路用碾压混凝土配合比设计与应用.pdf

2 0 1 0年 1 2月 第 7卷第 4期 采 圳土木与建筑 路用碾压混凝土配合比设计与应用 陈爱芝李华军张明春周 明臣 ( 深圳 市盐 田港 混凝 土有 限公司 ) 1前言 路用碾压混凝土( R o l l e r C o mp a c t e d C o n c r e t e ， 简称R C C )是一种含水率低，通过振动碾压施工工 艺达到高密度 、高强度的水泥混凝土。其特干硬性 的材料特点和碾压成型的施工工艺特点，使碾压混 凝土路面具有节约水泥 、收缩小、施工速度快、强 度高、开放交通早等技术经济上的优势。碾压混凝 土路面工程是 国家 “ 八五”重点科技攻关项 目，作 为高等级公路路面，它与普通水泥混凝土、沥青混 凝土路面相 比，优势 明显，有着广阔的推广应用前 景 。 2工程概况 1 9 9 8 年底 ， 深圳市重点工程东部快速通道 盐坝高速公路建设正式启动，盐 田至大梅沙段 隧道双 向6 车道路面工程采用碾压水泥混凝土路面 。 3生产供应方式 克服了现场搅拌 的不足，保证了混凝土的质量 ， 商品碾压混凝土的生产工艺先进于现场搅拌 。盐 田 港混凝土有限公司承接了这项生产任务 。 陈爱芝，深圳市盐 田港混凝土有限公司，高级工程师 地址：深圳市布吉街道布沙路 1 7 2号南景豪庭星皓个阁 1 6号 电话：8 4 7 3 9 6 8 8 ，E ma i l ：c h e n a i z h i 2 l c n c o rn 4混凝土配合比设计 4 。 1材料组成 水泥：湖南东江水泥厂金磊5 2 5 # 普通水泥； 粉煤灰：东莞市虎门热电厂” 级干排灰； 碎石： 粒径5 2 5 mm， 表观密度2 7 0 0 k g m0 压碎指标6 ，振实容重1 7 0 0 k g m ； 砂： 东莞市东江产河砂，细度模数2 8 ，表观 密度2 6 0 0 k g m3 ； 外加剂 ： 广州高效液体减水剂 F D N2 2 0 N， 含 固量3 S ，掺量1 0 ； 水：饮用水 。 4 2配合比设计方法 根据设计要求，采用经验 公式确定水灰 比。 参照表 1 ，取配制强度 8=6 4 Mp a c w =( F 2 8+1 0 0 7 9 0 。3 4 8 5 f c e ， f ) 1 5 6 8 4 = 2 83 w c =o 3 5 注 ：水泥抗弯强度厂 _， =8 5 MP a 采用改进V C 法确定初步用水量 按规定 的工作性要求，改进V C 值2 0 4 0 s ，根 据体积法计算配合比材料组成 ，制备几组试件，测 定它们的改进V C 值，从而确定初步用水量 。 经试验 得出初步用水量W =1 l O k g m3 。 亭 亭 = ；亭亭 亭 亭 亭 亭 亭亭 亭 亭 亭 亭 亭 亭= ； 亭 亭 亭 亭 亭 亭 亭亭 亭 亭 享 罕 军 军 亭 亭 亭 亭 亭 罕亭 亭 亭 亭 罕 亭 军 亭亭 罕 亭 亭 亭 罕亭 亭 享 罕 亭 “ 三掺 ”高性能混凝土与常规混凝土相 比，每 温度要在1 0 以上)； 立方混凝土可降低材料成本1 0 元左右。 按年产6 0 万 “ 三掺”高性能混凝土特别适于大体积混凝 立方 “ 三掺”高性能混凝土计算，每年可为企业增 土和地下、水下及海工混凝土 ； 加6 0 0 万元的利润。 使用 “ 三掺 ”高性能混凝土，可降低混凝土 4结论 成本1 0 元左右。 