微膨胀型混凝土.doc

二、 C40微膨胀混凝土的技术要求在马岗大桥设计要求中钢管拱肋混凝土必须具有以下几点： 1、钢管混凝土必须用泵车由拱脚向拱顶进行浇注；2、浇注钢管拱肋混凝土的泌水率应控制在有关范围内；3、钢管拱肋各部位混凝土的浇注顺序为：拱肋下管—拱肋上管—拱肋腹腔；4、钢管拱肋混凝土的浇注必须在混凝土初凝时间内完成，否则，超过初凝时间的混凝土在泵车浇注混凝土时产生的压力作用下此时的混凝土容易开裂，开裂后的混凝土很难愈合，这就影响混凝土的浇注质量；5、钢管中填充的混凝土要求有一定的膨胀率，以保证钢管拱肋内壁与混凝土能紧密结合在一起。为了满足上述的设计要求，混凝土必须具有：①要具有可泵性能；②要具有较长的初凝时间；③具有一定范围内的膨胀率。因此C40微膨胀混凝土设计具有以下技术指标：
水灰比： 0.35～0.5
缓凝剂参量： 0.45～0.55%
膨胀剂参量： 7.00～9.00%
塌落度： 18.0～22.0㎝
混凝土膨胀率： 0.01～0.04%
混凝土初凝时间：大于8.0小时
三、 混凝土集料及添加剂检验结果马岗大桥钢管拱肋C40微膨胀混凝土主要添加的外加剂有：AEA膨胀剂、FDN—500R缓凝剂以及粉煤灰；C40微膨胀混凝土配合比中采用的水泥、碎石、砂分别为：
水泥水泥品牌：桥牌硅酸盐525R 厂名：三水市河口水泥厂
砂子细度模数：2.40 II 区中砂
碎石 1～3㎝连续级配
C40微膨胀混凝土配合比中，各种材料的检验结果：
1、水泥检验结果
标准调度用水量：26.92%
凝结时间：初凝—2 h 50 min 终凝—4 h 05 min
胶砂强度：（N/mm2）
龄期
项目
1 天3 天7 天28天标准实际标准实际标准实际标准实际抗压强度27.038.851.552.4抗折强度4.904.877.107.3
2、砂子筛分结果筛分试样重量：500克
筛孔尺寸（mm）10.05.02.51.20.60.30.15筛底累计筛余（%）00.63.612.245.284.097.0100.0
3、碎石筛分结果筛分试样重量：2000克
筛孔尺寸（mm）40302520151052.5累计筛余（%）03.4519.0543.072.7397.1399.58100.0
4、粉煤灰试验结果
序号质量指标等级实测值IIIIII1细度（0.045方孔筛筛余%）不大于12204518.92需水量比 % 不大于
951051151003烧矢量 % 不大于
581264含水量 % 不大于
11不稳定15三氧化硫 % 不大于
3332
以上各种材料均符合配合比的设计要求，其中引桥牌AEA膨胀剂、FDN—500R缓凝剂都经过厂方检验合格。砂子为II区中砂，碎石为1～3㎝连续级配。
四、C40微膨胀混凝土配合比设计马岗大桥钢管拱肋配合比的设计必须满足上面提到的技术要求，在这些技术要求中，最难的是C40微膨胀混凝土微膨胀率的测定。由于该配合比添加剂比较多，各种外加剂与水泥的相容性能能达到设计要求。这就要求在配合比的设计过程中寻找。马岗大桥钢管拱肋混凝土配合比的设计步骤：
1、 对所用水泥进行检测，检测内容有标准调度用水量、凝结时间、体积安定性以及胶砂强度；
2、 检验所用水泥与所加外加剂的相容性能；
3、 对所用粗细集料进行筛分试验，试验结果是否符合配合比的设计要求；
4、 对C40微膨胀混凝土进行配合比设计：首先做该配合比的基准配合比，在基准配合比中没有添加AEA膨胀剂；其次，对后面混凝土配合比中AEA膨胀剂的添加量进行调整；
5、 对每一种配合比都要测试初凝时间，具体操作方法为：将该配合比通过5㎜筛孔的混凝土装在15×15×15㎝试模中，用贯入阻力仪进行检测；
6、 对每种配合比的3天、7天、21天及28天的强度进行测试；
7、 对每种配合比都进行微膨胀率的测试，首14天在水中中养护，然后放在空气养护，在养护过程中，每天都要测试混凝土的膨胀率。
在这配合比的配置过程中，最重要的工序还是C40微膨胀混凝土微膨胀率的测定，因为在测定微膨胀率时，只要有稍微大一点的震动，都对固定在千分表架上的千分表的读数有影响。为了作好对C40微膨胀混凝土微膨胀率的测定，该混凝土配合比设计人员作了以下几方面的工作：
A、 将C40微膨胀混凝土微膨胀率测试的实验场地远离施工场地及行人多的地方，同时禁止非有关人员的进入。
