T梁高性能混凝土配合比设计及其性能试验研究

T梁高性能混凝土配合比设计及其性能试验研究

李月丽

泉州市港盈建材有限公司泉州362800

摘要：本文利用高性能减水剂、引气剂、消泡剂配制出了C50高性能T梁外观良好的混凝土。当粉煤灰掺量为8%，高效减水剂掺量为1.2%，引气剂掺量0.0035％，消泡剂掺量0.005%配置出C50高性能外观优良T梁混凝土28d芯样抗压强度高达77.6MPa（未确定T梁高位的强度本课题所有的强度均以混凝土模拟2.2米高度成型的混凝土块中取1.5-2.0米范围内的芯样强度），氯离子扩散系数1.83ⅹ10-9cm2/s最小耐久性良好。本课题即T梁高性能自流平混凝土的配制试验，为今后T梁高性能混凝土在实际中出现的外观、强度耐久性等问题的解决打下良好的解决方向和基础。

关键词：高性能混凝土；强度；CI-扩散系数

近年来我够的基础建设量越来越大其中T型预制梁在桥梁工程的应用上已经非常普遍，预制后张法T梁主要以C50和C55的设计强度为主大量应用与桥梁的建设中，在T型的浇筑过程中主要存在比较普遍的问题有：因混凝土的落差2.2-2,5米长度约30-50米，浇筑时间大约3-5小时致使浇筑后拆模的表面气泡较多；因浇筑过程中不间断的振捣高频振捣器不间断的开启，导致混凝土离析使T梁的上部强度较低，应收时回弹强度较低，降低实体的耐久性。

解决方案主要采用消泡剂掺入减水剂中消除高性能减水剂和混凝土内部产生的大气泡，同时掺入引气剂引入微小气泡同时掺入粉煤灰进一步提高密实度消除表面气泡。二、为确保混凝土施工工程中保持3-5小时的可塑性掺入较大计量的高性能缓凝剂同时保持混凝土在振捣过程中不泌水不离析分层，确保混凝土经过高频振捣的和易性。

本文利用高性能外加剂、引气剂、消泡剂及适量的粉煤灰，根据高性能混凝土的特点设计了C50混凝土，并对其力学性能、抗渗性能进行试验研究。

1混凝土实验设计要求

混凝土强度设计等级为C50，按照国家标准规定，其实际验收最低强度应为fcu0=fcuk+1.645σ=59.87MPa。

2原材料

PⅠ52.5水泥，福建炼石水泥；聚羧酸高性能减水剂（SF-2），泉州三方建材有限公司；石子(粒径5～20mm)，南平建阳区；中砂（细度模数2.5），南平顺昌；粉煤灰（I级）邵武电厂产。

3试验结果与讨论

3.1高性能缓凝减水剂掺量的确定

本文采用葡萄糖作为减水剂的缓凝剂确保混凝土的保坍性的同时确保混凝土后期不泌水如下表5组试验，进而确定混凝土高性能减水剂的掺量，选取的最优标准以用水量、强度、一个半小时泌水性试验为标准，配合比和结果见表2所示。

表1高性能减水剂掺量不同的混凝土的配合比

由表1可知，当混凝土中高效减水剂的掺量为1.2%，混凝土的0-2小时的和易性和抗压强度均达到设计要求，混凝土的和易性与做出的样本高位芯样强度有直接的关系，当混凝土出现泌水或者离析的情况下，经高频振捣容易使混凝土出现离析分层，取出来的芯样石子量极少是导致芯样强度低于设计要求的直接原因。

3.2引气剂、消泡剂掺量的确定

为进一步减少成型的T梁表面的气孔量，其表面气孔产生的主要原因为混凝土成型后表面多次高频振捣使得混凝土内部的气泡走出到表面与钢模交合处，加之混凝土的凝性较高无法及时排出，拆完钢模表面就留有大量的气泡，本次实验采取外掺了消泡剂与引气剂，消除混凝土内部的大气泡并引入易排出的小气泡，其中消泡剂掺量根据经验使用0.005%固定掺量进实际T梁生产比对实验，具体见表2

表2引气剂、校泡剂掺量不同的混凝土的配合比

由表2可知，当混凝土中引气剂的掺量为0.0035%，混凝土的芯样抗压强度最高，值为76.4MPa；平均单位面积气孔个数最少22个。

3.3粉煤灰掺量的确定

粉煤灰作为传统的矿物掺和料应用在混凝土中已经40多年了，其品质及其均匀性是保证混凝土质量的前提。粉煤灰在高性能混凝土中的掺量，根据其品质、均匀性和混凝土设计要求的不同而适当调整。为进一步的降低T梁表面的气孔量我们采用了多次实验，发现使用一定量粉煤灰能进一步的降低气孔量，详见下表3，（外加剂掺量为1.2%，消泡剂掺量为0.005%，引气剂掺量为0.0035%）粉煤灰掺量采用旧标准的超量取代，超量系数取1.2

表3粉煤灰掺量不同的混凝土的配合比

由表3可知，粉煤灰混凝土的抗压强度与测试龄期有着密切的关系，随着混凝土养护龄期的增加，混凝土的抗压强度也同步增长。由于粉煤灰的火山灰活性反应在水化后期才显示出来，故粉煤灰混凝土的早期强度发展缓慢，由上表可知粉煤灰混凝土的7d抗压强度略低于不掺粉煤灰的基准混凝土；在水化后期，粉煤灰与水泥水化产物Ca(OH)发生二次反应生成低钙硅比的C—S—H凝胶体等产物，增加了混凝土密实度[1]，提高了后期强度，所以混凝土的28d芯样抗压强度高于不掺粉煤灰的基准混凝土，并且当粉煤灰掺量为8%时，混凝土的7天芯样抗压强度46.7MPa达到设计张拉所需要的90%设计强度的同时T梁的气孔数量最少，28d芯样抗压强度77.6MPa达到设计要求，氯离子扩散系数1.83ⅹ10-9cm2/s最小耐久性最好。因此该配合比粉煤灰的最佳掺量为8%。采用超量取代法在混凝土中利用粉煤灰替代水泥，当粉煤灰掺量为8%时，1m3混凝土大约节省水泥约40kg；利用粉煤灰替代水泥不但节约资金、降低建筑成本同时也进一步的控制了T梁表面的气孔，达到较为光滑的外观。

4结论

(1)利用粉煤灰、高性能减水剂、引气剂、消泡剂可以试配出性能优良的C50高性能混凝土。抵抗氯离子渗透的能力是衡量混凝土耐久性的一项重要指标，当粉煤灰掺量为8%，减水剂掺量1.0%，混凝土28d强度高达77.6MPa，CI-扩散系数低至1.83ⅹ10-9cm2/s即混凝土具有良好的耐久性。

(2)利用粉煤灰、高效减水剂、引气剂、消泡剂配制高性能混凝土，能最大限度的降低T梁的表面气孔梁，达到较为理想的外观和耐久性的前提下最大限度的节约建筑成本。

参考文献

[1]袁兴信，苏胜，苏勇强.大掺量粉煤灰高性能混凝土性能研究.煤炭工程[J],2006,5,73—75

[2]蒲心城.高强混凝土与高强碱矿渣混凝土[J].混凝土，1994,(3)：9—18

[3]高培伟，张德成，冯乃谦．磷渣超细粉对高性能混凝土强度与耐久性的影响[J]．山东建材学院学报，1998，12(1)：130—133

[4]王声成，张金仲，汤卉C60高性能混凝土配合比设计及其性能试验研究福建建材2007，03期