水泥混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的改進(jìn)

1、<p>　　水泥混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的改進(jìn)</p><p>　　摘 要：文章以廣（州）樂(lè)（昌）高速公路T23合同段項(xiàng)目為依托，通過(guò)優(yōu)化水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)和改進(jìn)施工技術(shù)，并在實(shí)際施工過(guò)程中加以應(yīng)用，以提高結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：混凝土；配合比；優(yōu)化設(shè)計(jì)；技術(shù)改進(jìn) </p><p>　　公路橋梁、隧道、涵洞作為公路施工的基本組

2、成部分，與公路建設(shè)同步發(fā)展。隨著工程的建設(shè)開(kāi)展，混凝土質(zhì)量好壞已成為影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，所以，對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的研究有重要意義。 </p><p>　　基于以上考慮，針對(duì)越來(lái)越多的橋梁、隧道、涵洞工程的施工，為尋求最大的經(jīng)濟(jì)效益、避免質(zhì)量事故以及改善混凝土施工質(zhì)量，提出混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工技術(shù)研究，并通過(guò)研究形成實(shí)用的混凝土配合比設(shè)計(jì)和施工技術(shù)工藝措施。本文以廣（州）樂(lè)（昌）高速公路T23合

3、同段項(xiàng)目為依托，介紹結(jié)構(gòu)物混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的改進(jìn)，以提高混凝土施工質(zhì)量。 </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　廣樂(lè)高速T23合同段位于英德市連江口鎮(zhèn)，起點(diǎn)樁號(hào)K185+ 100，終點(diǎn)樁號(hào)K199+830，路線全長(zhǎng)14.730km。本項(xiàng)目主要有連江口隧道1座，右線長(zhǎng)2168m、左線長(zhǎng)2265m，大、中橋共11座（包含互

4、通2座），互通匝道橋3座，通道、涵洞共30道（包含改路）等。 </p><p>　　本項(xiàng)目在配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化方面主要以甲供水泥固定不變?yōu)榍疤?，綜合經(jīng)濟(jì)適用及最大限度提高混凝土性能兩方面因素，嚴(yán)格選取并控制沿線地材及外加劑質(zhì)量，再以水泥及地材固定不變前提下，通過(guò)大量試驗(yàn)調(diào)整外加劑性能從而控制混凝土綜合性能，并在施工過(guò)程中持續(xù)監(jiān)控。同時(shí)施工過(guò)程中先后采用了大塊鋼模板、模板漆、模板布、普通鋼模板加焊不銹鋼板等工藝進(jìn)行各

5、項(xiàng)施工過(guò)程控制，改善混凝土外觀。 </p><p><b>　　2 原材料的選用 </b></p><p><b>　　2.1 水泥 </b></p><p>　　本項(xiàng)目水泥為業(yè)主甲供，水泥進(jìn)場(chǎng)應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB175的有關(guān)規(guī)定。 </p><p><b>　　2.2 細(xì)集料 </b

6、></p><p>　　細(xì)骨料應(yīng)選用級(jí)配合理、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、吸水率低、空隙率小的潔凈天然河砂，也可選用采用專門磨機(jī)機(jī)組生產(chǎn)的人工砂。不宜使用山砂。在不具備可靠沖洗條件的情況下，不得使用海砂。 </p><p>　　項(xiàng)目范圍內(nèi)不存在山砂及海砂，沿線北江砂場(chǎng)較多，水路及陸路運(yùn)輸均可，出產(chǎn)河砂較潔凈雜質(zhì)較少且基本不含云母等晶體顆粒，但因取砂位置不同細(xì)度存在一定差異，主要為中、粗砂。配制混凝

7、土?xí)r優(yōu)先選用中砂。當(dāng)采用粗砂時(shí)，應(yīng)提高砂率，并保持足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性。 </p><p>　　細(xì)骨料的顆粒級(jí)配（累計(jì)篩余百分率）應(yīng)嚴(yán)格控制滿足規(guī)范要求。 </p><p><b>　　2.3 粗集料 </b></p><p>　　根據(jù)規(guī)范及實(shí)際要求，分別對(duì)石場(chǎng)的石口位置及選料、機(jī)械配備、加工工藝、碎石質(zhì)量等環(huán)節(jié)提出了具體要求，

