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  • 葡萄糖酸納
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    淺談冬期施工泵送混凝土配合比設計及工程應用!

    2019-05-22

    本地區冬期施工期一般在每年的11月下旬~次年3月,室外低氣溫一般不低于-10℃,且建設項目大多是工業與民用建筑工程,混凝土結構工程、地面工程等在冬期施工期間大多采用負溫養護法(在混凝土配制中摻入防凍劑)施工。顯然,在冬期施工期間使用的混凝土的早期強度要高、和易性要好、后期強度要持續增長,并且要保證強度達到設計要求。為滿足以上性能要求,根據JGJ/T104—2011《建筑工程冬期施工規程》及JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規程》等國家標準的規定,通過對原材料的選擇、混凝土配合比設計、試配、調整及輔助試驗等,得出了冬期施工泵送混凝土配合比設計主要參數的控制范圍。實踐證明,強度等級C20~C35的混凝土澆筑后只需進行簡單的維護,2d齡期的抗壓強度均達到規定的受凍臨界強度值,28d和60d齡期的抗壓強度均達到了混凝土設計強度和配制強度,完全可滿足本地區采用負溫養護法施工的要求。

    2設計冬期施工泵送混凝土配合比的技術指標工業葡萄糖酸納 

    水泥用量及水膠比:混凝土小用量不低于280kg,水膠比不大于0.55?;炷涟韬衔镄阅埽撼跏继涠取?00mm,坍落度1h損失值小于30mm;含氣量為2.5%~4.0%。

    力學性能指標:標準養護7d齡期的抗壓強度不小于混凝土設計強度等級值的90%,標準養護28d齡期的抗壓強度不小于設計混凝土強度等級的配制強度值。

    3原材料選擇及配合比的確定

    3.1原材料選擇及主要物理性能

    1)水泥采用42.5R強度等級的普通硅酸鹽水泥,3d抗壓強度29.1MPa,28d抗壓強度49.7MPa;

    2)細骨料采用II區河砂,含泥量為1.8%,泥塊含量為0.2%,細度模數2.7;

    3)粗骨料采用公稱粒徑為5~25mm級配良好的碎石,含泥量0.4%,泥塊含量0.4%;

    4)粉煤灰采用華能曲阜電廠II級粉煤灰,細度9.4%,需水量比99%,強度活性指數73%;

    5)混凝土外加劑采用寧陽瑞安工貿公司生產的AT720/620-I型防凍泵送劑,含固量23.2%,減水率22.7%(防凍組分為亞硝酸鈉,減水組分為聚羧酸減水劑);

    6)水采用本地深層地下井水,符合鋼筋混凝土用拌和用水的技術要求。

    3.2配合比的確定

    3.2.1混凝土配制強度的確定及粉煤灰摻量的確定

    1)配制強度的確定

    根據公式fcu,0=fcu,k+1.645σ,式中,fcu,0為混凝土配制強度,MPa;fcu,k為混凝土的設計強度等級值,MPa;σ為混凝土強度標準差,均取5.0MPa。計算得設計強度等級C20、C25、C30、C35混凝土的配制強度分別為28.2MPa、33.2MPa、38.2MPa、43.2MPa。

    2)粉煤灰摻量的確定

    在已確定的原材料的基礎上,考慮粉煤灰對混凝土早期強度的影響,粉煤灰摻量控制在膠凝材料總量的20%以內,等量替代水泥,以保證混凝土的早期強度。

    3.2.2配合比的確定

    根據JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規程》標準進行計算、試配、調整后的各強度等級混凝土試驗配合比及相應的對比配合比如表1所示。

    1)試驗方法及試驗結果

    試拌后,按照GB/T50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》標準對各試驗配合比及對比配合比進行了拌合物性能試驗。各試驗配合比分別成型7組立方體試件(其中5組標準養護試件邊長為150mm,2組負溫養護試件邊長為100mm);各對比配合比分別成型1組邊長為150mm的立方體標準養護試件。各試驗配合比和對比配合比標準養護試件成型后均放在溫度為20℃±3℃的環境中靜置1d脫模,然后移入標準養護室養護至試驗齡期;負溫養護試件成型后放在溫度為20℃±3℃的環境中預養6h,然后放入低溫凍融試驗機在-10℃溫度條件下養護7d再移入標準養護室養護至28d(標準養護試件和負溫養護試件成型后均立即用塑料薄膜覆蓋表面)。然后依據JG/T377—2012《混凝土防凍泵送劑》[3]和GB/T50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》標準,分別對各試驗配合比和對比配合比的不同齡期試件進行了抗壓試驗,試驗結果如表2所示。

