朱 恒

（中鐵十一局集團(tuán)第三工程有限公司， 湖北 十堰 442012）

0 引言

現(xiàn)今，中國(guó)國(guó)家高鐵網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從四縱四橫擴(kuò)展到八縱八橫，高鐵建設(shè)如火如荼，高鐵施工技術(shù)飛速發(fā)展，高鐵橋梁技術(shù)也突飛猛進(jìn)，從初期的20m、24m，發(fā)展到后面的32m、40m，形勢(shì)喜人，技術(shù)創(chuàng)新。同時(shí)，在高鐵工程的站線及聯(lián)絡(luò)線等工程以及眾多的普速鐵路中，因?yàn)門(mén) 梁的技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工程造價(jià)低等特點(diǎn)，仍然被普遍使用。在T 梁工程的施工中，有梁場(chǎng)制梁、支座安裝、架橋機(jī)架梁、接縫及橫隔梁連接施工等工序，接縫及橫隔梁連接方式有干接縫和濕接縫兩種。普遍采用的是濕接縫連接方式，即采用補(bǔ)償收縮混凝土澆筑T 梁濕接縫及橫隔板。在T梁濕接縫橫隔板混凝土的施工中，如何設(shè)計(jì)出滿足設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求的混凝土配合比，顯得尤為重要。以下結(jié)合本工程T 梁濕接縫C50 補(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土配合比設(shè)計(jì)，詳解補(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程，及其注意事項(xiàng)。

1 技術(shù)要求

（1）設(shè)計(jì)使用年限：100 年。

（2）環(huán)境等級(jí)為：T2。

（3）設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)：設(shè)計(jì)14d 強(qiáng)度達(dá)到C40 的100%。根據(jù)試拌試驗(yàn)提高為C50 補(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土。

（4）彈性模量：設(shè)計(jì)C40 等級(jí)14d 彈模100%即3.40×104MPa。

（5）施工工藝：采用自卸或者吊車施工，混凝土坍落度設(shè)計(jì)值為160～200mm。

（6）限制膨脹率：水中14d≥2.5×10-4，水中14d 轉(zhuǎn)空氣中28d≥-2.0×10-4。

（7）最大水膠比及最小膠凝材料用量分別為：0.50、320kg/m3。

注意事項(xiàng)：

（1）要充分查詢圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、現(xiàn)行規(guī)范技術(shù)要求，不能遺漏。

（2）要考慮混凝土結(jié)構(gòu)尺寸大小，結(jié)構(gòu)位置對(duì)養(yǎng)護(hù)的影響程度,本地區(qū)施工時(shí)段月份氣溫低，綜合考慮膠凝材料用量。

（3）綜合考慮提高設(shè)計(jì)強(qiáng)度，要通過(guò)試拌試驗(yàn)確定的，試拌試驗(yàn)匯總?cè)缦拢?/p>

第1 次試配按C40 設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)第一次試拌，坍落度、和易性滿足要求，按最不利因素考慮養(yǎng)護(hù)14 天后測(cè)試抗壓強(qiáng)度為34.59MPa,達(dá)到配制強(qiáng)度的71%，該配制強(qiáng)度未達(dá)設(shè)計(jì)要求。

第2 次試配按C45 設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)第二次試拌，坍落度、和易性滿足要求，按最不利因素考慮養(yǎng)護(hù)14 天后測(cè)試抗壓強(qiáng)度為38.62MPa,達(dá)到配制強(qiáng)度的72%，該配制強(qiáng)度未達(dá)設(shè)計(jì)要求。

2 設(shè)計(jì)依據(jù)

（1）《鐵路混凝土工程施工技術(shù)規(guī)程》Q/CR 9207-2017

（2）《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10424-2018

（3）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015

（4）《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程》Q/CR9603-2015

（5）《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011

（6）《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080-2016

（7）《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10005-2010

（8）《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50082-2009

（9）《鐵路混凝土》TB/T3275-2018

（10）《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081-2019

（11）圖紙?jiān)O(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)定及要求。

注意事項(xiàng)：

（1）所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，首先要與設(shè)計(jì)圖紙一致，并且確保其現(xiàn)行有效。

