枣庄中联水泥有限公司山亭混凝土分公司 山东枣庄277200
摘要:随着我国社会经济的发展,建筑工程和土木工程也快速发展。同时商品混凝土也逐渐得到广泛应用。但在商品混凝土的使用过程中,由于商品混凝土配合比设计不当,导致商品混凝土的强度与质量达不到设计要求,最终影响建筑工程质量。科学合理设计商品混凝土配比,既能够节约原料用量,也能够确保商品混凝土质量,达到建筑施工的要求。
关键词:商品混凝土;配合比;试验分析;
引言
在建筑工程项目建设期间,商品混凝土的需求量较大,且其利用率也较高,需要从本质上确保其符合施工标准。而商品混凝土配合比是否恰当,与项目质量有着直接联系,应当进行科学的配合比分析,使混凝土强度满足建筑要求,同时使其更具耐久性、紧密性,使经济收益最大化。
1原材料和配合比设计
1.1原材料的选择
(1)水泥。水泥在水化过程中将会放出大量的热能,而承台整体较厚,表面系数相对较小,热量聚集后非常不容易散失,甚至会越积越高,使得外界产生巨大的温差,单位时间混凝土释放的热能,同水泥用量和水泥品种有关,所以需要做好水泥的选择,应优先选用低热性水泥,该承台施工选用的P•O42.5水泥就属于放热量较低的一种水泥,其部分检测结果如下:比表面积342m2/kg,氯离子含量0.014%,三氧化硫含量1.13%,均符合国家标准。(2)粗集料。粗集料是保证混凝土强度的主要材料,承台施工宜选用粒径5~31.5mm连续级配的碎石,采用非泵送施工时粒径可适当增大,选用的粗集料部分检测结果如下:针片状8.7%,压碎值17.6%,含泥量0.4%,硫化物及硫酸盐含量0.02%,14d碱集料反应0.03%,均符合国家标准。(3)细集料。桥梁工程所用的细集料通常是以河沙、江砂为主的天然砂,当仅靠天然砂不能满足用量需求时,可以采用由天然砂和机制砂混合而成的混合砂,选用的细集料为级配良好的中砂,部分检测结果如下:细度模数2.8,含泥量2.5%,氯化物0.01%,硫化物及硫酸盐含量0.01%,14d碱集料反应0.03%,均符合国家标准。(4)煤灰粉。在保证混凝土强度等级和稠度要求的前提下,粉煤灰作为胶凝材料取代部分水泥,不仅可以节约水泥、降低造价、改善和易性、可泵性、消除混凝土泌水、提高后期强度,而且可以显著提高抵抗氯离子扩散的能力和不透水性、抗碱集料反应能力、抗硫酸盐腐蚀及降低混凝土的温升速度等。选用的粉煤灰部分检测结果如下:烧失量2.14%,需水比94%,SO3含量0.71%,28d活性指数75%,氯离子含量0.05%,0.045mm筛余8.7%,均符合国家标准。
1.2配合比优化分析
1.2.1试拌
试拌量25L,按照投料顺序依次加入粗骨料、胶凝材料、细骨料、水和外加剂,搅拌150s后出机、拌合、测试。实测坍落度210mm,拌合物不离析、不泌水,混凝土和易性良好。但混凝土坍落度偏大,超过设计目标值180±20mm范围,则需调整控制混凝土的坍落度。
1.2.2设计路线
①在保证混凝土性能的前提下,宜减少胶凝材料中的水泥用量,提高矿物掺和料掺量,可以采用粉料多掺技术,有效地减少混凝土对于水泥的需求,从而进一步减少了水化热的产生,粉煤灰掺量低于胶凝材料用量的40%,矿渣粉掺量低于胶凝材料用量的50%,粉煤灰、矿渣粉掺和料的总量低于胶凝材料用量的50%。在保证胶凝材料不变的前提下,对胶凝材料的掺和比例进行调整,并对不同掺和配比的胶凝材料进行水化热的分析,同时检测放热速率,得到最低水化热的掺和配比,矿物掺合料在33%时可达到最低水化热。②选择合适的减水剂。减水剂对于混凝土性能影响巨大,合适的减水剂可以有效减缓水化反应的发生,从而在一定程度上降低水化热,尽可能延迟水化峰值,可以避免承台内部温度在短时间内急剧升高,有效防止高温对于承台的破坏。
