C45P6抗渗防裂混凝土的配合比设计

2022-09-11

由我公司承建的芜湖市西江涵泵站工程, 其主体结构底板的混凝土要求是C45P6抗裂防渗混凝土, 且要求掺加抗渗纤维。现根据其当地的原材, 进行此配合比的设计。

1 设计目标

寻求一种利用P.042.5水泥配制C45P6抗渗防裂混凝土的方法和施工技术, 在实现高强度的同时, 重点改善混凝土的工作性和耐久性, 提高混凝土的抗渗防裂性能, 确保混凝土性能满足规范和施工要求。

2 高性能混凝土的试验配制

2.1 C45P6抗渗防裂混凝土性能指标要求

按施工及相关国家、行业标准规范的要求, C45P6抗裂防渗高性能混凝土需满足:现场混凝土坍落度控制在150±30mm;2h内混凝土坍落度损失率小于等于10%;不离析, 不秘水。抗渗等级达到P6, 基础不出现开裂的情形, 试配强度fcu, 28≥53.2MPa, 混凝土强度按标准评定合格。

2.2 技术方案设计

本次研究配制C45P6抗渗防裂混凝土的目标主要是满足强度、抗渗等级、防裂及泵送等工作性要求。影响C45P6抗渗防裂混凝土拌合物工作性的因素主要有胶凝材料用量、集料级配、外加剂品种及用量;影响强度的主要因素是水胶比和矿物掺合料的掺量影响, 粗集料粒径、砂率也会对强度有影响。

为尽量减少研制的工作量, 首先对原材料进行选择, 充分考虑各因素对混凝土的影响, 采用正交设计方案进行优化试验。

2.3 原材料的选择

(1) 水泥。

选择质量稳定的海螺牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥, 主要技术指标如下。

28d抗折强度:8.8MPa;28d抗压强度:49.5MPa;初凝时间:165min;终凝时间:210min。

(2) 集料。

I本配比使用的细集料采用颗粒圆滑、质地坚硬, 细度模数在2.6~2.9之间, 级配良好, 含泥量小于0.5%的中粗河砂。

II碎石选择外形有棱角, 级配较好粒径在5-31.5mm的反机料, 要求:含泥量小于0.5%, 针片状含量小, 压碎指标良好。

(3) 拌合水。

选择自来水作拌合水。

(4) 外加剂。

外加剂选择江苏博特新材料有限公司生产的JM-Ⅲ型抗渗防裂型混凝土高效增强剂。技术性能指标如下。

细度:0.8%;水泥净浆流动度:250mm;减少率:21.4%;混凝土:1h坍落度损失率:15%。

(5) 矿物掺合料。

I粉煤灰选择芜湖发电厂生产的Ⅱ级粉煤灰;其技术指标如下。

细度:19.2%;需水量比:98.8%;抗压强度比:76%。

II矿粉选择芜湖朱家桥水泥厂生产的S95级矿粉, 其技术指标如下。

比表面积:442m2/kg;7天活性指数:75.5%;流动度比:100.0%;28天活性指数:97.5%。

III纤维采用南京派尼尔工程材料有限公司生产的聚丙稀纤维, 其技术性能指标如下。

线密度:2.70dtex;断裂强度:700MPa;断裂伸长率:30.2%;初始模量:5128MPa。

2.4 配合比的优化

在优选原材料的基础上, 充分考虑各因素对混凝土的强度, 工作性能等主要性

2.4.1 因素水平表 (表1)

2.4.2 正交配合比设计及试验配合比 (表2)

2.4.3 试验结果见表3

2.4.4 根据实验结果进行数据统计分析见表4

2.4.5 配合比的选取

C45P6抗渗防裂混凝土除了强度能满足以外, 还应具有良好的流动性和一定时间的保持性, 从表9的实验过程和实验结果看, 5号配合比拌合物和易性、流动性俱佳, 有良好的施工性能。所以确定5号配合比作为设计配合比。

2.5 配合比的验证

按JGJ/T55-2000规程要求, 高强的混凝土设计配合比提出后, 尚应选定的配合比进行6~10次重复试验验证, 目的是为了进一步验证在特定情况下配制的混凝土, 其各种性能指标的连续稳定性是否符合规定要求。验证试验同时在室内试配和生产试拌进行, 分别对混凝土拌合物、混凝土力学性能及耐久性进行试验。

2.5.1 混凝土拌合物性能试验

混凝土坍落度及塌落度损失大小是评定拌合物性能的重要指标, 试验过程:经测试混凝土的初始坍落度后, 将拌合物放在容器中静置, 分别在60、90分钟时测试其坍落度。

经测试:初始坍落度:210mm;60min坍落度:190mm;90min坍落度:180mm。

2.5.2 混凝土的力学性能试验

混凝土的抗压强度是评定混凝土质量的重要技术指标, 我们对5号配合比进行了14次立方体的3天、7天及28天抗压强度试验, 其试验结果见表5。

2.5.3 混凝土耐久性试验

混凝土抗渗试验采用标准试件, 在养护室标准养护28天后进行抗渗试验, 试验水压从0.1MPa开始, 每隔8h增加水压0.1MPa, 到第三块试件渗水时, 水压为1.7MPa, 试验结果为P16。同时为了满足现场验证的要求, 进行了模拟现场环境的试验验证, 试验中, 混凝土未出现开裂等异常现象, 混凝土施工性能良好。