（2）考慮規(guī)范的全面之外，還要考慮業(yè)主下發(fā)的文件要求。

3 原材料

（1）水泥：湖南桃江南方水泥有限責(zé)任公司P·O42.5 低堿；

（2）粗骨料：湖南婁底青松采石場(chǎng)5～10mm 連續(xù)級(jí)配；

（3）細(xì)骨料：新河砂石場(chǎng)，中砂；

（4）摻合料：湘潭飛宏實(shí)業(yè)有限公司（粉煤灰F 類II 級(jí)）；

（5）外加劑：撫州工業(yè)分公司，高性能減水劑；

（6）膨脹劑：江蘇蘇博特JGMR-202；

（7）水：混凝土用水；

（8）所有材料檢驗(yàn)合格。

注意事項(xiàng)：

（1）原材料的選擇首先必須符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求；

（2）其次要考察材料廠家的產(chǎn)能、過(guò)往業(yè)績(jī)、質(zhì)量信譽(yù)，確保原材料的質(zhì)量穩(wěn)定；

（3）配合比所用原材料，須在試配前完成全項(xiàng)外檢型式檢驗(yàn)合格，方可用于配合比設(shè)計(jì)。

4 初步配合比計(jì)算

4.1 計(jì)算配制強(qiáng)度

cu,o=50+1.645×5.0=58.2MPa

4.2 計(jì)算水膠比

根據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》及《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》混凝土相關(guān)要求，取W/B（C+F）=0.32

4.3 確定用水量

查表5.2.1-2 坍落度為75～90mm 時(shí)，用水量為215kg/m3,坍落度每增大20mm 時(shí)用水量相應(yīng)增加5kg/m3來(lái)計(jì)算，坍落度為190mm 時(shí)增加用水量為（190-90）÷20×5=25，總用水量為215+25=240，按減水率28%計(jì)算，用水量為240×(1-28%)=173kg/m3。且要扣除每方外加劑用量中水的質(zhì)量。當(dāng)用水量取w0=153kg/m3時(shí),混凝土坍落度、和易性滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4 計(jì)算膠凝材料用量

bo=w0/（ ）=478kg/m3

4.5 確定各膠凝材料用量

（1）確定粉煤灰用量：為膠凝材料的10%即：

4.6 確定各外加劑摻量

（1）確定減水劑摻量：為了滿足施工性能經(jīng)試拌取膠凝材料用量的1.2%

4.7 選擇砂率

因石子種類是細(xì)石碎石，固砂率要略高，按其他項(xiàng)目相似經(jīng)驗(yàn)選擇40%。

4.8 粗骨料、細(xì)骨料用量

4.9 確定混凝土初步配合比

注意事項(xiàng)：

（1）配制強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的選擇，要充分考慮施工管理水平、材料質(zhì)量波動(dòng)性、拌和計(jì)量偏差等因素，選小了質(zhì)量沒(méi)有保障，選大了浪費(fèi)材料，要結(jié)合實(shí)際按需選擇。

（2）水膠比的確定，首先滿足配制強(qiáng)度的需要，更重要的是要滿足混凝土耐久性要求，一定要在滿足耐久性的范圍內(nèi)選取。

（3）用水量和減水劑的用量綜合確定混凝土和易性、工作性要求，混凝土在滿足強(qiáng)度、耐久性的同時(shí)，要兼顧滿足工作性要求。

（4）水泥的選擇，優(yōu)先選用當(dāng)?shù)厍覞M足鐵路混凝土規(guī)范要求的普通硅酸鹽水泥。避免選用強(qiáng)度富余低、有害物資含量高的水泥。并且水泥中C3A 含量越高、水泥中可溶性堿含量越高、水泥越細(xì)等有害因素越多，對(duì)外加劑的適應(yīng)性越差。

（5）粗細(xì)骨料的選用，首先不宜選用有堿骨料反應(yīng)的砂石料，細(xì)骨料優(yōu)先選用河沙。粗骨料優(yōu)先選用吸水率低的破碎碎石，否則嚴(yán)重影響混凝土的用水量。骨料中所含的膨脹性黏土礦物對(duì)混凝土外加劑的適應(yīng)性影響較大，要控制其含量。