8、其中要求必須進(jìn)行反擊破2次循環(huán)工藝，以此有效保證碎石顆粒形狀及針片狀顆粒含量，最大限度的提高混凝土強(qiáng)度。進(jìn)場(chǎng)后骨料級(jí)配、含泥量、針片狀等檢測(cè)合格后方可使用。 </p><p><b>　　2.4 拌合用水 </b></p><p>　　拌合用水和蒸餾水（或符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水）進(jìn)行水泥凈漿試驗(yàn)所得的水泥初凝時(shí)間差及終凝時(shí)間差均不得大于30min，且初凝和終凝時(shí)間應(yīng)

9、符合水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；水泥砂漿或混凝土的28d抗壓強(qiáng)度不得低于用蒸餾水（或符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水）拌制的對(duì)應(yīng)砂漿或混凝土抗壓強(qiáng)度的90%。 </p><p>　　本項(xiàng)目出于山林地帶，地表水匯集后均排入連江，水質(zhì)經(jīng)檢測(cè)達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足拌合用水要求。 </p><p><b>　　2.5 外加劑 </b></p><p>　　外加劑應(yīng)采

10、用減水率高、坍落度損失小、適量引氣、能明顯改善或提高混凝土耐久性能的質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)品。外加劑與水泥之間應(yīng)有良好的相容性。 </p><p>　　3 水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì) </p><p>　　3.1 混凝土配合比的計(jì)算 </p><p>　　混凝土配合比的計(jì)算嚴(yán)格按照試驗(yàn)檢測(cè)規(guī)程進(jìn)行，規(guī)范內(nèi)相關(guān)內(nèi)容已做詳細(xì)說(shuō)明，這里不再重復(fù)。 </p><p>

11、;　　3.2 混凝土配合比的確定、調(diào)整與選定 </p><p>　　混凝土配合比的最終確定主要分為三個(gè)步驟：根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行配合比的試配、根據(jù)試配檢測(cè)的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)配合比進(jìn)行調(diào)整、根據(jù)調(diào)整后的配合比進(jìn)行驗(yàn)證，最終選定各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足要求且經(jīng)濟(jì)、合理的配合比。 </p><p>　　3.2.1 混凝土配合比的試配 </p><p>　　（1）進(jìn)行混凝土配合比試配時(shí)應(yīng)采用

12、工程中實(shí)際使用的原材料，宜于生產(chǎn)使用的方法相同。當(dāng)試拌得出的拌合物坍落度不能直接滿足要求，或粘聚性和保水性不好時(shí)，應(yīng)在保證水灰比不變的條件下相應(yīng)調(diào)整用水量和砂率，直到符合要求為止。然后得出混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)用的基準(zhǔn)配合比。 </p><p>　?。?）混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)采用三個(gè)配合比，其中一個(gè)應(yīng)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比分別增加和減少0.05；用水量與基準(zhǔn)配合比相同，砂率可分別增加和減少1%。

13、當(dāng)不同水灰比的拌合物坍落度與要求值的差超過(guò)允許偏差時(shí)，可通過(guò)增、減用水量進(jìn)行調(diào)整。 </p><p>　?。?）制作混凝土試塊強(qiáng)度試驗(yàn)試件時(shí)，應(yīng)檢查混凝土拌合物的坍落度、粘聚性、保水性及拌合物的表觀密度，并以此結(jié)果作為代表相應(yīng)配合比的混凝土拌合物的性能。 </p><p>　?。?）進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)試件時(shí)，每種配合比的至少應(yīng)制作一組（3塊）試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到28天時(shí)試壓。 </p&g

14、t;<p>　　3.2.2 混凝土配合比的調(diào)整 </p><p>　　根據(jù)試驗(yàn)得出的混凝土強(qiáng)度與其相對(duì)應(yīng)得水灰比（w/c）關(guān)系，用作圖或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度（fcu.o）相應(yīng)的水灰比，并按下列原理確定每立方米混凝土的材料用量。 </p><p>　?。?）用水量（mw）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制件強(qiáng)度試件時(shí)測(cè)得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定。 </p&g

