2試用建愷外加劑。從2組混凝土性能的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),在相同配合比下, 2種外加劑配制的混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足要求,但建愷外加劑配制的混凝土坍落度大,強(qiáng)度較高,適當(dāng)減少外加劑的摻量和用水量,重新配制混凝土,以期配制相同的混凝土坍落度和相同的混凝土強(qiáng)度等級(jí),調(diào)整后的混凝土性能見(jiàn)表4。
通過(guò)以上調(diào)整, 2種外加劑配制的C30樁基混凝土配合比的工作性能和耐久性指標(biāo)基本保持一致?；炷僚浜媳群统杀痉治鼋Y(jié)果見(jiàn)表5。
在滿足相同性能的前提下,比較2組混凝土的材料成本,用建愷外加劑配制的混凝土的價(jià)格和用鐵圓外加劑配制的混凝土相比每m3 材料價(jià)格低618元。
按照04 - 2 (09)確定的混凝土配合比作為基礎(chǔ)配合比,配制2種水泥的混凝土,其混凝土性能見(jiàn)表6。
注: 09 - 1試用獅頭水泥, 09 - 2試用智海水泥從2組混凝土性能的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):在相同配合比下,智海水泥配制的混凝土坍落度稍大,強(qiáng)度偏低。調(diào)整配合比中水膠比,重新配制混凝土,以期配制相同的混凝土坍落度和相同的混凝土強(qiáng)度等級(jí),調(diào)整后的混凝土性能見(jiàn)表7。
通過(guò)以上調(diào)整, 2種水泥配制的C30樁基混凝土配合比的工作性能和耐久性指標(biāo)基本保持一致?；炷僚浜媳群统杀痉治鼋Y(jié)果表8。
在滿足相同性能的前提下,比較2組混凝土的材料成本,用獅頭水泥配制的混凝土的價(jià)格比用智海配制的混凝土相比每m3 材料價(jià)格高816元。
用智海水泥配制的混凝土配合比雖然各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足要求,但強(qiáng)度偏高,說(shuō)明粉煤灰摻量還可以加大,水膠比也可以調(diào)整,見(jiàn)表9。
通過(guò)以上調(diào)整,混凝土配合比各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足規(guī)范要求,且電通量降低,混凝土耐久性得到改善,混凝土配合比和成本分析結(jié)果見(jiàn)表10。
通過(guò)幾次對(duì)不同外加劑和不同水泥以及不同粉煤灰摻量的對(duì)比試驗(yàn),逐步優(yōu)化配合比,在達(dá)到相同工作性能和力學(xué)性能的條件下,樁基C30混凝土每m3 成本(材料價(jià)格)從起初的192．8元降到170．7元,提高了經(jīng)濟(jì)效益。
6 結(jié)論
(1)通過(guò)石太鐵路客運(yùn)專線Z9標(biāo)段高性能混凝土的實(shí)踐與總結(jié)可知,高效減水劑、超細(xì)粉煤灰的摻量、每m3 用水量的調(diào)整等因素是影響高性能混凝土耐久性與工作性的主要因素,合理選擇各項(xiàng)原材料。并確定其摻量是保證高性能混凝土力學(xué)性能和工作性能的重要途徑。
(2)通過(guò)有針對(duì)性的多次試配,在達(dá)到相同工作性能和力學(xué)性能的條件下,混凝土的單方成本可以優(yōu)化到最接近合理價(jià)格。
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