高流態(tài)自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)初探

高流態(tài)自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)初探摘要：三峽二期工程左廠壩段壓力鋼管底部砼施工，采取預(yù)留管槽安裝完壓力鋼管、鋼管外包鋼筋及埋件后澆筑混凝土，管槽內(nèi)部位狹窄，必須澆筑高流態(tài)自密砼。本文詳細(xì)介紹了三峽二期工程左廠壩段管槽底部高流態(tài)自密配合比設(shè)計(jì)，可供以后類似配合比設(shè)計(jì)參考。關(guān)鍵詞：三峽工程；高流態(tài)自密實(shí)砼；配合比設(shè)計(jì)1、概述1.1引言三峽二期工程左廠壩段電站進(jìn)水口前期澆至?106.5m后交與金結(jié)進(jìn)行壓力鋼管埋管段安裝，為便于安裝壓力鋼管及外包鋼筋施工，已在壓力鋼管底部預(yù)留了管槽，管槽與收倉(cāng)面以1:1斜坡連接。壓力鋼筋底部金結(jié)設(shè)順流向支撐左右各1排，側(cè)向斜支撐左右各兩排，金結(jié)埋件較多。進(jìn)水口底板鋼筋設(shè)3排，側(cè)墻設(shè)兩排鋼筋，鋼筋密集，施工場(chǎng)地，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，過(guò)流面砼質(zhì)量要求高，必須采用新型高流態(tài)自密實(shí)砼施工。高流態(tài)混凝土屬自流密實(shí)混凝土，要求坍落度大，流動(dòng)性能好，即混凝土拌和物不需振搗便能通過(guò)自行流動(dòng)達(dá)到密實(shí)、均勻的混凝土。要滿足上述混凝土性能，僅僅靠加大混凝土單位用水量無(wú)法滿足上述混凝土和易性要求的。1.2技術(shù)要求（1）三峽二期工程左廠壩段高流態(tài)混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)見(jiàn)表1。表1三峽二期工程左廠壩段高流態(tài)混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)編號(hào)砼標(biāo)號(hào)級(jí)配抗凍標(biāo)號(hào)抗?jié)B標(biāo)號(hào)水泥品種使用部位1R90300二250S10中熱525#孔口周邊（2）根據(jù)業(yè)主方要求，在混凝土中摻用I級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰。2、混凝土原材料2.1水泥水泥采用葛洲壩水泥廠生產(chǎn)的525#中熱硅酸鹽水泥，水泥的物理性能和力學(xué)性能檢驗(yàn)見(jiàn)表2。表2水泥物理力學(xué)性能試驗(yàn)成果表品種成果項(xiàng)目525＃中熱硅硅酸鹽水泥泥規(guī)范要求密度（t/m33）3.2

細(xì)度（%）1.6￡12標(biāo)準(zhǔn)稠度（%）25.75

凝結(jié)時(shí)間h:mmin初凝3:43360min終凝5:08￡12h安定性合格合格抗壓強(qiáng)度（MPPa）3d20.620.67d36.331.428d56.352.5抗折強(qiáng)度（Mppa）3d4.44.17d6.45.328d8.327.1水化熱(KJ//Kg)3d195￡2517d235￡2932.2粉煤灰摻用安徽平圩I級(jí)粉煤灰，品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。表3粉煤灰品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果粉煤灰品種需水量比（％）細(xì)度（％）含水量（％）SO3（％）燒失量（％）平圩灰902.740.010.260.882.3骨料⑴細(xì)骨料采用三峽下岸溪人工砂，其母巖為下巖溪雞公嶺礦山的斑狀花崗巖，粗晶粒鑲嵌結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為石英、斜長(zhǎng)石、白云石及磁鐵礦等，由三種砂混合為成品砂，其中石屑為粗砂，巴馬克機(jī)生產(chǎn)偏粗中砂，棒磨機(jī)生產(chǎn)細(xì)砂，在系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)，三種砂同步生產(chǎn)，調(diào)節(jié)搭配成人工砂。人工砂質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果如表4。表4人工砂質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)目細(xì)度模數(shù)堆積密度(kg/mm3)緊密密度(kg/mm3)表觀密度(kg/mm3)吸水率(%)云母含量(%))堅(jiān)固性(%)SO3(%)人工砂2.701495166526401.10.661.60.07三峽工程要求指指標(biāo)2.4-2.88

>2500

<2<8<1.0⑵粗骨料粗骨料采用基礎(chǔ)開(kāi)挖微新和新鮮閃云斜長(zhǎng)花崗石，礦物成份主要是長(zhǎng)石、黑云母和少量的角閃石和綠云母。粗骨料品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果如表5。表5粗骨料質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果骨料粒徑(mmm)表面密度(kgg/m3)吸水率(％)含泥量(％)針片狀(％)SO3(％)堅(jiān)固性(％)壓碎指標(biāo)(％))5-2027200.70.20.50.061.1720-4027500.40.30.30.07