在一定范围内 ( 粉煤灰掺量2 0 3 0 ，矿渣 参考文献： 微粉掺量4 O 以下， F S 掺合料总掺量3 0 5 0 )， 用P 0 4 2 5 或P 1 1 4 2 5 硅酸盐水泥、矿渣微粉、粉煤 灰和高效减水剂组成复合胶凝体系，可配制出 “ 三 掺”中低强度高性能混凝土； “ 三掺”高性能混凝土与同等级普通粉煤灰 泵送混凝土后期力学性能基本一致，其早期强度稍 低 ，工作性、耐久性和水化热优于普通混凝土； “ 三掺 ”高性能混凝土的强度发挥对养护条 件比较敏感，要注意早期7 d 的保温保湿养护 ( 养护 【 1 吴中伟、廉慧珍著 高性能混凝土，中国铁道出版社 1 9 9 99 ：p p 3 8 4 - 3 8 9 2 上海市工程建设规Da WO S 一 5 0 1 - 1 9 9 9 粒化高炉矿渣微粉在水泥混凝土中应 用技术规程 3 】 田培 ( 译)用高炉矿渣微粉末的混凝土施工中的问题“ 高炉矿渣微粉研究及 应用”论文集上海市建筑科学研究院编审 1 9 9 7 1 1 ：p p l O l - 1 1 o 4 1 王新友等。 双掺磨细矿渣和高钙粉煤灰混凝土研究 矿渣微粉研究和应用论文 集上海远东出版社2 0 0 3 1 ：p p 1 9 1 - 1 9 6 I 5 】 孟伟峰等。复掺混凝土性能的实验研 究“ 新世纪海峡两岸高性能混凝土研宄 与应用”学术会议论文集同济大学出版社 2 0 0 2 5 ：p p 1 1 1 1 1 4 E 83 2 01 0年 1 2月 第 7卷第 4期 梁圳 土 木 与 律 筑 表 1 路用碾压混凝土配合 比设计指标参考表 变异系数 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 c v ( o o ) 加成系数 1 07 1 08 1 0 9 1 1 0 1 1 1 1 1 2 1 1 3 1 1 4 P 配制强度 5 9 6 0 60 6 1 6 2 6 2 6_3 6 4 F 2 8 注： 碾压混凝土路面施工技术杨金泉主编、P 3 8 、表 3 - 5 。 表 2 因素与水平 因素 A B C D 承 W (k g l m ) c + F 1 ( 幻I m ) ( ) F (Oo ) 1 1 0 0 3 3 5 7 6 1 0 2 1 0 5 2 95 81 2 0 3 1 1 0 3 75 7 1 1 5 注：1 w一水、C+F 1 一水泥+ 粉煤 、 g一石子填充体积、F 一粉煤 灰、2 -粉煤灰取代方式为等量取代；外加剂掺量为1 0 a 正交试验优选配合比 采用L 9 ( 3 4 1 正交表安排试验 ，因素与水平见表 2 ；试验方案及混凝土配合 比见表3 ；试验结果见表 4。 成型方法：压振法，混凝土拌和物装模后将振 动成型机置于试样表面 ，振至试样与模 口齐平为止 。 成型后在标准条件下养生龄期测定强度。试样结果 如表3 所示 。 对3 个表格的说 明：表2 是对因数与水平的分析 ， 表3 是根据表2 制定的混凝土配合 比试验方案，表4 是对 以上9 组配合 比试验抗折强度、V C 值及材料用 量综合指标汇总。 从9 组试验结果分析 ， 2 、 4 J t v g 值 大于6 组，但这两组的的V C 值偏大，抗折强度值偏 低。再看6 组的结果较符合我们 的要求，2 8 天抗折 强度达N7 2 Mp a ， V C 值适中， 用水量在 1 0 5 k g m 。 ( 理论要求最好控制在l O O k g m0 左右 )，所以得 表 3 试验方案及混凝土配合 比 试验方案 试 配合 L t l k g l m。 验 W +F 1 vg f 号 k g m3 I k g l m。 ， W C F G HF DN 2 2 0 N 1 1 00 3 3 S 7 6 1 O 10 0 3 0 2 3 4 7 9 6 1 2 9 2 3 35 2 1 0 0 2 9 5 81 2 0 10 0 2 3 6 5 9 7 4 0 1 3 7 7 2 9 5 3 1 00 3 7 5 71 1 5 1 0 0 3 1 9 5 6 8 3 6 1 2 0 7 3 7 5 4 1 0 5 3 3 5 81 1 S 1 0 5 2 8 5 5 0 6 9 5 1 3 7 7 3 3 5 5 1 05 2 9 5 7 1 1 0 1 0 5 2 6 6 3 0 9 01 1 2 0 7 2 9 5 6 1 05 3 7 5 7 6 2 0 10 5 3 0 0 7 5 7 3 4 1 2 9 2 3 7 5 7 1 10 3 3 5 71 2 0 1 1 O 2 6 8 6 7 8 4 0 1 2 0 7 3 3 5 8 11 O 2 9 5 76 1 5 1 1 O 2 51 4 4 8 01 1 2 9 2 2 9 5 9 1 1 0 3 7 5 81 1 0 1 1 0 3 3 8 3 8 65 2 1 3 7 7 3 7 5 表 4 试验结果 编 W C+F 1 考核标准 号 k g m。 k g m。 改进V C 值 s F 2 8 MP a 1 1 0 0 3 3 5 7 6 1 0 5 4 6 2 2 1 0 0 2 9 5 8 1 2 0 4 8 6 5 3 1 0 0 3 7 5 7 1 1 5 5 6 5 9 4 1 0 5 3 3 5 8 1 1 5 3 6 6 0 5 1 0 5 2 9 5 7 1 1 0 3 4 6 1 6 1 0 5 3 7 5 7 6 2 0 3 1 7 2 7 1 1 O 3 3 5 7 1 2 0 2 5 6 6 8 1 1 0 2 9 5 7 6 1 5 2 3 6 7 9 1 1 O 3 7 5 8 1 1 0 1 8 6 4 表 5 理论配合 比用量 k g m。 材料名称 粉煤灰 水泥 砂 石 外加剂 水 材料用量 k g m3 7 5 3 0 0 7 3 4 1 2 9 2 3 l 7 5 1 O 5 表 6 测试结果 项 目 条件 检验结果 设计要求 改进V C 值 s 2 0 k g 压重 2 3 s 3 l s 2 0 s 4 O s 最小值4 9 Mp a ，平均值 F 7 Mp a 5 4Mp a 标准养护 最小值6 O Mp a ，平均值 F 2 8 Mp a 5 O 1 14 P a 6 5 Mp a 出以下理论配合比，如表5 所示。 5实际应用情况 盐 田港混凝土有 限公 司按照所得配合 比为盐 坝 高速 公路 盐 田至 大梅沙 段 隧道 路面 工程 生产 l O 0 0 0 m3 碾压混凝土，填补 了深圳市商品混凝土生 产企业生产碾压混凝土路面的空白。生产中我司采 用德国进口的利勃海尔搅拌设备生产， 翻斗车进行 运输，运输途 中用帆布遮盖，以防水份增发 。在整 个生产过程控制稳定 ，供应及时，质量优 良，受到 甲方、监理、施工单位的一致好评 。帮助客户创造 深圳港盐田港区三期工程高性能混凝土研究与应用 陈爱芝 冯汉峰 黄辉 周明臣 王国斌 ( 深圳市盐田港混凝土有限公司) 【 摘要l为提高混凝土在 海洋环境中的耐久性 ，改善 混凝土的施工性能、降低 大体积混凝土的绝热水化放 热温升，通过选用优质混凝土外加荆和矿物掺和料、降低混凝土单方胶凝材料用量，配制优质 的高性能 混凝土 ，满足特殊工程的高耐久性、优 良施工性能的混凝土。 