CF55自密實(shí)鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)研究

CF55自密實(shí)鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)研究

Summary：隨著結(jié)構(gòu)工程的多樣性及大跨化發(fā)展，以及各地域嚴(yán)酷使用環(huán)境對(duì)混凝土的要求越來(lái)越高，建設(shè)工程對(duì)各種特殊性能混凝土的使用要求日益提高。鋼纖維混凝土、自密實(shí)混凝土及高強(qiáng)混凝土已經(jīng)有成熟的施工工藝及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，但是結(jié)合三種混凝土優(yōu)點(diǎn)的自密實(shí)鋼纖維高強(qiáng)度混凝土的研究尚未完善，目前應(yīng)用較少，缺乏相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。本工程結(jié)合工程實(shí)際，通過(guò)質(zhì)量法設(shè)計(jì)高強(qiáng)自密實(shí)鋼纖維混凝土基準(zhǔn)配合比，通過(guò)調(diào)節(jié)水膠比、砂率及鋼纖維摻量等材料參數(shù)，制備出兼具微膨脹低收縮性能的CF55自密實(shí)鋼纖維混凝土，具有良好的施工性能及力學(xué)性能。Keys：鋼隔室自密實(shí)鋼纖維混凝土微膨脹配合比設(shè)計(jì)1工程概況延崇高速公路上跨大秦鐵路及京新高速采用（52+140+49）m鋼－混混合連續(xù)梁，梁體采用支架現(xiàn)澆，雙側(cè)主墩整幅轉(zhuǎn)體施工。本橋結(jié)合段實(shí)際長(zhǎng)度為5.75m，結(jié)合面往鋼梁側(cè)采用變剛度鋼箱結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度為3.75m，結(jié)合面往混凝土側(cè)采用鋼隔室鋼混組合結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)為2.0m。頂板底板鋼隔室厚均為0.8m，腹板采用開(kāi)孔板，邊腹板厚為0.8m，中腹板厚1.2m，鋼隔室腹板上和腹板剪力板上開(kāi)有60mm圓孔并穿過(guò)直徑20mm的HRB400鋼筋，與進(jìn)入該圓孔的混凝土包裹在一起形成PBL剪力鍵。由于鋼格室空間狹小，鋼筋密度大，混凝土澆筑施工困難，難以振搗等因素，設(shè)計(jì)要求采用自密實(shí)鋼纖維混凝土進(jìn)行施工澆筑。2基準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)2.1配合比設(shè)計(jì)計(jì)算配合比設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)(依據(jù)JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》)：試配強(qiáng)度：fcu.o=fcu.k+1.645δ=55+1.645×6.0=64.9MPa確定水膠比：（1）γf取值：粉煤灰摻量：10%取值為：0.85（2）γs取值：礦粉摻量：18%取值為：1.00（3）水泥28天實(shí)測(cè)膠砂強(qiáng)度f(wàn)ce=52.6MPa（4）本配合比粗骨料選用碎石（10-20mm）、細(xì)石（5-10mm）（5）W/B=αa×fb/(fcu,0+αa×αb×fb)=0.320依據(jù)經(jīng)驗(yàn)水膠比為：0.30混凝土減水劑經(jīng)試驗(yàn)減水率為：28%混凝土單方基準(zhǔn)用水量：mwo=m′wo×(1-β)=[215+（160-90）/20*5）]/（1-28%）=167kg/m3依據(jù)經(jīng)驗(yàn)mwo取值為：165kg/m3混凝土單方膠材總用量：mbo=mwo/W/B=165/0.3=550kg/m3減水劑摻量βa：?jiǎn)畏綔p水劑用量：mao=mbo×βa=16.5kg/m3膨脹劑摻量為：8%meo=mbo×βe=44kg/m38、粉煤灰用量mfo：=mbo×βf×（1-βe）=51kg/m39、礦粉用量mko：=mbo×βk×（1-βe）=91kg/m310、單方水泥用量mco：=mbo-mfo-mko-meo=550-51-91-44=364kg/m311、鋼纖維推薦用量：30kg/m312、本配合比采用質(zhì)量法計(jì)算，每立方混凝土拌合物假定質(zhì)量mcp：2400kg/m313、根據(jù)砂石料級(jí)配及細(xì)度模數(shù)確定砂率為：βs=46%14、單方砂用量為：mso=(mcp-mwo-mco-mko-mfo）×βs=（2400-165-364-91-51）×46%=795kg/m315、單方石用量為：mgo=(mcp-mwo-mco-mko-mfo）×（1-βs）=（2400-165-364-91-51）×（1-46%）=934kg/m316、本碎石采用單粒級(jí)10-20mm和5-10mm二級(jí)配，比例為80%：20%則10-20mm碎石為747kg/m35-10mm細(xì)石為187kg/m3水膠比砂率水水泥砂碎石細(xì)石粉煤灰礦粉減水劑膨脹劑鋼纖維0.3046%165364795747187519116.544302.2基準(zhǔn)配合比為：?jiǎn)挝籯g/m32.3基準(zhǔn)配合調(diào)整：依據(jù)基準(zhǔn)配合比水膠比上下調(diào)整：0.05，砂率加減：1%，上調(diào)水膠比及砂率為：0.35/47%，下調(diào)水膠比及砂率為：0.25/46%。經(jīng)過(guò)重復(fù)2.1-2.15步，計(jì)算得出試配配合比。2.4試配混凝土強(qiáng)度對(duì)比：依據(jù)(GB/T50107-2010)《混凝土強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中之規(guī)定，在鋼纖維混凝配合比設(shè)計(jì)中，每個(gè)配比取樣3組，共制作混凝土試件9組,在溫度20+2℃

