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1、关于JM-PCA（I）在高铁客运专线工程现场试验应注意的若干问题1、 关于耐久性混凝土水胶比的问题客运专线各等级混凝土均按照耐久性能设计，要求56d电通量值达到8001500库仑以下，并且很多场合均具有抗冻性指标F200F300，因此在试验过程中应尽量满足和易性为前提，按照密实性、低用水量的要求完成试验。 通常C30应尽可能采用0.360.38的水胶比，C50应尽可能采用0.310.33的水胶比完成试验，用水量通常范围宜采用148156Kg/m3，过低常出现混凝土粘度过大、过高常出现混凝土和易性不良、气泡泛出过多过大、含气量值重现性差（过大或过小）等情况。有引气要求的混凝土，水胶比应按低值考虑
2、，C30应控制含气量4.55.0%，C50应控制含气量3.54.5%，不宜突破，否则前者的电通量指标不容易达标，后者的早期强度指标满足不了张拉要求、后期强度发展受到影响（正常情况下C50通常比不掺引气剂的混凝土强度损失512%）。2、关于耐久性混凝土粉煤灰和矿粉掺量选用问题客运专线规范对掺合料的掺量有相应标准，在满足标准的前提下，如掺合料品质比较好的情况下，应大胆采用高限掺量，粉煤灰主要对后期56d以上电通量贡献比较大，而矿粉则对早期如28d的电通量即具有较大的贡献，硅粉即使只掺有2%就对早期电通量具有极大的贡献。对于C30混凝土，粉煤灰掺量如在相应工程标段无严格限制，低钙灰可选择2530%甚
3、至更高，达到3540%，高钙灰则应限制，不应超过20%；如粉煤灰品质低于I级，则应兼顾单位用水量和混凝土粘度指标及含气量指标灵活选用掺量。选用粉煤灰有利的一面是由于胶凝材料总量低的情况下，由于其比重较低，增加其用量可比纯水泥额外增加裹浆量，使用水量降低、和易性更好、密实性提高，尤其使电通量指标得到改善。由于矿粉的价格相对较高，而且其使用受到搅拌楼物料库和设备的限制，施工方不见得会采用。如果采用，应选择比表面积在380450Kg/m3的矿粉，单掺掺量最大可达5060%，但掺量同样应兼顾单位用水量和混凝土粘度指标及含气量指标，过大容易导致混凝土发粘、发重，和易性不良：包裹性、流动性差。但掺量越大对
4、电通量指标贡献越大。对于C50混凝土，应采用粉煤灰和矿粉双掺方案，通常选用比例为1020%+4535%、总量4555%，低温时段应限制粉煤灰掺量低于15%、水泥用量高于45%，宜为5055%；常温及高温时段粉煤灰掺量考虑1520%，矿粉4050%；粉煤灰应尽量采用15%以上，可使和易性相对比较理想，1020%的粉煤灰掺量对于采用聚羧酸外加剂的C50混凝土来说后期强度相差不大。胶凝材料总量对于C30来说通常范围为380420 Kg/m3，主要受单位用水量和混凝土和易性的约束，过低会造成水胶比过大导致电通量指标不达标，C30混凝土28d特征强度通常为50MPa左右；对于C50来说通常范围为4704
5、90 Kg/m3，主要受混凝土早期强度、混凝土粘度和单位用水量、含气量的协调约束，28d特征强度引气者6570MPa，非引气者7075MPa。3、关于混凝土引气问题由于目前对引气和消泡的研究尚不够深入，根据工程实践和试验研究来看，入选的两类引气剂聚合松香类别的HS-AE150和三萜皂甙类别的SJ-2均存在引气剂预先和JM-PCA（I）混合与现场分开添加有较大含气量差别的情况存在，同样剂量现场添加时的含气量要比预先复配的含气量小，并且现场添加SJ-2可能会明显影响混凝土坍落度和扩展度，现场添加HS-AE150对坍落度和扩展度无明显的削弱作用。从观测的情况来看，JM-PCA中添加两种引气剂即时表面