三峽工程要求指指標(biāo)>2550￡2.5D40以下￡11.0<15￡1.0￡5￡20⑶粗骨料級(jí)配選擇試驗(yàn)按照不同比例配合測(cè)定其緊密密度，從中選出密度較大、空隙率較小的骨料級(jí)配為最優(yōu)級(jí)配。根據(jù)級(jí)配選擇試驗(yàn)和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，骨料級(jí)配選定為二級(jí)配，中石、小石比例為60：40，骨料級(jí)配試驗(yàn)如下表6。表6骨料級(jí)配試驗(yàn)項(xiàng)項(xiàng)目配比

最大粒徑(miin)中石20-400mm小石5-20mmm振實(shí)密度(kgg/m3)空隙率(%)級(jí)配評(píng)定二級(jí)配7030171637.6

6040177535.2最優(yōu)級(jí)配5545174636.5

5050177135.4

2.4外加劑由于高流態(tài)混凝土不同于常規(guī)混凝土的自流密實(shí)性能，要求外加劑的性能必須有緩凝保坍、增塑、高效減水、早強(qiáng)等性能。試驗(yàn)采用三峽二期工程混凝土所用的浙江龍游外加劑廠生產(chǎn)的高效緩凝減水劑ZB-1A，河北石家莊外加劑廠生產(chǎn)的DH9。ZB-1A外加劑減水率高、性能穩(wěn)定，為增加減水率，在高流態(tài)混凝土中摻量比普通混凝土中高。3高流態(tài)混凝土配合比試驗(yàn)按照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SD105-82）要求，步驟如：（1）混凝土拌合按照《水工混凝土試驗(yàn)》第條[401-80]“混凝土拌合物室內(nèi)拌合方法”進(jìn)行。（2）混凝土配合比參數(shù)根據(jù)混凝土一定摻量粉煤灰的水灰比與強(qiáng)度關(guān)系曲線與經(jīng)驗(yàn)選定水膠比0.37，骨料級(jí)配為二級(jí)配，粉煤灰摻量30％，配合比參數(shù)表7。高流態(tài)混凝土因早期強(qiáng)度偏低，配合比中必須加大水泥用量，選定比普通混凝土小的水灰比，相應(yīng)增大砂率，增加混凝土拌和物的粘度。表7配合比參數(shù)表混凝土標(biāo)號(hào)水膠比用水量（Kg）砂率（％）F（％）減水劑（％）引氣劑（％）設(shè)計(jì)擴(kuò)散度（ccm）R90300#0.37160440.010.80.00560±5（3）拌合物和易性檢測(cè)設(shè)計(jì)擴(kuò)散度60+5cm，即混凝土拌合物自行流動(dòng)后的兩個(gè)相互垂直的為混凝土的擴(kuò)散度，分別在混凝土出機(jī)5min、30min進(jìn)行測(cè)量。（4）混凝土凍融試驗(yàn)成果見(jiàn)表8。表8混凝土凍融試驗(yàn)成果表試驗(yàn)編號(hào)試驗(yàn)齡期(天))相對(duì)動(dòng)彈性模量量（％）重量損失率（％％）50次100次150次200次250次50次100次150次200次250次NO.49095.795.193.592.889.20.040.020.20.531.03從上表看，該配合比拌制的混凝土抗凍性較好，抗凍達(dá)到D250時(shí)，動(dòng)彈模損失不到11%，混凝土重量損失小于1.1%。（5）試驗(yàn)結(jié)果分析試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。表9配合比試驗(yàn)結(jié)果表混凝土標(biāo)號(hào)設(shè)計(jì)擴(kuò)散度（ccm）出機(jī)口5minn出機(jī)口10miin抗壓強(qiáng)度（MPPa）達(dá)到50cm時(shí)時(shí)間（s）擴(kuò)散度（cm）含氣量（%）擴(kuò)散度（cm）含氣量（%）3d7d28d60dR90300#60±51060.5*6228.558*607.512.218.228.134.2從上表可以看出，摻ZB-1A外加劑混凝土試驗(yàn)：采用二級(jí)配混凝土，ZB-1A摻量0.8％、DH9摻量0.005％，坍落度出機(jī)5min、30min基本滿足要求。但早期強(qiáng)度偏低，含氣量超出三峽工程標(biāo)準(zhǔn)，配合比需進(jìn)行優(yōu)化。4配合比優(yōu)化試驗(yàn)為增加混凝土的早期強(qiáng)度，試驗(yàn)時(shí)減少粉煤灰的摻量，同時(shí)降低了引氣劑摻量，以保證含氣量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。經(jīng)試驗(yàn)最終確定的配合比見(jiàn)表10。表10高流態(tài)混凝土推薦配合比混凝土設(shè)計(jì)要求求級(jí)配水膠比設(shè)計(jì)坍落度(ccm)設(shè)計(jì)擴(kuò)散度（ccm）設(shè)計(jì)含氣量（%%）用水量(kg//m3)煤灰(％)砂率(%)外加劑(％)膠凝材用量(kkg/