,濕度大于95%的條件下標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生3天、7天、28天，混凝土強(qiáng)度數(shù)據(jù)滿足要求。2.5根據(jù)試配結(jié)果，依據(jù)水膠比與強(qiáng)度關(guān)系配合比確定施工配合比如下：配合比編號(hào)水膠比砂率水水泥砂碎石細(xì)石粉煤灰礦粉減水劑膨脹劑鋼纖維2018-02760.3046%165364795747187519116.544303施工質(zhì)量控制：3.1混凝土由拌合站集中拌制，鋼纖維混凝土拌合時(shí)間不少120s，為減少混凝土坍損，盡量減少混凝土運(yùn)輸及澆筑等待時(shí)間。3.2混凝土通過(guò)汽車(chē)泵泵送澆筑，軟管分層布料。鋼隔室內(nèi)混凝土通過(guò)澆筑孔下料，混凝土高差控制在30cm左右，使剪力鍵內(nèi)混凝土氣泡順利排出。3.3為使鋼隔室混凝土密實(shí)，在相鄰箱梁頂板混凝土上設(shè)置10cm×10cm方木作擋板，超出部分混凝土，對(duì)鋼隔室內(nèi)混凝土形成反壓直到混凝土從排氣孔、壓漿空溢出，初凝之前將多余混凝土清除。3.4混凝土澆筑完畢后，表面覆蓋塑料薄膜，混凝土硬化后，覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。4結(jié)束語(yǔ)：剛混結(jié)合段受力復(fù)雜，混凝土澆筑空間狹小，鋼隔室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)含加勁板、PBL剪力鍵、剪力釘、鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道，該配比通過(guò)施工驗(yàn)證，具有良好施工性能，表明該混凝土具有優(yōu)異的自密實(shí)及微膨脹性能，對(duì)PBL鍵的包裹性良好，滿足施工要求。減少了人工振搗和機(jī)械設(shè)備的投入，并且縮短了鋼混結(jié)合的過(guò)渡長(zhǎng)度節(jié)約了材料，提高了經(jīng)濟(jì)效益。自密實(shí)鋼纖維混凝土國(guó)家目前還沒(méi)有出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，通過(guò)此次施工經(jīng)驗(yàn)，為以后同類(lèi)工程施工提供了借鑒。Reference：JCJ/T283-2012《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJT221-2010《纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGT472-2015《鋼纖維混凝土》GB/T501