后張法有粘接預(yù)應(yīng)力工程C50混凝土配合比設(shè)計(jì)

　　摘要：本文通過工程實(shí)例，介紹了后張法有粘接預(yù)應(yīng)力工程c50混凝土配合比的設(shè)計(jì)過程，并提出了相應(yīng)的施工質(zhì)量控制措施，通過實(shí)際工程應(yīng)用認(rèn)為，所配置c50混凝土完全滿足施工要求。

　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力 c50混凝土 配合比設(shè)計(jì)

　　1 工程概況

　　晉江s.m.國際廣場占地65畝，建筑平面為“品”字形，其中地下一層，地上四層，建筑層高多為4.7m，總高度為正負(fù)零以上25.67m，建筑面積達(dá)166642m2，單層達(dá)34000m2。建筑物采用現(xiàn)澆后張法有粘接雙向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力施加于主次梁。其中每層104根內(nèi)柱，62根外柱、主次梁構(gòu)成，柱網(wǎng)尺寸為20m×20m，相應(yīng)柱截面為ф1.1m，鋼筋為63ф36和60ф32，梁、柱的混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為c50，該工程于1993年開始施工，1995年完成。

　　2 混凝土原材料選擇與配合比設(shè)計(jì)

　　2.1原材料

　　（1）水泥：采用江蘇巨龍p.o.525r水泥，fce3d =37.5mpa，fce28d =61.0mpa。其技術(shù)指標(biāo)符合gb175-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求；

　?。?）砂：中砂，細(xì)度模數(shù)mx≥2.6，其技術(shù)指標(biāo)符合jgj52-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；

　?。?）石：碎石，粒徑5mm～20mm連續(xù)級(jí)配，其技術(shù)指標(biāo)符合jgj53-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；

　?。?） 外加劑：tw-4緩凝高效減水劑，福建省建筑科學(xué)研究院研制，摻量為水泥用量的2.0%；

　?。?）水：生活用自來水。

　　2.2配合比設(shè)計(jì)

　　2.2.1配合比計(jì)算

　?。?）試配強(qiáng)度的確定

　　通常c50混凝土施工配制強(qiáng)度要求≥60mpa，其計(jì)算式如下：

　　fcu,o=fcu,k+1.645σ

　　式中：fcu,o－混凝土的施工配制強(qiáng)度，mpa；

　　fcu,k－混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，mpa；

　　σ—施工單位的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，如無近期同一品種混凝土強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)資料σ取6mpa。

　　（2）水灰比的確定

　　根據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程，采用全國參用的a、b值，計(jì)算出基準(zhǔn)配合比的水灰比為0.32，然后再設(shè)計(jì)3個(gè)配合比，其水灰比在基準(zhǔn)配合比基礎(chǔ)上分別增加或減少0.02～0.03，用水量與基準(zhǔn)配合比相同。

　?。?）用水量的確定

　　根據(jù)粗骨料的粒徑，高效減水劑的減水率及摻量來確定。一般坍落度為70mm~90mm時(shí)，用水量宜控制在145kg/m3～160kg/m3，坍落度在170mm～200mm時(shí)，用水量控制在160kg/m3～170kg/m3。該c50混凝土為預(yù)應(yīng)力梁柱，結(jié)構(gòu)斷面較好，鋼筋較密集，采用現(xiàn)場機(jī)械攪拌，選混凝土坍落度100～120mm較合適。

　?。?）砂率

　　由于選用砂子的細(xì)度模數(shù)為2.6，選用配合比砂率在普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程表4.0.2的說明，并根據(jù)以往c50混凝土配合比的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定為0.34，其余3個(gè)配合比其砂率分別增加或減少0.01。

　?。?）砂、石用量

　　按絕對(duì)體積法計(jì)算。

　?。?）外加劑的選用

　　根據(jù)gbj146-90《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》要求，預(yù)應(yīng)力混凝土跨度≥6m，不能摻加粉煤灰。本工程預(yù)應(yīng)力混凝土單跨>6m，故不摻加粉煤灰，因此給c50流動(dòng)性混凝土配制帶來一定難度。由于不能摻入粉煤灰，單方混凝土水泥用量太大，所拌制的混凝土粘度很大，不宜施工，同時(shí)，水泥用量過大，水泥水化熱大，容易使混凝土產(chǎn)生裂縫，此外，水灰比過大，混凝土干縮量大，也容易產(chǎn)生干縮裂縫，這都給預(yù)應(yīng)力張拉帶來相當(dāng)大困難，必須摻加緩凝高效減水劑，來降低水灰比，并延緩水泥水化熱出現(xiàn)，從而降低預(yù)應(yīng)力混凝土粘性，減少混凝土收縮，從而避免預(yù)應(yīng)力混凝土的裂縫產(chǎn)生，提高預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度和靜彈性模量，而滿足預(yù)應(yīng)力張拉的要求。

