崇启大桥 C45墩身混凝土配合比设计与优化.pdf

2 0 1 4年 第 1 1 期 1 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEM ENT PRODUCTS 2 01 4 No 1l No v e mb e r 崇启大桥 C 4 5墩身混凝土配合 比设计与优化 刘冠 国 一 ， 马爱斌 ， 秦 鸿根 。 ， 张 萍 。 ( 1 河海大学力学与材料学院 ， 南京 2 1 0 0 9 8 ； 2 江苏省交通科学研究院股份有限公司 ， 南京 2 1 1 1 1 2 ； 3 东南大学材料科学与工程学院， 南京 2 1 1 1 9 8 ) 摘要 ： 以崇启大桥 墩身混凝土施工 为依托 ， 结合 大体积混凝 土质 量控 制关键点 ， 提 出配合 比设计 方案 ， 通过 对 混凝土的工作性能 、 力学性能及各项耐久性 能的分析 和研 究， 最终得到 配合 比优化 方案。 关键 词 ： 大体 积 混 凝 土 ； 配 合 比 ； 粉 煤 灰 ； 耐 久性 Ab s t r a c t ： F o r t h e c o n s t r u c t i o n o f C h o n g q i b r i d g e p i e r s h a f t a n d c o mb i n e d w i t h k e y p o i n t s o f q u a l i t y c o n t r o l ， t h e mi x p r o p o r t i o n d e s i g n i s p r o p o s e d I e fi n a l l y mi x p r o p o r t i o n i s o b t a i n e d t h r o u g h t h e s t u d y o f wo r k p e r f o r ma c e ，me c h a n i c a l p r o p e rti e s a n d d u r a b i l i t y p e r f o r ma n c e Ke y wo r d s ：Ma S S c o n c r e t e ； Mi x p r o p o rt i o n ； F l y a s h ； D u r a b i l i t y 中图分 类号 ： T U5 2 8 0 6 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 4 ) 1 1 1 1 - 0 6 0前言 崇启大桥工程位于江苏省东南部 ， 是上海至西 安高速公路的重要组成部分 ， 同时也是江苏省最下 游跨 江大桥。由于海水倒灌等原因 ， 桥位水域洪季 盐 、 淡水强烈混合 ， 水位变化 明显 ， 对混凝土耐久性 构成严重威胁” 】 。而墩身混凝土结构属 于大体积混 凝土 ， 其施 工存在浇筑体核心 蓄热 温升大 、 单 次浇 筑厚度大 、 施 工周期长 、 内外温差控制要求严 等特 点 2 叫， 一 旦某 个 环 节 出 现 问题 ， 会 带 来 裂 纹 、 贯 穿性 裂缝等事故 ， 因而需要充分考虑配合 比设计方案 。 文章针对崇启大桥水域环境的特点 ， 明确了混 凝土原材料指标 ， 优化 、 完 善了配合 比设计 ， 并借鉴 国内外工程经验 ， 开展江海交汇环 境下氯盐 、 硫 酸 盐作用下混凝 土耐久性失效状况研究 ， 评估 了崇启 大桥预期采用高性 能结 构混凝土的抗氯离 子渗透 及硫 酸盐 侵蚀 性 能 。 1 原材 料性 能 与 实验 方案 1 1 配 合 比设计 原 则 基于以上 因素 ， 同时墩身混凝 土分 为水上区和 水 位变动区即浪溅 区 ，侵蚀最 为严重 的水位变动 区， 受 C 1 、 干湿循 环 、 硫酸盐侵蚀 的作用 ， 水上区主 要是受到碳化 、 大气中 C l 一 侵蚀等作用。 