预制梁用C50缓凝早强大流态混凝土的研制与应用

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发布时间：2021-09-04

资料介绍

预制梁用C50缓凝早强大流态混凝土的研制与应用
孟伟峰李云龙来立志
(深圳市新力源建材实业有限公司)
I摘要】根据南坪项目预制箱梁的特点，在深圳地区现有的地材的基础上，采用正交法优化配合比，配制
出了优质的缓凝早强大流态混凝土，满足了正常施工的要求和预制箱梁的质量要求。
【关键词】缓凝旱强大流态正交法
0引言
南坪预制箱梁对混凝土的技术要求：
① 超缓凝：在预制梁的浇注过程中，因梁厚度
只有18cm，只能采取附着式振捣器进行振捣，同
时采用了水平分层浇注法，但在振捣时，整片梁都
处于振捣状态，从而要求混凝土的初凝时间必须大
于整片预制梁的浇注时间，要求缓凝时间不低于7
个小时。
② 早强：在早期，需要对预制梁进行张拉，要
求混凝土3d强度达到设计强度等级C50的90％，
即45．0MPa。
③ 大流动性：预制梁的结构属箱式结构，配筋
比较密，为满足施工要求，在混凝土的浇注过程中，
要求混凝土具有相对大的流动性。
综上所述，预制梁用C50混凝土属于缓凝早强
大流态混凝土。从理论上来讲，缓凝与早强是一对
相互矛盾的组合，要保证混凝土缓凝时间的延长势
必要影响到混凝土的早期强度。通过该项目混凝土
的研究分析，我们认为合理的选择和使用外加剂是
解决矛盾的关键所在。
1原材料的选择
1．1 7k泥
孟伟峰，深圳市新力源建材实业有限公司
地址：深圳市南}JJ区北环路南倒广深公路东侧
电话：83937062
为满足C50预制箱梁早强、缓凝的要求，选用
高强度等级、早强的及凝结时间相对较长的水泥，
根据我公司的实际情况，选用大宇水泥厂生产的强
度等级为P．I52．5R的硅酸盐水泥和广东“华润”水
泥厂生产的RO42．5R水泥进行试配，水泥物理性能
见表1。
1．2粉煤灰
表1 水泥物理性能
项目大宇R152．5R “华润”RO42．5R
标准稠度(％) 27．8 26．6
龄期(d) 3 28 3 28
抗折强度(MPa) 6．6 9．5 6．7 8．9
抗压强度(MPa) 333 58．4 28．6 52．3
初凝时间(min) 122 125
因该混凝土属于预应力混凝土，按规范不允许
掺加粉煤灰。但考虑到掺加少量粉煤灰能有效改善
混凝土的工作性、降低水泥用量等优点，选用公司
目前使用的台山电厂的II级粉煤灰进行试配，具体
技术指标见表2。
表2 粉煤灰技术指标
l产地及级别细度(％) 需水量比(％) 烧失量(％)
l 台山II 183 96 0．71
1_3砂
s180鹤选用东莞河砂，该含量 (<1 0／0 宝
度模数较高，可提高混凝土的工作度，减少混凝土
用水量，减少泌水和离析现象，具体技术指标见表3。
①GBJ107混凝土强度合格性判定的唯一标准。
取得混凝土标准立方体强度是按GB]107对混凝土
强度进行合格性判定的必要条件。
②用其他方法检测得到的混凝土强度推定值，
是处理混凝土质量问题的一个依据，但不是混凝土
强度判定的依据。
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③ 同条件养护试件的抗压强度，按GB]107评
定方法得到的强度代表值，乘折算系数1．1，可作
为结构实体混凝土强度判定的依据，该折算系数可
根据当地试验统计资料作适当调整。
注：直接引用标准原文文字用“”号标出。GBJ107将要修
订．请读者注意。■
表3 砂子技术指标
类别 I细度模数含泥量(％) 泥块含量(％) 氯离子含量(％)
I
1I区中砂l 2．7～2．9 1．5 0．6 0．045
1．4石子
深云石子，该石子含泥量低(<1．0％)，坚固
性好，收缩比低，级配好，能降低空隙率，减少砂
率，压碎指标低，有利于混凝土强度的提高，主要
技术指标如下：
表4 石子技术指标
I类别含泥量％泥块含量％压碎指标％
l 5～25mm连续级配 0．8 O．3 三8．O
1．5外加剂
在配合比的设计过程中，缓凝与早强是一对相
互矛盾的组合，要保证混凝土缓凝时间的延长势必