6、张力均在3840，但SJ-2在228d均呈增大的趋势，维持在高于即时混合测值的水平上，而添加HS-AE150的表面张力则呈低幅上下波动的趋势，基本维持在接近于即时混合测值水平上。添加HS-AE150引气剂后，即使含气量没有明显增加，但强度会有512%的降低。添加SJ-2引气剂的情况稍好一些，但掺量加大同样存在类似幅度的强度降低。因引气问题较萘系复杂的多，从有限的试验结果来看，采用目前生产使用的品种的消泡剂的JM-PCA在引气性能上，采用常规生产样消泡剂剂量50%合成的产品引气量与常规生产样引气量一致时，同样配比条件下常规样同掺引气后的强度要比降低消泡剂剂量引气后的强度略有降低，并且需要的引气剂
7、剂量有较大增加，但是降低消泡剂剂量拌制的混凝土大气泡明显增多，对外观性能可能有所削弱。通常同掺掺量对于降低消泡剂50%剂量的JM-PCA（I），HS-AE150掺量建议0.450.6/万，常规样建议0.91.2/万，由于水泥、粉煤灰试配材料及掺量不同和搅拌机拌和效率不同，现场试验剂量可能会增大很多，有的甚至高达2.03.0/万仍不能达到所需要的含气量，建议试验时应首先确保搅拌机搅拌效率能代表实际生产的搅拌效率（时间、速度），必要时应进行扩大试验（试验室至少有30升拌合量的试验结果，搅拌楼实际生产模拟试验），并应积极创造条件争取施工方进行引气剂现场掺入，以保证工厂产品的生产安全性。应引起注意的是
8、，携样品试验时，应同时携预先复配有较低剂量（如0.30.5/万）引气剂的样品前往，以备现场加大剂量尚无法达到需要含气量要求时采用（此样品采用研发中心材料含气量可能已达810%）。另外，如遇到粘度较大的材料时，采用预先复配引气剂的样品、延长搅拌时间12min通常可以使含气量达到所需值，含气量达到45%有时也可降低一定粘度。4、关于确定拌制的混凝土容重的问题对于铁规TZ210-2005要求的耐久性混凝土，因其具备高性能混凝土特征，建议按照绝对体积法进行设计，以获得较为准确的配合比；本类工程混凝土，因其性能指标必须符合耐久性要求，相应地拌制的混凝土必须满足良好的施工和易性，因此，采用绝对体积法可以得
9、出较为准确的容重和含气量对应数值结果。为了准确确定相应配比的容重，配比试验前必须得到骨料的视比重准确数据，水泥、粉煤灰、矿粉等因其在配比中所占比例很低，计算可采用3.15、2.2、2.7g/cm3，此数据偏差对计算结果影响不大。假定容重法设计配比的偏差主要来源于骨料和含气量，如假定容重严重有误并同时遇到含气量测定仪有故障不能准确测定时，会导致混凝土单位用水量找不准，重新验证的复现性差。配制符合铁规要求的混凝土，具备高性能混凝土特征，通常骨料绝对体积含量应达到0.640.68m3/m3，体积含量过大则裹浆量不足，过小则浆体富余量过多；砂石体积比例通常为0.2550.265：0.3850.405时
10、可以满足良好的拌和物性能，进行配合比设计时应充分考虑此原则，并应根据现场材料灵活掌握。砂子的视比重通常为2.602.65 g/cm3，石子视比重通常在2.702.75 g/cm3，也有一些在2.802.90 m3/m3，因此假如采用2.63 g/cm3砂和2.74 g/cm3石子，按照砂石比例0.26：0.39，体积砂率40%，则砂石重量应为684：1069，而如采用2.86 g/cm3石子时，石子则为1115，体积砂率40%未变，但重量砂率已由39%降为38%了，调整配比时应对石子本身的密度和砂率的协调加以注意。混凝土设计等级较高或含气量达到45%时，因浆体体积增大，骨料体积含量和砂体积含量
11、应适当降低。按照假定容重法设计容易因容重校核不准导致用水量不准而引起胶凝材料计算不准，从而使试验量加大引起施工单位信任度降低。由于现场的砂石颗粒的圆润程度尤其是长江以北地区一般来说因缺少长时间冲刷品质相对比较差，在没有引气的前提下，在胶凝材料总量为380 Kg/m3，配合150160 Kg/m3水，浆体体积约为0.290.30m3/m3时，骨料裹浆量不足，直观上显示混凝土拌合物和易性比较差，在片面提高减水剂掺量的情况下，浆体出现沉底、泛浆、漂浮粉煤灰的情况，混凝土拌合物浆体流逸，拌和物性能更为裂化。提高含气量可以明显提高浆体体积0.020.03 m3/m3，使总浆体体积提高到0.320.33m