15、t;<p>　?。?）水泥用量（mc）應(yīng)以用水量乘以選定出來(lái)的水灰比計(jì)算確定。 </p><p>　?。?）粗骨料和細(xì)骨料用量（mg和ms）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的粗骨料和細(xì)骨料用量的基礎(chǔ)上，按選定的水灰比進(jìn)行調(diào)整后確定。 　　3.2.3 混凝土配合比的選定 </p><p>　　混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)混凝土原材料品質(zhì)、設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、耐久性以及施工工藝對(duì)工作性的要求，通過(guò)試配、調(diào)整等

16、步驟選定。配制的混凝土拌和物應(yīng)滿足施工要求，配制成的混凝土應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性等質(zhì)量要求。 </p><p>　　選定混凝土配合比應(yīng)遵循如下基本規(guī)定： </p><p>　　（1）為提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，混凝土中可適量摻加優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉或硅灰等礦物摻和料。不同礦物摻和料的摻量應(yīng)根據(jù)混凝土的性能通過(guò)試驗(yàn)確定。 </p><p>

17、;　?。?）C30及以下混凝土的膠凝材料總量不宜高于400kg/m3，C35～C40混凝土不宜高于450kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3。 </p><p>　　（3）混凝土中宜摻加符合本指南要求且能提高混凝土耐久性能的混凝土外加劑，優(yōu)先選用多功能復(fù)合外加劑。 </p><p>　?。?）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土氯離子總含量不應(yīng)超過(guò)膠凝材料總量的0.10%，預(yù)應(yīng)力混凝土

18、結(jié)構(gòu)的混凝土氯離子總含量不應(yīng)超過(guò)膠凝材料總量的0.06%。 </p><p>　?。?）混凝土的坍落度宜根據(jù)施工工藝要求確定。在條件許可的條件下，應(yīng)盡量選用低坍落度的混凝土施工。 </p><p>　　4 水泥混凝土的優(yōu)化 </p><p>　　4.1 外加劑對(duì)混凝土性能的優(yōu)化 </p><p>　　混凝土外加劑對(duì)改善新攪拌混凝土和硬化混凝土

19、性能起到至關(guān)重要的作用，其主要作用為： </p><p>　　4.1.1 改善混凝土拌合物流動(dòng)性能的外加劑，如減水劑和泵送劑。 </p><p>　　4.1.2 調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑，如緩凝劑和速凝劑。 </p><p>　　4.1.3 改善混凝土耐久性的外加劑，如防水劑、阻銹劑和礦物外加劑等。 </p><p>　　4.1.

20、4 改善混凝土其他性能的外加劑，如膨脹劑、防凍劑。 </p><p>　　針對(duì)實(shí)際施工需要，主要進(jìn)行第一項(xiàng)、第二項(xiàng)性能的控制，確保施工時(shí)間內(nèi)混凝土和易性良好及養(yǎng)護(hù)期內(nèi)混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足要求，最終達(dá)到混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)實(shí)外美的目的。 </p><p>　　4.2 外加劑的調(diào)整 </p><p>　　現(xiàn)工程施工中常使用綜合性能的減水劑，要求減水劑同時(shí)達(dá)到多種效果，而僅僅

21、通過(guò)前期向供應(yīng)商提出要求及簡(jiǎn)單的配合比設(shè)計(jì)無(wú)法有效避免施工中各種問(wèn)題的出現(xiàn)。常見(jiàn)問(wèn)題如坍落度損失大、凝結(jié)時(shí)間不足或過(guò)長(zhǎng)、泌水、離析等，還可能出現(xiàn)混凝土不易密實(shí)、突然離析、假凝、水化熱大、色澤變化等情況。而針對(duì)這些問(wèn)題僅僅通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)整配合比數(shù)據(jù)、變化各材料比例的方法其實(shí)作用并不明顯，且十分不可靠。 </p><p>　　根據(jù)以上情況，本項(xiàng)目在配合比設(shè)計(jì)初期針對(duì)減水劑質(zhì)量對(duì)多家供應(yīng)商產(chǎn)品進(jìn)行大量檢測(cè)，并由廠家技術(shù)人

