忻保五标高性能混凝土的参考配合比与应用.docVIP

忻保五标高性能混凝土配合比设计和应用 摘要：高性能混凝土是最近十几年出现混凝土新品种，也是至今为止性能最为完善混凝土，以后它将会逐步替换一般混凝土在绝大多数各类建筑物中使用。本文总结忻保五标30米箱梁预制高性能混凝土配合比设计和应用，粉煤灰和硅粉作为其中掺和料，能够大幅度提升混凝土性能，同时也变废为宝，降低了环境污染。 关键词：预制箱梁；高性能混凝土；粉煤灰；硅粉；变废为宝 一、序言 伴随混凝土技术发展和工程需要，使用混凝土不仅强度要求在提升，混凝土综合性能需求也在发展。尤其是多年来，越来越多大跨径桥梁、高层建筑、高速铁路等工程修建和使用，高性能混凝土需求越来越大。高性能混凝土一词是从英文Hight Performance Concrete (HPC)翻译过来。高性能混凝土是一个新型高技术混凝土，是在大幅度提升一般混凝土性能基础上采取现代混凝土技术制作混凝土，它以耐久性作为设计关键指标，针对不一样用途要求，确保混凝土适用性和强度并达成高耐久性、高工作性、高体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配制上特点是低水胶比，选择优质原材料， 并除水泥、水、集料外，必需掺加足够数量磨细矿物掺和料和高性能外加剂。 相关高强混凝土和高性能混凝土关系，我们赞同吴中伟院士见解：高强混凝土不一定是高性能混凝土，高性能混凝土不只是高强混凝土，而是包含多种强度等级混凝土，其应用范围十分广泛。这也正是高性能混凝土成为混凝土发展方向关键原因。因为新桥梁工程结构设计提出了设计使用年限为1要求，对混凝土结构而言，就需要明确其耐久性指标，从而在施工过程中进行有效控制。 二、工程概况 忻州至保德高速公路项目在山西省中北部忻州市境内，是山西省高速公路网计划“人字骨架、9横9环”高速公路网主骨架第三横（五台长城岭至保德）关键组成部分，路径忻府区、静乐县、宁武县、可岚县、保德县五个（区）县，路线终点跨黄河和陕西境神木至府谷一级公路相连，路线全长191.451公里。我企业承建第五协议段起点桩号为K29+600，终点桩号为K32+600，全长3公里。本协议段共有大桥984米/4座，上部均采取30米后张法预应力混凝土箱梁，先简支后连续结构，混凝土强度等级C50, 共需预制260片箱梁。依据工程量大和工程结构质量要求高特点，必需配制出含有高流动性、高耐久性高性能混凝土，以满足结构物施工需要。 三、高性能混凝土设计思绪 基于抗裂和耐久性考虑，“大掺量矿物掺和料+高性能外加剂”是配制预应力混凝土箱梁高性能混凝土关键技术路线。 混凝土强度和耐久性在很大程度上取决于混凝土混合物一系列性质，因为它最终能确定混凝土硬化后结构是否密实，和和密实亲密相关混凝土强度、抗渗性、抗冻性等。 高性能混凝土是在传统混凝土中加入了超塑化剂和其它外加剂和矿物掺料(如粉煤灰等)，采取低水胶比制作而成，含有较高力学性能(如抗压、抗折、抗拉强度)、高耐久性(如抗冻融循环、抗碳化和抗化学侵蚀)、高抗渗性等特征。 混凝土配合比设计过程包含两个相关步骤：①选择混凝土适宜组分（水泥、集料、水、外加剂、掺和料）；②求出它们相关数量或百分比，使之尽可能地配置出工作性、强度和耐久性适宜混凝土。即使实际上很多混凝土性质很关键，但传统配合比设计方法，大全部以混凝土某一指定工作度和某一龄期时达成抗压强度为基准，这在高性能混凝土设计中是远远不够。 高强混凝土并不等同高性能混凝土，其原因是高强混凝土存在令人担忧耐久性问题：①高强混凝土生产要求很严格，人为原因、机械拌和作业原因影响较大，稍有不慎则可带来质量隐患；②水泥用量大，早期水化热高、后期收缩大，含有显著脆性，给结构耐久性和安全性带来很大威胁。针对上述问题，中国国外很多教授和工程技术人员正致力于高强高性能混凝土研究，同时适宜于高性能混凝土施工新材料、新工艺、新技术也不停问世。高性能混凝土设计不仅基于强度，而更关键是基于混凝土耐久性，它要求：①混凝土应有较小体积变形，硬化早期含有较小水化热，后期收缩小；②含有良好施工性能，拌和浇注时自流平、自密实，使其质量不受或极少受人工操作影响。 四、高性能混凝土配合比试验 为确保桥梁关键承重结构能满足 100 年使用期要求，桥梁结构所用工程材料必需符合国家和部门相关标准和规范，砼结构所采取混凝土应满足耐久性混凝土要求。 对预应力箱梁混凝土来说，混凝土本体抗裂性是首要考虑原因，基于对水化热和体积稳定性考虑，决定了选择粉煤灰和硅粉作为辅助胶凝材料，在满足设计要求情况下，尽可能降低水泥用量并限制水泥浆体体积，在满足流动度要求前提下，经过优选高效减水剂品种和剂量，尽可能降低混凝土水胶比。现预应力混凝土箱梁所采取高效减水剂必需含有低收缩、减水效果好、保坍、增强性能高性能外加剂。 在箱梁预制施工中，原材料选择是基础，也是高性能混凝土质量确保关键之