B、另建立微膨胀率测定的养生池，将测定微膨胀率的试块及千分表架的固定铁块固定在养生池中，固定样式图如下。
C、C40微膨胀混凝土微膨胀率测定前14天是在水中测定的，以后的微膨胀率测定的数值都是在空气中测定。在C40微膨胀混凝土微膨胀率试块在养护池中固定后，然后往养护池中加水，加水时动作必须轻灵，不能碰到试块，水管必须插到养生池的底部，而且水的流量不能过大。在水中养护满14天后，往养护池外排水时动作必须轻灵，不能碰到试块，而且水的流量不能过大。
D、 在每天测定微膨胀率数值之时，工作人员必须穿上胶鞋，并且走路的步伐要缓和，不能使地面有较大的震动。
在马岗大桥钢管拱肋C40微膨胀混凝土的配合比一共设计8组混凝土配合比，但在实验过程中有几组配合比设计失败，下面为成功的C40微膨胀混凝土的配合比，其各种材料用量如下表：
编号水泥用量㎏/m3粉煤灰砂子用量㎏/m3碎石用量㎏/m3FDN—500RAEA膨胀剂水用量㎏/m3掺量%用量㎏/m3掺量%用量㎏/m3掺量%用量㎏/m3基准14207016.7635.411302.21.52195.0配比64057016.063711322.20.5358.0205配比74207015.4635.411302.20.48357.7203配比84207015.469010792.20.48357.7208.8
在这些混凝土配合比在试验中得出的结果如塌落度、抗压强度及纵向自由膨胀率见以下列表：
编号塌落度（㎝）抗压强度（Mpa）混凝土纵向自由膨胀率 1×10-4m3d7d28d3d5d7d14d21d28d基准1200.290.410.490.68-0.15配比62134.50.811.011.081.531.39配比71933.934.052.81.361.811.882.522.49配比82034.535.4
马岗大桥C40微膨胀混凝土微膨胀率测定时，试块及千分表架的固定形式如以下：
马岗大桥钢管拱肋C40微膨胀混凝土配合比的实验结果已经得出，总的来说还是符合钢管拱肋填充混凝土提出的技术要求，但是这几组混凝土配合比的塌落度损失比较大。经过权衡考虑，选用‘配比7’作为马岗大桥钢管拱肋填充混凝土的配合比。
五、C40微膨胀混凝土配合比施工马岗大桥钢管拱肋C40微膨胀混凝土由于在配合比设计中存在着塌落度损失比较快的问题，因此在马岗大桥钢管拱肋混凝土浇注的过程中，采取相对的措施来解决这个问题。采用相对应的措施如下：
1、 浇注钢管拱肋混凝土只能在低温的天气下进行施工，如在晚上施工。
2、 混凝土进入泵车的储料斗后，泵车的绞拌机必须不停地搅动，如发现混凝土的塌落度损失量已不能满足施工要求，可稍微加水进行搅拌。
3、 因施工方面要造成泵车长时间停机，泵车要经常抽动活塞，即将混凝土稍微往回泵送，在往前泵送。
4、 混凝土拌和站生产的混凝土方量必须和现场混凝土需求量相一致，也就说不能将生产出来的混凝土长时间暴露在空气中，造成混凝土塌落度损失过大。
以上几点为马岗大桥钢管混凝土浇注过程中为了祢补混凝土配合比在设计中不足之处而采取的措施，在整个马岗大桥钢管拱肋混凝土施工过程中，取得良好的施工效果。
六、结束语钢管拱肋中的混凝土如果不能完全与钢管拱肋相结合，这对整个桥梁的结构受力将产生很大的影响。为了解决这个问题只能在混凝土配合比设计中。马岗大桥钢管拱肋混凝土设计和施工在解决钢管拱肋混凝土施工积累了一些施工经验。(责任编辑：admin)

微膨胀混凝土
　　加了外加剂的混凝土。
　　一般混凝土干了以后大多都有少许收缩，加了膨胀剂的混凝土，不但不收缩而且随着时间推移，有一定的自由膨胀量。
　　这样配方的混凝土称为微膨胀混凝土
　　微膨胀混凝土机理：
　　微膨胀混凝土结构在未承载时,其物理力学状态是:由于混凝土中配置一定的钢筋,工程中不可避免地存在着结构边界的约束作用,使各类变形均处于受挖状态。因此,普通混凝土存在的干缩、蠕变、温差效应所造成的收缩变形将产生拉应力,当这种拉应力大于混凝土极限拉应变时即出现裂缝。而采用微膨胀混凝土时,在强度增长过程中即产生体积膨胀,内部产生压应力和压应变,能补偿各种收缩变形,抵消相应产生的拉应力,有效地提高结构的抗裂性。由于膨胀变形时释放的大部分能量均发生在混凝土养护的早期阶段,此时尚处在塑性状态,故大量空隙易于被压缩密实;同时,因游离的钙矾石结晶颗粒具有填充孔隙的作用,使空隙进一步减少,密实作用显著提高。上述多种因素综合发生作用后,可极大地改善混凝土结构的内部微观结构,使其具有较好的抗渗透性能。