    2)試驗結果分析

    由表2可以看出:(1)設計強度等級C20、C25、C30、C35混凝土配合比標養3d和7d的抗壓強度分別達到設計強度等級值的57%、68%、63%、60%和93%、91%、91%、92%,證明各設計配合比具有良好的早強性能;(2)設計強度等級C20、C25、C30、C35負溫養護-7d和-7d+28d齡期的抗壓強度分別達到對比配合比標養28d齡期的抗壓強度的12%、13%、13%、14%和89%、88%、90%、93%,雖然比JG/T377—2012《混凝土防凍泵送劑》標準中規定的-10℃、I型混凝土防凍泵送劑的要求的技術指標(用外加劑基準水泥R-7d抗壓強度比≥14%、R-7d+28d抗壓強度比≥95%)稍低,但是可以證明各設計強度等級混凝土配合比在-10℃養護條件下強度能夠持續增長,具有良好的防凍能力。

    3)配合比確定

    通過查閱本地區近5年來11月~次年3月的歷史天氣資料,低溫度月份的平均低溫在-7℃左右、平均高溫在8℃左右,低氣溫每天持續時間均不超過8h,可以推定各設計強度等級混凝土試驗配合比在自然養護7d齡期內的抗壓強度會達到4MPa以上。通過以上綜合分析,各設計強度等級試驗混凝土配合比可以用于本地區采用負溫養護法施工的工業與民用建筑混凝土工程。

    4工程應用情況

    4.1試驗方法及試驗結果

    對2017年12月寧陽縣實驗小學地面使用強度等級C20的泵送混凝土、吳村城中村棚戶區改造工程42#住宅樓地下車庫出口頂板使用強度等級C25的泵送混凝土及天和紙業生物化機漿置換廢紙脫墨車間使用強度等級C30、C35的泵送混凝土分別在現場進行了隨機取樣,并分別制作10組邊長為150mm的立方體試件,5組用于檢測標準養護1d、2d、3d、7d、28d齡期的抗壓強度(試件成型后立即用塑料薄膜覆蓋表面放在溫度為20℃±3℃的環境中靜置1d脫模,然后進行標準養護至28d),另5組用于檢測自然養護2d、3d、7d、28d、60d齡期的抗壓強度(試件成型后在立即用塑料薄膜和5mm厚的毛氈覆蓋表面,放在溫度為8~-6℃的自然環境中靜置2d脫模,然后將試件置于塑料袋中保濕養護14d轉為自然養護至60d)。各強度等級混凝土標準養護、自然養護試件強度的試驗結果如表3所示。

    4.2試驗結果分析

    由表3可以看出:(1)現場取樣各強度等級混凝土拌合物的工作性均滿足設計及泵送施工要求;(2)在標準養護和自然養護條件下,隨著齡期的延長,混凝土強度都是不斷增長的,但在自然養護條件下的混凝土強度增長相對較緩慢;(3)在自然養護2d齡期時各強度等級混凝土的抗壓強度均滿足JGJ/T104—2011《建筑工程冬期施工規程》標準中的規定(氣溫不低于-15℃時,采用負溫養護法施工的混凝土受凍臨界強度不應小于4MPa);自然養護3d和7d齡期時,各強度等級混凝土的抗壓強度分別達到設計強度等級值的35%、33%、35%、31%和69%、71%、66%、68%,到28d和60d齡期的抗壓強度均達到了設計強度要求和配制強度要求。

    綜上所述可見,各設計強度等級混凝土配合比在混凝土結構工程冬期施工中使用是安全可靠的,完全可滿足本地區采用負溫養護法施工的要求。

    5結語

    1)對冬期設計混凝土配合比進行負溫養護-7d、-7d+28d和標養1d、2d、3d、7d、28d齡期的抗壓強度試驗是有必要的,其試驗結果不僅可以推定冬期施工混凝土達到受凍臨界強度值的時間,還可對冬期施工混凝土用成熟法計算混凝土的早期強度,為工程實體結構強度的發展提供可靠數據。

    2)通過對冬期施工混凝土進行標準養護1d、2d、3d、7d、28d和自然養護2d、3d、7d、28d、60d各齡期的抗壓強度試驗,弄清了冬期施工混凝土在標準養護和自然養護條件下的強度發展規律,為以后冬期施工混凝土配合比設計及質量控制提供了可靠的參考依據。

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