同时 ， 墩身混 凝土由于结构截面与纵 向尺寸较大 ， 开裂问题不可 避 免 ， 开裂 主 要原 因为 干缩 、 自缩 、 温度 收 缩 和化 学 收缩 。因此 ， 墩身混凝土配合 比设计应按照 以下原 则 ： 在保 证强 度等级的前提下 ， 降低单 方胶凝材 料用量和水泥用量 ，以减少混凝土 的干燥 收缩 ， 但 单方混凝土 的胶凝材料用量不得少于 4 4 0 k g m ； 要求复掺粉煤灰与矿渣微粉 ，以改善混凝土 的性 能 ； 考 虑到t 昆 凝 土的泵 送施工 ， 要求墩 身混凝 土 具有 良好的工作性 ， 初始坍落度控制在 1 8 0 2 2 0 mm 之间 ， 一小时后不得小于 1 6 0 m m； ，控制墩身混凝 土 8 4 d氯离子扩散系数小于 2 0 x 1 0 m 2 s ； 对于处 于水位变化区的墩身混凝土 ， 受到海水 中硫酸根离 子的侵蚀要符合使用要求 ， 不得影响结构的设计使 用寿命 。 1 2原 材料 性能 水 泥 为 中国 水泥 厂生 产 的 P 4 2 5级硅 酸 盐 水泥 ， 性能 如表 1 所示 ； 矿物掺合料为镇 江谏壁生 产的 I级粉煤灰和 $ 9 5级矿粉 ；骨料是 中砂和 5 表 1 水泥的基本性能 基金项 目： 国家 自然科学 基金资助项 目( 5 1 3 0 8 1 1 2 ) 。 2 5 mm石灰石碎石 。 掺人粉煤灰能减少水 泥用量并有效降低水化 一 1 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年第 1 1 期 混凝土与水泥制品 总第 2 2 3期 热 ， 还可减少混凝土 自身体积收缩 ， 有利于预防混 凝土开裂。本工程选用镇江谏壁 I级粉煤灰 ， 密度 2 2 7 k m ， 需水量 比 9 2 ， 比表面积 4 0 5 m ff k g ， 烧失 量 1 4 8 ，三 氧化 硫 含量 2 0 6 。矿 粉选 择 $ 9 5矿 粉 ， 密度 2 7 9 c m ， 比表 面积 4 1 4 m k g ， 密度 2 7 9 k g m ， 烧 失 量 0 1 6 ， 三 氧 化 硫 含量 1 5 4 ， 流 动 度 比 1 0 7 。 细集料细度模数为 2 9 0 ，表观密度 2 5 9 0 k #m ， 堆积密度 1 5 2 0 k m ，含泥量 0 5 。粗集料压碎值 1 0 6 ， 表观密度 2 7 0 0 k g m ， 含泥量 0 4 ， 针片状含 量 2 ， 颗粒级配 良好。 按 照 以上 原 则 ，设 计 四组 承 台混凝 土配 合 比 ， 如 表 2所示 。 1 3 耐久 性实 验方 案 通 过 测试 不 同配合 比混 凝 土 的工 作 性 能 、 力 学 性能 、 氯离子渗 透性 能 、 干燥收缩 、 自收缩 、 抗 开裂 及抗硫酸盐性能， 对其进行综合评估及优化 。 2结果 与讨 论 2 1 工作性能 按表 2配制混凝土 ，新拌物 的工作性能如表 3 所 示 。 由表 3结果表明 ，墩身 昆凝土工作性 良好 ， 在 掺合料和减水剂共同作用下 ，初始坍落度在 2 1 0 - 2 2 0 mm之间，一小时后在 1 7 0 mm以上 ，拌和过程 中 ， 保水保塑性 良好 ， 湿 密度在 2 3 8 0 k m 以上 ， 终 凝 时 间在 1 5 2 0 h之 间。 在 D S F 3 5 S 2 5 、 D S F 2 5 S 3 5 、 D S F 1 5 S 4 5三组 混 凝 土配 合 比中 ， 混 凝 土 的水 泥 用 量相 同， 粉煤灰用量依次降低 ， 矿粉用量依次增加 ， 混凝 土坍损表现最好 的为 D S F 3 5 S 2 5 ， 半小时内没 有损 失 ，一 小 时后 仍 有 1 9 0 mm 的坍 落 度 。