　　对抗裂性产生原因的再认识。长期以来人们对微膨胀混凝土的抗裂性仅从补偿收缩的角度分析和考虑,对更深层次的机理分析论述不充分。现根据建筑期刊介绍的大量工程实践经验及检测资料,对抗裂性的机理作进一步的加深理解。微膨胀混凝土本身具有的特性,是获得较好抗裂性的主要原因,其一,在受约束状态下其净膨胀率以膨胀和收缩值之差计算,ｅ＝ｆ（ｔ）的发展过程会延续较长的时间,在此进行过程中净膨胀率的变化为:在大约100ｄ左右龄期以前,ｅ为正值,混凝土结构体内产生压应变;以后ｅ会转变为负值,结构内部则产生拉应变。
　　其二,浇筑初期的膨胀量达到高峰值是决定净膨胀率负值出现时间推迟的关键。当净膨胀率的负值出现时,混凝土结构体的抗拉极限强度、极限应变值已提高了很多,完全可以抵抗收缩产生的拉应力和拉应变能力。从上述简析中可知,微膨胀混凝土的抗裂能力,不能单从其膨胀值的大小衡量,而应从不同角度如膨胀率整个发展过程的延续时间、峰值大小和净膨胀率的变化来考虑。２工程应用中应重视的几个问题一些地下工程实践表明:采取无缝整体现浇微膨胀混凝土的贮水池、地下泵房、高层建筑地下室及箱型基础等结构已取得了较好的抗渗效果,但仍在一些技术上需完善与稳妥处理。
　　加强对混凝土早期的养护(7～14ｄ)及防护工作。此期间的表湿应连续充足,以保证膨胀率能达到设计预期的峰值,这是结构抗裂和抗渗的关键所在。一般实际施工中往往因多方面因素而忽视加强对浇筑后早期的养护,存在方法与措施不当而使养护效果受到影响,从而导致膨胀混凝土抗裂与抗渗性能受到不同程度的损害,严重的还造成质量事故。
　　控制水灰比。水灰比对混凝土抗渗性的影响众所周知,水灰比过高则孔隙率多且大,钙矾石结晶颗粒的填孔效果受到影响,在已成功的经验中水灰比一般在0.4～0.5为宜。从图１可知,混凝土膨胀量的绝大部分在早期发生,在尚处于塑性状态的孔隙率过大时,其能量的大部分消耗在压缩塑性的大量孔隙和释放到不受约束的方向去,而受限制的方向也是不应出现裂缝的方向则常首先出现裂缝,将有效的压应变和预压应力的初始峰值明显降低,使该方向孔隙的有效压缩量也相应降低,终将导致抗裂和抗渗性的大幅度下降。一些工程管理中无控制水灰比的严格措施,甚至在运输、停留和振捣进行中的二次加水现象时有发生,忽视水灰比的问题必须引起重视。
　　水泥强度及用量、振捣问题。水工地下防水抗渗混凝土的水泥标号不应低于425#(普通硅酸盐水泥),其用量不宜低于320～350ｋｇ／ｍ３;粗骨料粒径＜30ｍｍ,含泥及杂质量＜１%;采用中砂,每ｍ３用量不低于0.38～0.41;浇筑应连续进行,间隔时间＜60ｍｉｎ;运距较长时应加缓凝剂;自由落差＜２ｍ;浇筑完表面及时防护等。24膨胀剂的选用与掺量是关键。根据资料介绍,中国建材科研院研制开发的Ｕ型膨胀剂效果较好,其掺量按工程具体要求而定:Ｕ型膨胀剂掺量占水泥质量的10%～14%时,能获得较好的膨胀性,适用于以抗裂为主的工程。此种掺量下的混凝土膨胀在非受限状态下自由膨胀的强度与普通混凝土相比,其自由强度降低约5%～10%,一般可不考虑其影响。因在具体工程中混凝土均不可避免地处于受限状态,在受限状态下膨胀混凝土的强度同普通混凝土相比提高10%～30%—当然与受限状态的强弱及掺量有关。在受限状态下当掺量为10%～14%,一般受限状态的混凝土膨胀后的实际强度多高于相同强度等级的普通自由混凝土的强度。但是,当掺量大于14%且结构处于非强化受限状态时,上述产生的不利因素不应忽视。当Ｕ型膨胀剂掺量在8%～10%时,膨胀率偏低,但混凝土强度有所提高,具有一定的抗渗性能,此掺量适用于以抗渗为主的承重结构。如同时又需提高混凝土的抗裂性时,膨胀剂掺量应增加至14%,并适当提高混凝土的强度等级。当膨胀剂掺量在14%～16%时,膨胀率显著提高,但混凝土自由状态下的强度下降幅度会达10%,不应忽视这一问题。取大掺量仅适用于大体积并处于较强受限制状态下的填充混凝土———由于受限状态强度高,混凝土的实际强度也会有较大的提高,以补偿在自由状态时强度的损失。