　　2.2.2配合比試拌、確定

　　依據(jù)上述配合比原材料的確定和配合比的計(jì)算原則，進(jìn)行4組配合比試驗(yàn)，其結(jié)果見表1所示。

　　根據(jù)上述4組配合比繪制灰水比與混凝土強(qiáng)度關(guān)系曲線如圖1所示，并確定混凝土強(qiáng)度為58.5mpa。由圖1得強(qiáng)度為58.5mpa時(shí)，其灰水比為3.13，即水灰比為0.32，混凝土配合比為：水泥∶砂∶石子∶水∶外加劑=494∶592∶1144∶160∶9.9=1∶1.20∶2.32∶0.32∶0.02。采用此組配合比再次進(jìn)行試拌，檢查結(jié)果為：工作性符合要求，3d抗壓強(qiáng)度為42.3mpa, 28d抗壓強(qiáng)度為58.8mpa，滿足要求。最終確定試驗(yàn)室配合比為水泥∶砂∶石子∶水∶外加劑=494∶592∶1144∶160∶9.9=1∶1.20∶2.32∶0.32∶0.02。

　　3 混凝土施工質(zhì)量控制

　　（1）原材料控制

　　針對(duì)砂石料質(zhì)量波動(dòng)大的特點(diǎn)，加大現(xiàn)場抽檢頻率。對(duì)每一車每一船砂石料都要抽樣檢驗(yàn)，符合標(biāo)準(zhǔn)要求方可進(jìn)場。

　?。?）混凝土拌和質(zhì)量控制

　　必須依據(jù)實(shí)驗(yàn)室的出具的配合比要求，嚴(yán)格控制混凝土的水灰比，準(zhǔn)確摻入tw-4緩凝高效減水劑，并經(jīng)常檢測(cè)混凝土的坍落度，以保證混凝土具有良好的和易性。此外，混凝土拌和時(shí)間控制在2min，不能過短，也不能過長。攪拌時(shí)間短混合料不均勻，時(shí)間過長，會(huì)破壞材料的結(jié)構(gòu)。

　?。?）混凝土澆注質(zhì)量控制

　　混凝土澆注應(yīng)選擇一天中溫度較低的時(shí)候進(jìn)行，采用插入式振搗器振搗時(shí)，移動(dòng)間距不應(yīng)超過振搗器作用半徑的1.5倍，對(duì)每一振搗部位必須振動(dòng)到混凝土停止下沉，不在冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿，邊振動(dòng)邊徐徐提出振動(dòng)棒，避免過振，造成混凝土離析。此外，應(yīng)盡量避免振動(dòng)棒直接觸動(dòng)波紋管，確保不損壞波紋管，確保預(yù)應(yīng)力筋錨墊板周圍混凝土密實(shí)、不漏漿?；炷翝仓^程中，應(yīng)派出專人進(jìn)行跟班監(jiān)控，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并做出處理。

　?。?）混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制

　　混凝土澆注收漿完成后，盡快進(jìn)行草簾覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面始終保持在濕潤狀態(tài)，不允許混凝土在高溫下裸露暴曬。由于水泥在水化過程中產(chǎn)生很大的熱量，混凝土澆注完成后必須在側(cè)模外噴水散熱，以免由于溫度過高，混凝土體積膨脹過大，再冷卻后體積收縮過大產(chǎn)生裂縫。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于兩周。

　?。?）預(yù)應(yīng)力端部混凝土質(zhì)量控制

　　當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋端部的混凝土質(zhì)量不好，出現(xiàn)蜂窩時(shí)，必須按以下情況進(jìn)行處理：鑿掉該部分混凝土，先清洗干凈，再澆筑上不低于構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)的細(xì)石混凝土，并作好養(yǎng)護(hù)，達(dá)到張拉要求后，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

　　4 結(jié)語

　　本工程c50級(jí)預(yù)應(yīng)力混凝土施工制作檢查試件100多組， 3d抗壓強(qiáng)度41.0～43.5mpa，靜彈性模量達(dá)到3.6~3.8（104mpa）；28d抗壓強(qiáng)度58.2～61.0mpa，完全達(dá)到了預(yù)應(yīng)力張拉要求。實(shí)際中預(yù)應(yīng)力混凝土的施工質(zhì)量和外觀均良好。所設(shè)計(jì)的c50混凝土在晉江s.m.廣場后張法有粘接預(yù)應(yīng)力工程的成功應(yīng)用，說明采用tw-4緩凝高效減水劑，通過優(yōu)選原材料配制，一定能取得了滿意的效果。通過現(xiàn)場施工，完全滿足了設(shè)計(jì)及施工要求。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 馮乃謙.高性能混凝土[m].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1996.

　　[2] 中國土木工程學(xué)會(huì)高強(qiáng)混凝土委員會(huì). 高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工指南[m].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1995.

　　[3] 粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[s].gbj146-90.