22、員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整外加劑的各種配方參量。通過(guò)對(duì)拌合物的坍落度、坍落度損失、和易性、含氣量、泌水、離析、水化熱、7天強(qiáng)度、28天強(qiáng)度等結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，最后分別確定低標(biāo)號(hào)、高標(biāo)號(hào)混凝土的外加劑，施工中混凝土的質(zhì)量有了較大的提高。 </p><p>　　5 施工技術(shù)的改進(jìn) </p><p>　　結(jié)構(gòu)物混凝土在施工過(guò)程中對(duì)外觀的要求也越來(lái)越高。因此，本項(xiàng)目在施工中不斷探索新材料、新工藝，以提高混凝土的外觀質(zhì)

23、量，并總結(jié)出幾點(diǎn)提高混凝土外觀質(zhì)量的有效措施。 </p><p>　　5.1 整體大鋼模板 </p><p>　　涵洞墻身施工采用槽鋼固定拼裝的整體型大塊模板，整體大模板的特點(diǎn)是整體性強(qiáng)，剛度大、拼縫少，墻體表面效果好。拆模后混凝土體表面成形后外觀光潔、平整、表面觀感效果好。 </p><p><b>　　5.2 模板漆 </b></p&

24、gt;<p>　　橋梁預(yù)制梁施工采用模板漆。刷涂后，漆膜表面光潔度好，光亮豐滿，能彌補(bǔ)模板表面缺陷；同時(shí)，涂膜具有極低的脫模吸附力，易于脫模和清理，避免了混凝土的粘附。大大提高了混凝土的外觀質(zhì)量，表面平整，顏色均勻一致，無(wú)蜂窩麻面、銹斑和明顯的氣泡等。但在使用時(shí)須保證模板無(wú)銹、無(wú)油、清潔、干燥等，并注意周轉(zhuǎn)次數(shù)。 </p><p>　　5.3 透水模板布 </p><p>　

25、　混凝土透水模板布是一種應(yīng)用于建筑工程的新型建筑材料，它不僅能消除混凝土表面的氣泡、砂線、砂斑等混凝土質(zhì)量通病，從而使混凝土形成致密表面，提高混凝土表觀質(zhì)量；而且能進(jìn)一步提高混凝土性能，改善混凝土耐久性（防止碳化、減少氯離子滲透），提高混凝土耐磨性、抗凍性、和表面抗拉強(qiáng)度。 </p><p>　　5.4 不銹鋼模板 </p><p>　　橋梁箱梁模板采用復(fù)合式不銹鋼板。不銹鋼模板改善了箱梁

26、模板面板的表層狀態(tài)，使面板表層達(dá)到了良好的鏡面效果，避免了鋼板氧化對(duì)混凝土外表面的影響，最大程度的減少了面板對(duì)混凝土內(nèi)氣泡的吸附，使?jié)仓南淞和庥^達(dá)到了較理想的狀態(tài)。 </p><p><b>　　6 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　混凝土配合比的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工作，設(shè)計(jì)的成果直接反映在結(jié)構(gòu)物質(zhì)量上。因此，試驗(yàn)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到合理的配合比應(yīng)該在符合相關(guān)規(guī)范給

27、出的包括強(qiáng)度、耐久性、均勻性、和易性、滲透性和經(jīng)濟(jì)性等要求的前提下，確定各種成分的用量，獲得最經(jīng)濟(jì)和適用的混凝土，并與實(shí)際施工相結(jié)合，從施工工藝上加以改進(jìn)與提高。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2015）[S]. </p><p>　　[2] 混凝土

28、結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范（GB50666-2011）[S]. </p><p>　　[3] 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2011）[S]. </p><p>　　[4] 清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（JGJ169-2009）[S]. </p><p>　　[5] 混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（JGJ/T50164-2011）[S]. </p><p>　　[