D S - F 1 5 S 4 5 、 D S F 2 5 S 4 5由于掺人大量矿渣微粉 ，拌合 物粘度相对较大 ，初始坍落度在2 2 0 2 3 0 m m之问 ， 3 0 mi n损 失 了 1 0 2 0 mm， 6 0 m i n后仍 有 1 7 0 mm 以上 的坍落度。掺入矿物掺合料总量最大的 D S F 2 5 S 4 5 保塑性最好 ， 6 0 rai n后仍有 2 1 0 mm的坍落度 。混凝 土试配过程发现 ， 当矿粉掺量超过 3 5 时 ， 混凝土 拌和物的粘度较大 ， 建议选用此配合 比进行 泵送施 工时要考虑混凝土泵的功率 。总体来说 ， 矿粉与粉 煤灰双掺对混凝土新拌物的工作性有较好改善 ， 这 是因为矿物掺合料对水的吸附力远小于水泥 ， 使得 混凝土 中的游离水增加 ， 粉煤灰的玻璃微珠结构有 助于减小混凝土拌和物各组分之间的滑移阻力 ， 而 矿粉 又能增加混凝 土的粘性 ， 这使得混凝土在较小 水胶 比的情况下 ， 仍 可得到很好 的工作性 ， 适 当的 比例调配使得混凝土达到流动性 、 粘 聚性均 良好的 状态 。 2 2力学性 能 墩身混凝土配合 比设计 中， 粉煤灰 和矿粉复掺 比例很 大 ， 总量在 6 0 7 0 之间 ， 四组墩 身混凝土 的力学 性能 均满 足强 度 等级要 求 ， 如 图 1 所 示 。 由图 1所 示 ， D S F 2 5 S 4 5混 凝 土 的 水泥 用 量 最 少 ， 2 8 d龄期前 ， 抗压强度最小 ， 但 2 8 d龄期后 ， 抗压 强度仍有较大增长 ， 在 8 4 d时就达 到 7 2 MP a ， 与其 他三 组 基本 持 平 。掺 合 料 总用 量 相 同 时 ， 粉 煤 灰用 量越 小 ，矿 粉用量 越大 ， D S F 3 5 S 2 5 、 D S - F 2 5 S 3 5、 D S F 1 5 S 4 5三组 混凝 土 2 8 d前 的抗 压强度 越 高 ， 5 6 d后 ， 粉煤灰掺量大 的 D S F 3 5 S 2 5混凝 土强度增 长 最 大 ， 由 5 6 d 时 的 5 7 4 MP a增 长 到 1 1 2 d 的 7 5 4 MP a ， 与其他两组基本持平。这是因为掺合料用 量越大 ， 早期强度越低 ； 在掺合料用量相同时， 由于 表 2 C 4 5墩身混凝土配合 比 k m 一 1 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 刘冠国 ， 马爱斌 ， 秦鸿根， 等 崇启大桥 C 4 5墩身混凝土配合 比设计与优化 9 0 8 0 7 0 董6 0 5 0 嘣 幽 40 3 0 2 0 1 0 0 DS - F3 5 S 25 DS -F 2 5 S 3 5 DS - Fl 5 S 4 5 DS - F 2 5 6 4 5 编号 图 1 C 4 5 墩 身混凝土的抗压强度 粉煤灰活性不仅小于水泥 ， 也小于矿粉 ， 增 大粉煤 灰的掺量 ， 昆 凝 土的早期强度降低 ， 强度增长发展 较 慢 ， 后 期 强 度 有 较 大 增 长 潜 力 ， 如 D S F 3 5 S 2 5在 2 8 d至 8 4 d的强 度 增 长度 达 3 1 8 ， 为 四组 中最 大 ， 而矿渣 的活性远大于粉煤灰 ， 增大它 的掺量 ， 强度 越 高 ， 但后 期 强度 增 长度 较小 ( D S F 1 5 S 4 5 ) 。 墩身 昆 凝土劈裂抗拉强度 、 轴心抗压强度受掺 合 料 影 响 较 大 。 表 4中 ，水 泥 用 量 最 小 的 D S F 2 5 S 4 5混凝土同龄期劈裂抗拉强度最小 ； 水泥用量 相 同时 ，随着 粉 煤灰 掺 量减 小 ， D S F 3 5 S 2 5 、 D S F 2 5 S 3 5 、 D S F 1 5 S 4 5的劈裂抗拉强度随之增大 。轴 心抗压强度的发展趋势 与立方体抗压强度 、 劈裂抗 拉强 度发 展趋 势相 同 ， 结果 见 表 5 。