2影响水泥混凝土强度的各项因素
经过长期实践可以发现,影响水泥混凝土强度的主要因素有水泥、水胶比、粗集料以及细集料。因水泥具有一定的备活性,其强度越大,相应的混凝土强度就会越高,反之亦然,而混凝土抗压强度的强弱,也与混凝土中水泥的强度成正比。如果在固定配合比情况下,水泥强度高,则混凝土最后的强度就会越高;混凝土的强度与水胶比的关系也很大,当后者越小时,前者的强度就会越大,在进行配比时,应当合理设置水胶比例数值,确保混凝土的强度更大;在建筑工程项目建筑期间,会用到一定数量的粗集料和细集料,不同的集料质量,会影响到混凝土的强度,如若使用强度大、硬度高的集料,会在温湿度等因素的干扰下,使得混凝土的体积发生变化,在应力作用下,水泥混凝土将出现开裂现象,进而会对工程质量安全造成极大威胁;细集料作为基本填料,此种材料对于混凝土强度的影响相对较小,需要对其进行科学掌控,以此来加大强度,确保质量及安全性。
3混凝土施工质量控制
3.1控制入模温度
入模温度对于温控的结果具有非常重要的影响,通过大量试验得知,如果入模温度较高,混凝土在入模后,会更快地释放热能,在单位时间内,温度升高也就更快,所以应尽可能地降低入模温度,并控制混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值低于50℃,混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)低于25℃。
3.2配合比设计原则
(1)结构设计强度。根据《水工混凝土试验规程(SL352-2006)》选择强度标准差。C30混凝土的配制强度ƒcu,0=ƒcu,k+tб=30.0+1.645×4.5=37.4MPa;C40混凝土的配制强度ƒcu,0=ƒcu,k+tб=40.0+1.645×5.0=48.2MPa。(2)混凝土耐久性。根据《水工混凝土结构设计规范》(DL/T5057-2009),环境条件类别应属于强腐蚀环境(五类),对应的最大水灰(胶)比为0.40,最小水泥(胶材)用量为360kg/m3。(3)坍落度。镇墩混凝土配合比拌合物的坍落度控制在60~80mm范围内,其余混凝土配合比拌合物的坍落度控制在140~160mm范围内,引气混凝土的含气量控制在3.5%~5.5%,碎石比例为(5~10mm)∶(10~20mm)∶(20~40mm)=3∶2∶5。
3.3养护方法
浇筑完成后,养护时间不得少于14d,并在承台表面覆盖一层薄膜或刷涂养护剂,应经常检查塑料薄膜及养护剂涂层的完整性,并保持混凝土的表面湿润,可以有效避免发生开裂。有条件时应当延迟拆模时间,拆模后,应采取预防寒流袭击及突然降温和剧烈干燥等措施。在大体积混凝土拆模后,应及时回填土,不宜长期暴露在自然环境中。达到养护期后,保温覆盖层应分层逐步拆除,当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时,可全部拆除。
结束语
对商品混凝土配合比的关系研究可知,商品混凝土强度受水泥用量、掺和料用量、水胶比等多种因素的影响,根据混凝土强度的需求,需要以相关规范文件为基础,结合配合比试验,从而确定混凝土各原料的最终用量。通过优化配合比,期望能够降低水泥用量及水化热,节约成本,对于控制商品混凝土品质具积极的意义,有助于提升建筑工程质量。
参考文献
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