12、3/m3，可明显改善裹浆性能，对于C30混凝土来说提高胶凝材料用量（1020 Kg/m3，体积增加0.0040.008 m3/m3）的效率不如提高含气量明显。C30灌注桩混凝土配比设计示例采用PO42.5水泥和I级低钙灰，中砂，密度2.63 g/cm3，531.5连续粒径石子，密度2.74 g/cm3，要求56d电通量1500库仑以下，28d抗冻F250，坍落度2022cm，扩展度450550mm。解：1、 因抗冻指标F250，设定配制混凝土含气量45%；2、 因56d电通量要求1500库仑以下，设定基准水胶比0.38，粉煤灰掺量30%；3、 因要求坍落度2022cm，扩展度450550mm，
13、初步设定JM-PCA（I）掺量1%，根据拌和情况调整增减；4、 计算胶凝材料：根据采用聚羧酸外加剂并引气的混凝土经验配比设定单位用水量150 Kg/m3，则胶凝材料总量为150/0.38=395 Kg/m3，水泥：70%*395=276 Kg/m3，粉煤灰：30%*395=119 Kg/m3，（粉煤灰替代水泥引起的浆体体积增加值：0.017m3/m3，相当于增加1.7%含气量引起的浆体体积增加。）5、 按照绝对体积法计算砂石：假设体积砂率40%，计算如下：1）砂石绝对体积=（1000-150-276/3.2-119/2.2-1000*4.5%-3.8/1.065）/1000=0.661 m3/
14、m32）砂重量=0.661*40%*2.63=0.2644*2.63=695 Kg/m33）石子重量=0.661*60%*2.74=0.3966*2.74=1087 Kg/m3计算得出1）重量砂率39%2）混凝土容重=395+695+1087+150+3.8=2331 Kg/m3推算各含气量的混凝土容重应为：如混凝土不含气则容重为2331/（1-4.5%）=2441 Kg/m31%含气量的混凝土容重=2441*（1-1%）=2416Kg/m32%含气量的混凝土容重=2441*（1-2%）=2392 Kg/m33%含气量的混凝土容重=2441*（1-3%）=2368 Kg/m34%含气量的混凝土
15、容重=2441*（1-4%）=2343 Kg/m36、确定初步配合比如下：水泥粉煤灰砂石子水JM-PCA（I）27611969510871503.87、 试拌，目测和易性、感觉粘度，目测坍落度、扩展度，如偏差过大，目测含气量情况，采用标定过容积的含气量筒测定容重后废弃，同时考虑是否增减引气剂和减水剂掺量；如和易性较好，坍落度、扩展度接近，则测定容重，如容重偏重，测定含气量留下数据做参考，混凝土废弃，如容重接近设计容重，测定含气量并测定倒坍落度流下时间作参考，决定是否增减减水剂用量和用水量、增大水胶比重新试拌，直到选出和易性好的配合比成型试块。因单独采用粉煤灰的电通量早期结果偏大，同时又进行了引气，为保证适应施工进度，应按照上述方法进行增减水胶比的多个混凝土配比设计与拌和试验。因国产含气量测定仪器质量大都不过关，如感觉含气量测定不准，应按照容重计算的结果酌情掌握，上述容重计算数值在多种材料的类似配比中进行过测试，具有一定的准确度，可以参照该法推定。通常采用密度2.602.65 g/cm3的中砂和2.702.75 g/cm3的石子，C30灌桩混凝土，粉煤灰掺量2040%，含气量3%以下容重大都在23702420 Kg/m3，含气量45%容重23202350 Kg/m3，C50有引气要求的混凝土容重也宜为23402360 Kg/m3，C50非引气（23%）混