随着水 泥用 量 增 加 ， 粉煤 灰 掺 量 减小 ， 轴 心 抗 压强 度 逐 渐 增 大 ， 掺 合 料用 量 最 大 的 D S F 2 5 S 4 5同龄 期 轴 心抗 压 强 度 最 小 。而 在 掺合 料 用 量相 同 的三组 配 合 比 中 ， 粉 煤 灰 掺量最大的 D S F 3 5 S 2 5混凝土的劈拉强度 、 轴心抗 压强度及静力受压弹性模量均为最小。这主要是 由 表 4 C 4 5墩身混凝 土劈 裂抗 拉强 度 M P a 表 5 C 4 5墩身混凝 土轴 心抗 压强度和静弹模量 于粉煤灰 的活性低 于水 泥 ，虽然 后期强度增长率 大 ， 但仍使得水泥石 中早期薄弱环节增加 ， 导致抗 拉强度 和弹性模量 均有 降低 ， 因此 ， 控制粉煤灰掺 量在合理范 围内至关重要。 2 - 3 混凝土氯离子渗透性能 墩身混凝土结构位于海水中及水位变化 区， 受 氯离子腐蚀最严重的部位为水位变化区。 C C E S 0 1 - 2 0 0 4 混凝 土结构 耐久性设计与施工指南 、 G B T 5 0 4 7 6 2 0 0 8 混凝 土结构耐久性设计规范 中规定 在浪溅区( 非严炎地区) 、 距平均水位上方 1 5 m高度 以内的海上大气 区的桥梁结构 ，按设计使用年 限 1 0 0年 、保护层厚度不小于 6 0 ram的混凝土 ， 5 6 d龄 期的电通量不得大于 8 0 0 C， 2 8 d抗氯离子侵入性指 标小于或等于 4 x 1 0 m 2 s 。 杭州湾跨海大桥专用技 术规范 中规定 ， 按快速非稳态 电迁移法 ( R C M) ， 混 凝土氯离子扩散系数 的陆上部分要求不大 于 2 5 X 1 0 m 2 s ， 海 上 部 分 ( 现 浇 含 滩 涂 ) 要 求 不 大 于 2 5 x 1 0 m2 s ， 海上部分 ( 含预制 ) 不得大于 1 5 x 1 0 m 2 s 。 崇启大桥墩身结构为现浇施工 ， 水 上部位受腐 蚀的氯离子主要来源于大气 中， 水位变化区虽非长 期水饱合状态 ， 但 处于干湿交替状态 ， 氯离子侵蚀 更为严峻 ， 因此 ， 对 氯离子的控制除在对原材料慎 重选择上 ， 对混凝土抵抗海水中氯离子的侵蚀指标 更加重要 ， 故采用 承台混凝土相同指标控制 ， 要求 8 4 d氯离子扩散系数不得大于 2 0 x l O 2 m 2 s 。 图 2为墩身混凝土测得 的电通量值。复掺粉煤 灰与矿粉后 ，墩身7 昆 凝土 2 8 d电通量不大于 5 6 O C， 8 4 d电通量在 2 1 0 - 2 9 0 C之间 ， 8 4 d的电通量值降至 2 8 d的 4 0 - 5 5 。当墩身混凝土中复掺 7 0 的矿物 掺合 料时 ， 电通量最小 ； 当矿物掺合料总量为 6 0 时 ， 2 8 d时 D S F 1 5 S 4 5最 小 ，而 8 4 d时均 降 至 3 0 0 C 6 0 0 5 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 0 DS F 3 5 S 2 5 DS F2 5 S 3 5 DS F1 5 S 4 5 DS F 2 5 S 4 5 编号 图 2 C 4 5墩身混凝 土电通量 一 1 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年第 1 1 期 混凝土与水泥制品 总第 2 2 3期 以下 ， 且 D S T3 5 S 2 5值 最小 。 由图 3可知 ， 墩身混凝 土抗氯离子性能均满足 设计要求 ， 远 远小于限值 。在掺粉煤灰 2 5 、 矿粉 3 5 时 ， 按快速非稳态 电迁移法( R C M) 测定的抗氯 离子渗透性达到最小 ，不到设计 限值 的十分之一 。 