（6）外加劑應(yīng)優(yōu)先選用高性能減水劑，并經(jīng)試驗(yàn)確保其水泥、礦物摻合料的適應(yīng)性。

5 混凝土初步配合比的試配與調(diào)整

5.1 初步配合比及調(diào)整配合比進(jìn)行試配

以初步配合比NFFH-PHB-26-02 為基準(zhǔn)，以不變水量、上下浮動(dòng)0.02 水膠比、增減膠材用量適當(dāng)調(diào)整砂率以達(dá)到工作性要求進(jìn)行試拌，調(diào)整配比見(jiàn)表1。

表1 初步配合比各項(xiàng)材料用量kg/m3

5.2 混凝土膠體比測(cè)值（表2）

表2 混凝土漿體比計(jì)算

5.3 混凝土試配檢測(cè)拌合物性能及容重修正

對(duì)以上配合比進(jìn)行混凝土拌合物性能試驗(yàn)，經(jīng)試拌相應(yīng)混凝土配合比的拌合物性能見(jiàn)表3。

表3 C50 混凝土拌合物性能結(jié)果

根據(jù)C50 混凝土拌合物性能試驗(yàn)結(jié)果，初步選定的三組配合比的混凝土拌合物性能都能滿足要求。

經(jīng)計(jì)算，混凝土實(shí)測(cè)容重與假定容重只差為0.2%、0.4%、0.8%，未超過(guò)2%，無(wú)須進(jìn)行容重調(diào)整。

5.4 混凝土的力學(xué)性能、耐久性能試驗(yàn)

按上述三組配合比成型力學(xué)能性能試驗(yàn)（7d、14d、28d 抗壓強(qiáng)度、14d彈性模量）結(jié)果見(jiàn)表4、耐久性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 C50 混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

表5 C50 混凝土耐久性能試驗(yàn)結(jié)果

注意事項(xiàng)：

（1）初步混凝土的試配，以試驗(yàn)室試拌為基礎(chǔ)，觀察試拌混凝土拌合物狀態(tài)、含氣量、粘聚性，調(diào)整膠材用量、砂率以達(dá)到設(shè)計(jì)坍落度、和易性。并一定嚴(yán)格測(cè)試混凝土坍落度、含氣量的經(jīng)時(shí)損失值，此點(diǎn)密切影響混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工的可延時(shí)性。

（2）混凝土力學(xué)性能是混凝土實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)力的根本，通過(guò)早期強(qiáng)度試驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整配合比，確保力學(xué)性能達(dá)標(biāo)。同時(shí)，通過(guò)混凝土有害物質(zhì)計(jì)算及混凝土電通量試驗(yàn)、限制膨脹率試驗(yàn)，來(lái)確?；炷聊途眯阅芎细?、膨脹率試驗(yàn)達(dá)標(biāo)。

6 理論配合比確定

（1）混凝土中有害物質(zhì)計(jì)算，源于各原材料型式檢驗(yàn)報(bào)告，匯總各項(xiàng)有害物質(zhì)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算該配比單位混凝土總堿含量、氯離子總含量、三氧化硫含量符合規(guī)范要求，見(jiàn)表6。

（2）理論配合比確定，根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果在滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范和施工要求的條件下，本著經(jīng)濟(jì)節(jié)約、工作性好和強(qiáng)度優(yōu)的原則，確定C50 補(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土理論配合比見(jiàn)表7。

表6 混凝土有害物質(zhì)計(jì)算結(jié)果

表7 C50 混凝土理論配合比（單位：kg）

7 結(jié)束語(yǔ)

混凝土結(jié)構(gòu)在各項(xiàng)鐵路、公路等工程中廣泛應(yīng)用，每一個(gè)新開(kāi)工工程，都涉及到要設(shè)計(jì)一套符合本工程設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求的混凝土配合比，這些配合比設(shè)計(jì)過(guò)程大體相似似，但T 梁濕接縫補(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土配合比設(shè)計(jì)又有一些不同，在相類似的特殊部位、特殊結(jié)構(gòu)、特殊要求的混凝土配合比設(shè)計(jì)中，有一定的參考意義。