張珂峰夏正

1南通華榮建設(shè)集團(tuán)有限公司（226000）2南通市廣播電視大學(xué)（226000）

江海高架工程高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土設(shè)計實(shí)踐應(yīng)用探析

張珂峰1，2夏正2

1南通華榮建設(shè)集團(tuán)有限公司（226000）2南通市廣播電視大學(xué)（226000）

為提高南通江海大道高架工程的混凝土質(zhì)量，完成高強(qiáng)輕質(zhì)的設(shè)計要求，提出運(yùn)用混凝土內(nèi)部濕度補(bǔ)償理論實(shí)踐應(yīng)用，加入鋼釬維、陶粒制成輕質(zhì)混凝土，提出相應(yīng)的配合方法，為類似的工程應(yīng)用提供依據(jù)，具有很好的推廣意義。

高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土;陶粒;高架工程

0 前言

2012～2013年南通市進(jìn)行江海高架工程，工程需要使用高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土減少高架自重，并減少道路噪聲。所以工程中運(yùn)用了創(chuàng)新的混凝土設(shè)計思路。該設(shè)計源于南通江海大道高架工程的鋼纖維次輕混凝土科技成果的技術(shù)在混凝土配比過程中引入濕度調(diào)節(jié)材料，可以在混凝土內(nèi)部濕度下降過程中，通過濕度調(diào)節(jié)材料釋已經(jīng)儲存的水，進(jìn)而混凝土內(nèi)部濕度補(bǔ)償，這樣可以降低混凝土自收縮增加的可能性及速度，解決由于收縮應(yīng)力增加過快而導(dǎo)致混凝土的開裂問題。

1 正文

為了保證鋼纖維次輕混凝土滿足施工需求，生產(chǎn)過程中首先要注意選料，對輕集料要進(jìn)行預(yù)濕過程，使輕集料達(dá)到吸水飽和。砂的含水率測定要精準(zhǔn)，并且必須現(xiàn)場測定，因?yàn)榕渲眠@種混凝土對水特別敏感。對于投料的順序，應(yīng)嚴(yán)格按照圖1所示順序拌置混凝土。

圖1 混凝土拌置順序

通過圖中的工藝流程可以提高混凝土的耐久性?；炷翢崤蛎浵禂?shù)隨著輕集料的引入會有一定程度的降低,為達(dá)到輕質(zhì)并運(yùn)用溫度補(bǔ)償方法，工程設(shè)計中我們選擇人造輕集料材料作為濕度補(bǔ)償介質(zhì)，選擇的是吸水率適中的頁巖陶粒。該材料具有如下優(yōu)點(diǎn):

1）在濕度補(bǔ)償作用下水泥石的水化程度提高。

2）在合理輕集料摻量內(nèi)混凝土的抗壓強(qiáng)度不明顯降低。

3）混凝土的抗裂性能得到改善。

4）顯著改善的滲透性能與耐久性能，包括抗硫酸鹽侵蝕性能、抗凍性能、抗鋼筋銹蝕性能、抗碳化性能、抗?jié)B性能。

5）充分發(fā)揮內(nèi)部濕度補(bǔ)償作用，減小混凝土自收縮。

采用濕度調(diào)節(jié)材料(輕集料)配制高強(qiáng)混凝土，具有高強(qiáng)、體積穩(wěn)定性好、表觀密度低等優(yōu)良的物理力學(xué)性能，也稱之為高強(qiáng)次輕混凝土。

根據(jù)本設(shè)計提出的高強(qiáng)混凝土內(nèi)部濕度補(bǔ)償理論和高強(qiáng)次輕混凝土的強(qiáng)度設(shè)計理論模型，參考高強(qiáng)普通集料混凝土和高強(qiáng)輕集料混凝土的配合比設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，通過大量試驗(yàn)研究，提出如下高強(qiáng)次輕混凝土配合比。設(shè)計計算見C45陶?；炷僚浜媳仍O(shè)計方案。

1）配置要求

①設(shè)計強(qiáng)度為45 MPa。

②塌落度為120～150 mm。

2）材料

①水泥:P.O52.5級南通華新水泥，密度3.1 g/ cm3，28 d抗折強(qiáng)度9.5 MPa，28 d抗壓強(qiáng)度58.2 MPa。②黃砂:中砂，級配良好，細(xì)度模數(shù)2.6，松散容重1 520 kg/m3，表觀密度2.6 g/cm3。③陶粒:為頁巖陶粒,規(guī)格為5～25 mm,連續(xù)級配,筒壓強(qiáng)度>5.0 MPa,干松散容重760 kg/m3，密度1 370 kg/m3。一小時吸水率5.3%(面干)，潮濕狀態(tài)含水率10.8%。④外加劑:采用高性能減水劑。⑤粉煤灰:II級灰。⑥鋼釬維。

3）配合比計算

①確定試配強(qiáng)度

②計算水膠比

水泥28 d強(qiáng)度fce=58.2，摻入20%粉煤灰則膠漿強(qiáng)度為58.2×0.8=46.4。

③由于高標(biāo)號陶粒混凝土的強(qiáng)度主要取決于膠砂強(qiáng)度，每立方米混凝土陶粒體積占0.65～0.75，用量取760×0.67=509 kg/m3。

根據(jù)塌落度設(shè)計要求，確定單位用水量

④計算水泥和粉煤灰用量

摻入1.6%YD-PCA2高性能減水劑，在保持工作性能和坍落度不變的情況下,減水率為22%,則調(diào)整用水量為mw=254×（1-22%）=198 kg。

由于頁巖陶粒間隙吸附膠材，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)陶?；炷翆?shí)際膠材用量提高10%～15%，則實(shí)際膠材取483×110%=531 kg；外加劑用量531×1.6%=8.5 kg。

⑤實(shí)際測得砂和陶粒松干容重為13.25 kg/ 10L3，其中陶粒為760×0.67×1.053=5 360g，砂7 890 g。

砂用量為:2 600×（1-198/1 000-531/3 100-509/ 1 370）2 600×0.26=676 kg/m3。

⑥干表觀密度為:1.15Mc+Ms+Md=1.15×531+ 676+509=1 795 kg/m3。

濕表觀密度為:531+509+676+198+8.5=1 922.5 kg/m3。

⑦調(diào)整混凝土工作性，確定基準(zhǔn)配合比

按計算和初步配合比試拌20 L混凝土拌合物，各種材料用量如下:

水泥:531×0.8×0.02=8.5 kg。

水:（198-509×5.3%）×0.02=3.42 kg。

黃砂:676×0.02=13.52 kg。

陶粒:509×1.053×0.02=10.7 kg。

粉煤灰:531×0.2×0.02=2.12 kg。

外加劑:8.5×0.02=0.17 kg。

測定坍落度為155 mm，黏聚性和保水性良好?；炷凉ぷ餍阅芊媳盟偷囊?。

測定實(shí)際拌合料濕密度為1 910 kg/m3。

表1 基準(zhǔn)配合比

⑧坍落度測定為130 mm。

3 結(jié)語

該工藝及配合比方法應(yīng)用于南通江海大道高架工程的鋼纖維次輕混凝土工程中，混凝土強(qiáng)度到達(dá)45 MPa，混凝土重量1 700 kg/m3。強(qiáng)度提高的情況下,密度比普通混凝土降低30%,并且降噪效果明顯。高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土在工程領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。

[1]丁慶軍.高強(qiáng)次輕混凝土的研究與應(yīng)用[D].學(xué)位論文,2006,武漢理工大學(xué).