分 析 原 因 ， 由 于粉 煤灰 的掺 加 改善 了胶凝 材 料 的絮 凝情况 ， 提高 了混凝土 中砂浆 的均匀性 ， 粉 煤灰与 水泥水化生成的 C a ( O H) ：z 反应 ， 反应速率与水泥相 一 旦 箍 褪 娠 3 O 00 2 O l 8 1 6 1 4 呈1 2 婺 1 o 08 O-6 04 O2 O O DS 一 -F3 5 S 2 5 DS 一 -F 25 S 35 DS - 4 7 l 5 S 4 5 D I S-， F2 5 S 4 5 编号 图 3 墩 身混凝 土氯离子扩散系数 旦 槲 好 比相当小 ， 反应的生成物填充在混凝土的毛细孔和 凝 胶孔 中， 使孔道 更加曲折 ， 而粉煤灰 中较粗 的颗 粒 ， 则起 到微集料 的作用 ， 使得混凝土 的结构更 加 密实 ， 增加 了氯离子 的扩散难度 。矿渣微粉的活性 远 高 于粉 煤灰 ， 它可 以与 氯离 子 结 合 生成 弗 尔 德 里 盐 ， 使 得扩 散 至 混凝 土 中的有 效 侵蚀 氯离 子 含 量 和 渗透深度降低 。因此 ， 选择复掺粉煤灰和矿粉 ， 采用 合适 的配 比关系对混凝土 的耐氯离子渗透性尤 为 重要 。 2 4干燥 收缩 对于墩身结构而言 ， 由于其部位处于海上可见 处 ， 混凝土在成型并养护一定龄期后 ， 拆 除模板 ， 水 上 部位 构 件混 凝 土 表 面会 直 接暴 露 在 大气 中 ， 受 风 吹 日晒等 原 因 ，混凝 土 表 面会 失 水 发 生 干燥 收 缩 ， 形 成 干裂 纹 ， 因 此 ， 无 论从 结 构 角 度 还 是从 外 观 视 觉上 ， 干燥收缩都是要进行严格控制的一项研究内 容 ， 本文 测试 结果 如 图 4所示 。 由图 4可见 ， 昆 凝 土 的 干缩 受 到 水 泥用 量 和 粉 煤 灰 用 量 的影 响 ， 水 泥用 量 越 少 ， 粉煤 灰 用 量越 大 ， 混凝土的干燥收缩率越小 。掺合料用量相同时 ， 干 燥 收缩值降低 的次序与粉煤灰用量增大的次序相 呈 、 僻 姆 0 3 0 6 0 9 0 1 2 01 5 01 8 0 2 1 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 3 3 0 3 6 0 0 3 0 6 0 9 0 1 2 01 5 01 8 0 21 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 3 3 0 3 6 0 0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 1 5 0 1 8 0 2 1 0 龄期 d 龄期， d 龄期 d ( a ) D S F 3 5 S 2 5墩身混凝 土干缩测试数 据( b ) D S F 2 5 S 3 5墩身混凝土干缩测试数据 ( c ) D S - F 1 5 S 4 5墩 身混凝 土干缩 测试数据 1 4 寸 2 斛 嫖 O -0 0 0 5 一-0 01 0 m0l 5 一-0 0 2 0 - 00 25 21 0 龄期 d 龄期 d ( d ) D S F 2 5 S 4 5墩身混凝 土干缩测试数 据 ( e ) 墩身混凝土干缩 同龄期养护试件质量变化 图 4 C 4 5墩身混凝土干燥收缩时 的收缩率及质量损失 0 5 O 5 0 5 O 5 O 5 O 5 O 5 O 5 O 5 0 5 O 5 O 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 刘冠国 ， 马爱斌 ， 秦鸿根， 等 崇启大桥 C 4 5墩身混凝土配合 比设计与优化 同 ， D S F 1 5 S 4 5 、 D S F 2 5 S 3 5 、 D S F 3 5 S 2 5的 2 8 d干 缩分 别 为 3 6 5 1 0 、 1 9 2 1 0 、 7 4 5 1 0 ， 1 8 0 d于缩 分 别为 3 2 7 1 0 、 1 9 1 x l O 、 7 4 5 x 1 0 。