要影响到混凝土的早期强度，合理选用外加剂可有
效解决二者的矛盾，因此外加剂的选用是一个至关
重要的环节。根据我公司的实际经验，综合考虑外
加剂厂家供货能力、技术水平及南坪项目的特点，
选用深圳五山N型减水剂，具体技术指标见表S。
表S 外加剂技术指标
技术 3d抗压强初凝延长
固含量(％) 比重减水率(％)
指标度比(％) 时间(h)
五山
40 1．210 28 150 4．5
N型
2设计试配方案
试配主要目的是考核水灰比、用水量、外加剂
掺量和粉煤灰掺量四个因素对预制箱梁用C50缓凝
早强大流态混凝土的早期强度、初凝时间和工作性
的影响，从而找出最佳组合，制定最优配合比。考
核指标是混凝土拌和物工作性、3d强度、28d强度
及初凝时间。
表6 因素水平表
水因素
平水比用水(Kg／m3) 外加剂掺量(％) 粉煤灰掺量(％)
1 0．29 155 2．2 0
2 031 160 2．3 6
3 032 165 2．5 9
2．1制定因素水平表
影响预制梁用C50缓凝早强大流态混凝土强度、
工作性及初凝时间的因素有许多方面，在施工工艺、
养护条件一定的情况下，在试配中只考虑原材料的
情况，而根据经验，我们选择4个主要影响因素：
水胶比、用水量、外加剂的掺量和粉煤灰掺量，并
根据以往的试配经验和工程实践，对每个因素各制
定三个水平，见表6。
2．2利用正交表安排试配
使用华润水泥和大宇水泥，按照因素水平表
(表6)，把具体的因素水平选出列于正交表上，并
依据具体内容，计算出每一试验号的配合比，试配
时混凝土假定容重为2400Kg／m3，砂率选择按水胶
比0．29，0．31，0．33分别为32％，34％，36％。试
配结果见表7、表8。
根据以上试配结果显示，在使用相同配合比时，
在使用华润水泥的情况下，坍落度更大，流动性更
好，初凝时间更符合工程需要。
2_3试配结果的分析
试配的目的是既要达到3d和28d的强度指标
和缓凝时问的要求又要保证混凝土拌合物有良好
的工作性，我们分别对各个因素如何影响强度、坍
落度和初凝时间进行分析，然后再进行综合考核分
析，确定最佳组合参数。试配结果的数理统计计算
列于表9、表10。
由表9、表10初步看出，影响混凝土坍落度的
主次顺序为：华润水泥为：用水量一外加剂掺量一
水胶比一粉煤灰掺量，最佳组合为：A2B3C3D2，
大宇水泥为：用水量一外加剂掺量一粉煤灰掺量一
水胶比，最佳组合为：A2B3C3D2；影响混凝土R3
的主次顺序为：华润水泥为：水胶比一外加剂掺量
一用水量一粉煤灰掺量，最佳组合为：AIB2CID2，
大宇水泥为：水胶比一粉煤灰掺量一用水量一外加
剂掺量，最佳组合为：AIBIC2D1；影响混凝土初
凝时间的主次顺序为：华润水泥为：外加剂掺量一
水胶比一用水量一粉煤灰掺量，最佳组合为：
A3B2C3D2，大宇水泥为：外加剂掺量一粉煤灰掺
量一用水量一水胶比，最佳组合为：A2B2C3D3。
由表11、表12可以看出：对于华润水泥来说，用
水量对混凝土坍落度有显著影响，水胶比对混凝土
3d强度有显著影响，外加剂对混凝土初凝时间有非
常显著的影响；对于大宇水泥，用水量对混凝土坍
落度有非常显著影响，水胶比对混凝土3d强度有非
常显著影响，外加剂对混凝土初凝时间有非常显著
的影响。
对于坍落度这一考核指标，只有“用水量”因
素影响显著，其他因素均被误差淹没；对于R3强
度这一考核指标，只有“水胶比”因素影响非常显
著，其他因素也被误差淹没；对于混凝土初凝时间
这一考核指标，只有“外加剂掺量”因素影响非常
显著，其他因素也被误差淹没。这样从经济方面考
虑，最佳组合应该是，华润水泥对于坍落度应为：
A2B3C1D2；对于R3强度应为：A2B2CID2；对于
初凝时间应为：AIB2CID2；综合因素考虑最佳配
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2010年6月第7卷第2 由l V0L．7 N0．2 IUN2
比为。大宇水泥对于坍落度应为：A2B3C1D2；对
于R3强度应为：A3B3C1D2；对于初凝时间应为：
A3B1C3D3。本次试配被淹没的因素，并非因素本
身影响不显著，而是由于水平选取太近的缘故，这
种近水平