【 关键词l海水侵蚀 耐久性 矿物掺和料高性能混凝土 0前言 混凝土作为 目前应用最广 、用量最多的人造建 筑材料，已经被广泛用于各个建设领域，尤其是海 洋资源的开发和利用不断发展的今天，大量海洋工 程如商港 、渔港、军港、深水码头及海上采油平台 的建设，由于其长期处于海洋环境之 中，受海水及 海洋大气 的物理化学作用，因此，混凝土结构耐久 性问题显得尤为突 出。 海 水及盐渍地 区地下水对混凝土有 严重的侵 蚀作用 ，致使混凝土的使用寿命大幅度缩短。我 国 东南沿海有着绵长的海岸线 ，内陆还有着大片的盐 渍地区，每年国家因混凝土及钢筋腐蚀所造成的经 济损失以亿元计 ，给国民的经济发展和现代化建设 造成严重的障碍 。因此，对于处于海洋或恶性环境 ( 如高盐碱等 )条件下混凝土的结构耐久性问题成 了土木工程界关注的焦点。 海洋环境中的混凝土因长期受到风浪、海洋大 气和海水腐蚀及冰冻等作用，易遭受破坏。尤其是 海水的腐蚀 ，对混凝土结构耐久性影响十分严重 。 研究表明，海水对钢筋混凝土结构的腐蚀作用主要 有以下几方面： 陈爱芝，深圳市盐 田港混凝土有限公司，高级工程师 地址：深圳市布吉街道布沙路 1 7 2号南景豪庭星皓个阁 1 6号 电话：0 7 5 5 8 4 7 3 9 6 8 8 ，E - ma i l ：c h e n a i z h i 2 1 c n c o m 对混凝土的化学腐蚀 ：海水对混凝土可能造 成破坏的腐蚀性成份有硫酸盐 、氯化物 、碳酸盐 、 碳酸氢盐、镁离子和碱一骨料反应等 。 盐类结晶侵蚀：结晶侵蚀主要是碳酸盐侵蚀， 碱与空气中的C O 2 作用生成含1 0 个结晶水的碳酸钠 晶体， 其体积增J3 H 2 5 倍， 从而产生很大的结晶压力 破坏水泥石结构。 混凝土中钢筋的锈蚀 分析 以上腐蚀特征，可 以得到防止混凝土腐蚀 的基本思路。防止碱物理和化学腐蚀的技术途径是 提高混凝土的质量 ，如控制集料级配和泥含量、降 低水胶比、选用优质水泥及矿物掺和料、掺外加剂 等，以降低混凝土的总空隙率，提高密实度，则可 以减轻和防止混凝土耐碱性腐蚀。 对于混凝土中钢筋 的保护，主要是增大保护层 厚度、控制混凝土结构裂缝、提高混凝土的抗碳化 和抗氯离子扩散能力及掺加钢筋阻锈剂等。 1 工程概况 1 1工程环境调查 盐 田国际集装箱码头三期工程 ，与香港隔海相 望，总投资约6 0 亿元，混凝土总量6 0 余万方，其中 涉及海工结构的混凝土约1 6 万余方，是国家重点发 展的四大深水港之一 。 我们根据该工程所处地域 的特殊性，为保证工 程质量，提高混凝土的耐久性，满 足海工混凝土工 一一 一_ 一一_一一_一一 一 _一 _一 H _一 H 样板工程， 在竣工验收中被评为 “ 广东省第一路 ” 。 凝土路面施工技术可加快施工进度 。碾压混凝土中 以下是实 际生产 中随机抽样测定 的强度和稠度指 掺适量粉煤灰 ，一方面可大幅度节约水泥，降低成 杯 6 所 ： 本，较普通水泥路面混凝土节约水泥5 0 k ms 以上 ， 6技术经济效果 取得较高的经济效益和社会效益； 另一方面 ，对提 由于碾压混凝土用水量比普通混凝土低得多， 高混凝土密实度 、耐久性有着积极作用 。 ， 水灰比也小，因此碾压混凝土强度增长速度快，七 参考文献： 天达到设计要求 ，由此可见碾压混凝土特别适用于 【 1 1 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准( ， 0 1 2 9 4 ) ， 公 路 水 泥 混 凝 土 路 面 设 计 规 范 。 路面工程，可缩短养护周期提前开放交通。碾压混 2 】碾 压 混 凝 土 路 面 施 工 技 术 ， 杨 金 泉 。 8 5