矿渣 用量相 同 时 ，干缩值增大 的次序 与水泥用量增大 的次序相 同 ，依 次为 D S F 2 5 S 4 5 、 D S F 1 5 S 4 5 ，两 者相差 了 3 0 0 x l O 。混凝土 的干缩受到水泥用量和粉煤灰用 量的影 响， 水泥用量越少 ， 粉煤灰用量越大 ， 混凝土 的干燥收缩率越小 。这是 由于粉煤灰的粒径分布与 水泥不 同， 它的加入使胶凝材料的粒径分布发生 了 变 化 ，改 善 了水化 后 水 泥 石 与过 渡 区 的孔 结 构 ， 无 论 是 与水 泥水 化产 物 发 生 反应 ， 还是 填 充 在 昆 凝 土 的毛细孔 中 ，都会使混凝土 的孔结构细化 和复杂 化 ， 混凝土 中孔溶液就更加难以散失。 2 5 混 凝土 自生 收缩 墩身混凝 土结 构 内部可看作绝湿状态 下的反 应 ， 胶凝材料水化 时消耗 的水 主要来 自混凝土毛细 管 中的游离水 ， 毛细管脱水造成毛细管的 白真空作 用 ， 产生负压 ， 管壁周围的水泥石受到张拉作 用 ， 如 果这种张拉应力大于水泥石结构此时 的抗拉强度 ， 混 凝 土 内部就 会 出现 开裂 。墩身 混凝 土 的 自缩 测试 2 5 0 2 0 0 0 1 5 0 嫖 1 0 0 5 0 0 2 5 0 2 o o 1 5 0 婿 1 0 0 5 0 O 0 l 0 2 O 3 0 4 0 5 O 6 O 7 0 8 0 9 0 1 0 0 龄期， d ( a ) D S F 3 5 S 2 5墩身混凝 土 自收缩测试 3 oo 2 5 0 邑 2 0 0 o 1 00 5 0 O 结 果见 图 5 。 由 图 5可 以看 出 ， 四组 墩 身混 凝 土 9 0 d的 自缩 率均小于 2 5 0 1 0 。混凝土 自缩值 随水泥用量 的增 加而增大 ， 矿物掺合料相 同时 ， 粉煤灰掺量越大 ， 矿 粉掺量越少 ， 自缩越小。这是 由于矿物掺合料对水 的吸附力 明显小于水泥 ，掺人大量 的矿物掺合料 ， 减少 了混凝土用水量 ， 增加 了混凝土 中的毛细管游 离水 ， 粉煤灰水化 速度较水泥更慢 ， 其水化生成物 质填充在水泥石 毛细管中 ， 使毛 细管孔变细 ， 降低 了因毛细管 自真空作用而产生 的张拉应力 ， 从而减 小 了 昆 凝 土 的 自缩 。 2 6 抗 硫酸 盐侵 蚀性 能 墩身混凝土部分处于水位变动区和浪溅 区， 这 就不得不考虑到海水中硫酸根离子的腐蚀作用。全 世 界天 然 海水 中硫 酸根 离 子 的平 均 含 量 ( 以硫 酸 钠 含量计) 约为 3 9 1 7 g k g ， 虽然含量不是很大 ， 对混凝 土的破坏也只是在表面， 但却可 以加速氯离子的渗 入 ， 对混凝土 内部钢筋锈蚀起到推波助澜 的作用。 四组墩身混凝土抗硫 酸盐侵蚀数据如 图 6 、 图 7所示。 从总体变化趋势来看 ， 试件的质量和强度均 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 O 9 o 1 0 0 龄期 d ( b ) D S - F 2 5 S 3 5 墩 身混 凝土 自收缩测试 O 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 O l o o 龄期， d ( d ) D S F 2 5 S 4 5墩身混凝土 自收缩测 试 2 趔 好 皿 2 5 0 2 o 0 0 1 5 0 婚 1 0 0 5 O O 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 龄期， d ( c ) D S F 1 5 S 4 5墩身混凝 土 自收缩测试 龄期， d ( e ) 四组墩身混凝 土 自生收缩率 对比 图 5 墩身混凝土 自生收缩 时程曲线 一 1 5一 O O O O 0 0 0 O O ) 獬 加0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年 第 l 1 期 混 凝土 与水 泥制 品 总第 2 2 3期 循环 次数 次 图 6墩身混凝土硫酸盐侵蚀质量损失 1 豆 窿 睡 DS F2 5S 3 5 DS FI 5 S 45 DS F 2 5 S 4 5 DS F3 5 S 2 5 编号 图 7墩身混凝土硫酸盐侵蚀强度损失 表 6 墩 身混凝土 开裂数据 保持增长趋势 ， 在各次循环中 ， 质量损失持续增长 ， 最 大 的是 D S F 1 5 S 4 5 ，损失 最小 的是 D S F 3 5 S 2 5 。 