某公路大桥箱梁用高性能混凝土配合比设计

Ｄ３ ４９０ ０．３０ ３４３ ７３．５ ７３．５ １４７ １０８６ ６９８ １．５
Ｄ４ ４７０ ０．３２ ３２９ ０ １４１ １５０．４ １１０３ ７０９ ０．９５
Ｄ５ ４９０ ０．３１ ３４３ ４９ ９８ １５２ １０７８ ６９３ １．１
Ｄ６ ４７０ ０．３１ ３７６ ４７ ４７ １４５．７ １１０６ ７１０ １．２
表 ３ 混凝土配合比
序号
胶凝材
水泥 粉煤灰 矿粉 水 碎石 砂
ｋｇ／ｍ３ 水胶比 ｋｇ／ｍ３ ｋｇ／ｍ３ ｋｇ／ｍ３ ｋｇ／ｍ３ ｋｇ／ｍ３ ｋｇ／ｍ３
减水剂 ％
Ｄ１ ４９０ ０．３１ ３４３ ７３．５ ７３．５ １５２ １０７８ ６９３ １．４
Ｄ２ ４７０ ０．３２ ３２９ ４７ ９４ １５０．４ １０９６ ７０４ １．２
·１０８·
第 ４４卷 第 ２０１８年
２８３期 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
ＡＶｕｏｌｇ．．４ ４２Ｎ０ｏ１．８２３
文章编号：１００９６８２５（２０１８）２３０１０８０３
某公路大桥箱梁用高性能混凝土配合比设计
毕春梅
（宜昌市建夷建设工程质量检测中心，湖北 宜昌 ４４３０００）
１ 混凝土耐久性设计
为保证该高速公路桥 １００年的使用寿命，对其所处的环境及 沿线已建其他特大公路桥混凝土结构耐久性现状进行调查，制定 适合本工程高性能混凝土耐久性设计指标。据调查数据分析，本 工程处于南方湿热地区淡水环境，混凝土耐久性要求主要指标如 表 １所示。
表 １ 混凝土耐久性要求指标
２．２ 配合比
夫 ＳＰ８ＣＮ聚羧酸高效减水剂，减水率 ３５．５％，固含量 ２７．２％，含
气量 ２．３％；７）水：地下水；表 ２为水泥熟料、粉煤灰和矿粉的化学
成分。Βιβλιοθήκη 表 ２ 原材料化学组成Ｗ％
原材料 ＳｉＯ２ Ａｌ２Ｏ３ Ｆｅ２Ｏ３ ＣａＯ ＭｇＯ ＳＯ３ Ｒ２Ｏ ｆＣａＯ Ｃｌ－ ｌｏｓｓ 矿粉 ３４．７ １４．７１ ３．２８ ３８．０ ８．７８ ０．０９ — — ０．０５９３ ０．４９ 粉煤灰 ４９．７ ３７．２ ３．５３ ３．２ ０．５２ １．８７ １．４ — ０．０２２３ ２．５５ 水泥熟料 ２０．３１ ５．０２ ４．７６ ６６．３６ １．２ ０．８２ — ０．２６ ０．００６２ １．２６
１）水 泥：广 东 粤 秀 牌 Ｐ．Ⅱ４２．５Ｒ 硅 酸 盐 水 泥，比 表 面 积 ３９８ｍ２／ｋｇ，密度 ３１４０ｋｇ／ｍ３；２）粉煤灰：珠江电厂产Ⅱ级粉煤灰，
细度 ４５μｍ方孔筛余 １５．７％；３）矿粉：韶钢嘉羊 Ｓ９５矿粉，比表面 积 ４１０ｍ２／ｋｇ；４）细 集 料：天 然 河 砂，细 度 模 数 ２．９，堆 积 密 度 １５２０ｋｇ／ｍ３，表观密度 ２６５０ｋｇ／ｍ３；５）粗集料：碎 石，表 观 密 度 ２７４０ｋｇ／ｍ３，压碎值 １２．３％，级配：５ｍｍ～２０ｍｍ；６）减水剂：巴斯
关键词：高性能混凝土，配合比设计，耐久性能
中图分类号：ＴＵ５０２
文献标识码：Ａ