混凝 土 强度 在 循 环 进 程 中仍 保 持 增 加 趋 势 ， 1 5 0次 循 环 后 ， 按 标 养 2 8 d计 算 的强 度 耐蚀 系数 均 在 1 。 1 4 以上 。其 中， D S F 3 5 S 2 5的强度耐蚀系数普遍高于 其他 三组 。 2 7 开 裂性 能 混凝 土 的开 裂性 能测试 结果 见 表 6 。 3配 合 比优化 结 果 ( 1 ) 经试验研 究 ， 确 定 C 4 5墩身混凝 土选择胶 凝材料用量为 4 6 9 k g m。 较为合理 ， 采用粉煤灰和矿 粉复掺 ，并调整适宜的比例 ，水胶 比控制在 0 3 5 0 36。 ( 2 ) 试验结果表明 ， 四组 墩身混凝土工作性 良 好 ， 具有较高的力学性能 ， 早期强度也较高 ， 7 d时就 都已达到 3 6 MP a ，由于掺人 了大量矿物掺合料 ， 后 期强度增长率较大 ， 可满足施工要求。 ( 3 ) 混凝土的收缩超过 1 8 0 d龄期均已测试 ， 随 着时间推移 ， 混凝 土的收缩值增大 ， 同时也渐渐趋 于平缓稳定 ， 四组墩身混凝土 9 0 d的自生 收缩率均 小 于 2 5 0 x 1 0 南 。 ( 4 ) 四组墩身混凝土在抗硫酸盐性能中表现了 一 定 的差别 ， 在 1 5 0次循环 内， 混凝 土的失重率基 一 1 6一 本相 同，但 由于复掺 了矿 粉和粉煤灰 ， D S F 3 5 S 2 5 混凝土的抗硫酸盐性能明显高于其他三组 ， 可供实 际参考 。 综合 对 比测 试 性 能 ，确 定 推 荐 配合 比为 D S F 3 5 S 2 5 ， 推荐配 比与现场配 比极 为相 近 ， 室内试 验 结 果 可 同步验证 现 场配 比性 能 。 参 考 文 献 ： 1 】 刘冠国， 马爱斌， 秦鸿根 ， 等 江海交汇环境桥梁性能混 凝 土耐久性研究 现状 与探讨 l J 1 混凝土 ， 2 0 1 4 ( 3 ) ： 4 5 4 7 ( 2 J 朱少杰 九堡大桥 大体积 混凝土桥 墩温度 裂缝控 制措施 研究I J I 桥隧工程 ， 2 0 1 0 ( 1 1 ) ： l 9 7 2 0 0 3 谢伟英 ， 黄顺祥 ， 丘 庆发 东沙大 桥大体积 混凝土 配合 比 优化设计 及施 工 J 公路 ， 2 0 0 7 ( 1 ) ： 2 1 8 - 2 2 0 4 】 隋雪 萍 ， 朱 中华 ， 丁新亭 大体积 混凝土 配合 比设 计及工 程中的应用 J 】 混凝土 ， 2 0 1 2 ( 1 2 ) ： 1 3 2 1 3 6 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 9 0 8 作者 简介 ： 刘 冠 国( 1 9 8 0 一) ， 男 ， 博 士研究 生 、 高 级工 程 师 。 通讯 地址 ： 南京市江宁科学同诚信大道 2 2 0 0号 联 系 电话 ： 1 5 9 9 6 2 0 5 21 8( 张 萍 ) E - ma i l ： Ig g j s t r i c o m ( 刘冠 国 ) 、 z h a n g p i n g s e u 1 6 3 c o m( 张萍 ) 6 4 2 O 8 6 4 2 O l l 1 l O O O O 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m