某高速公路特大桥处于南方湿热地区淡水环境，通过测试其 所在流域水样及桥梁接岸土壤的 Ｃｌ－，ＳＯ２４－ 等含量和 ｐＨ值，得出 以抗碳化性能和抗氯离子渗透性能为混凝土箱梁耐久性的主要 控制指标。为达到耐久性、设计强度及施工要求，箱梁采用 Ｃ６０ 泵送高性 能 混 凝 土。高 性 能 混 凝 土 （ＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｏｎｃｒｅｔｅ） 有别于普通混凝土，吴中伟院士认为［１］：高性能混凝土是在大幅 度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混 凝土，以耐久性作为设计的主要指标。
配合比设计按 ＧＢ／Ｔ５０４７６—２００８混凝土耐久性设计规范进 行。据经验，胶凝材料总量选用 ４７０ｋｇ／ｍ３，４９０ｋｇ／ｍ３ 两个用量， 单位用水量控制在 １５０ｋｇ／ｍ３左右，水胶比为 ０．３０～０．３２，并掺入 不同种类和数量的矿物细掺料，其基本原则为：矿粉 ３０％左右，粉 煤灰不大于 ２０％。具体混凝土配合比及其性能见表 ３，表 ４。
摘 要：以某特大公路桥现浇箱梁工程为背景，根据其所处南方湿热地区淡水环境的耐久性要求，采用高效减水剂和矿物细掺料
双掺技术，通过配合比优化设计成功配制 Ｃ６０泵送高性能混凝土，并对其干燥收缩、抗氯离子渗透和抗碳化等耐久性能进行分析。
结果表明，配制的高性能混凝土 ２８ｄ干燥收缩值 ０．０２８３％，电通量 ８８７Ｃ，碳化深度 ０．５８ｍｍ，具有良好的耐久性能。
放热速率大时，会增加混凝土产生温度裂缝的潜在危险。试验通
过测试不同胶凝材料体系的水化放热量和放热速率，优化混凝土 胶凝材料的组成。表 ５为不同胶凝材料体系水化放热性能。
表 ５ 不同胶凝材料体系水化热测试结果
表 ４ 混凝土性能
序号
Ｄ１ Ｄ２ Ｄ３ Ｄ４ Ｄ５ Ｄ６
３ｄ ４３．２ ４６．４ ５４．８ ４９．３ ４９．８ ５２．８
抗压强度 ／ＭＰａ
５ｄ
７ｄ
５８．７ ６３．２
６２．３ ６５．４
６４．５ ７２．３
５９．１ ６４．７
５５．８ ５９．９
６５．２ ６９．１
２８ｄ ７５．８ ７８．２ ８２．１ ７８．９ ７３．６ ８０．３
坍落度 ｍｍ
２０５ ２２０ ２４０ ２０５ ２２０ ２３０
扩展度 ｍｍ
３７０ ５２０ ５６５ ４５０ ４４０ ４７０
部位 箱梁
混凝土等级 Ｃ６０
碳化深度 ／ｍｍ ≤２５
２ 高性能混凝土配合比设计
２．１ 原材料
２８ｄ电通量 ／Ｃ ≤１５００
３ 混凝土耐久性研究 ３．１ 胶凝材料水化热分析
胶凝材料的水化放热量及放热速率对混凝土的体积稳定性 具有重要影响，尤 其 是 大 体 积 混 凝 土，当 胶 凝 材 料 水 化 放 热 量 及
试验通过采用低 水 灰 比，掺 入 高 效 减 水 剂，并 复 掺 粉 煤 灰 和 矿粉等途径配制 Ｃ６０泵送高性能混凝土，并对其抗裂性能、抗氯 离子渗透性能和抗碳化性能进行分析，同时利用扫描电镜对混凝 土的微观结构进行分析。为提高该工程的使用寿命具有积极的 现实 意 义，同 时 也 对 该 流 域 的 其 他 工 程 建 设 起 到 一 定 的 借 鉴 作用。