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1、湖北省谷竹高速公路混凝土配合比优化设计的技术要求一、原材料选用与技术要求混凝土原材料除满足公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000 ）相应技术要求 外，还应满足下列要求：1.1 水泥（1）桥梁工程用水泥：除桥梁基础混凝土（C30）可采用32.5级的复合硅酸盐 水泥（PC ）配制以及现浇预应力连续箱梁混凝土（C55及以上）可采用52.5级普通硅 酸盐水泥（PO ）、42.5级II型硅酸盐水泥（PII）配制外，桥梁其他部位的混凝土（含 C50预制T梁）均应使用42.5级卩O水泥进行配制。（2）隧道工程用水泥：除隧道二次衬砌防水混凝土可使用32.5级PC水泥外， 隧道初喷支护、隧道路面混凝土均
2、应使用42.5级PO水泥。1.2 骨料（ 1）粗骨料：桥涵、隧道工程混凝土用粗骨料一般采用 510mm、 520mm 和 525mm 三种公称粒级均可满足要求，对应粗骨料最大粒径（方孔筛筛孔边长尺寸） 分别为13.2mm、26.5mm和31.5mm。本工程所需碎石应采用4.759.5mm、9.519mm 和 1926.5mm 三种规格进行分级生产、采购、储存、掺配使用，合成级配应符合表 1-1 的要求。不得使用不分级的统料。表 1-1 碎石颗粒级配范围级配 情况公称粒级（mm）累计筛余（按质量百分率计）方孔筛筛孔尺寸（mm）2.364.759.5013.216.019.026.531.5合成
3、级配5-10951008010001505-2095100901004080010052595100901003070050其中：510mm碎石适用于隧道初喷支护混凝土；520mm碎石由4.759.5mm和9.519mm二种规格掺配，适用于预制T梁、预制空心板梁、预应力现浇连续箱梁等部位混凝土；525mm碎石由4.759.5mm、9.519mm、1926.5mm （方孔筛，没有特殊说明, 以下类同）三种规格掺配，适用于桥涵工程的灌注桩、承台、墩柱、盖梁、桥台、桥 面铺装、护栏、通道、涵洞等部位混凝土及隧道路面、二次衬砌等混凝土。为统一碎石生产规格，保证碎石生产质量，碎石料场初次生产或进行生产调
4、整 时，建议上述三种规格的碎石生产振动筛的配置宜分别为：4mm、12mm、24mm、30mm （方孔筛筛孔边长）。最终筛网尺寸应以实际生产的碎石是否符合表 1-2 规格要求为 准。表 1-2 各种规格碎石的规格要求规格(mm)通过下列方孔筛筛孔（mm）的质量百分比（）31.526.51913.29.54.752.361926.51009010001505一一一9.519一10085100一01505一4.759.5一一一1008510002005（2）细骨料：用于泵送混凝土的河砂应为中砂，细度模数为 2.53.0。其中，大 于 4.75mm 颗粒含量不应超过 5%， 0.30mm 筛孔通过率不
5、应小于 15%。鉴于河砂运距 远，建议要求河砂在产地过 4.75mm 筛。有关机制砂的质量标准和使用要求详见机制砂在混凝土中的应用技术指南， 将另文发布。1.3 外加剂（1）桥梁工程用外加剂灌注桩、高墩、预制梁、现浇梁、桥面铺装等部位混凝土应选用质量标准符合聚 羧酸系高性能减水剂（JG/T223-2007 ）的1级产品，减水率大于25%;墩柱、承台、 盖梁、桥台等部位混凝土可选用聚羧酸系高性能减水剂II级产品，减水率大于18%。减水剂的缓凝时间由施工单位根据施工工艺、浇筑量大小、浇筑季节温度、温控 防裂要求，与供应商事先约定，减水剂出厂时预先调配好。（2）隧道工程用外加剂隧道喷射混凝土的速凝剂
6、，应选用与水泥适应性好、凝结硬化快、 28d 强度损失 少、较低掺量的速凝剂品种，其质量标准应满足喷射混凝土用速凝剂（ JC477-2005） 一等品的技术要求，优先选用以硫酸铝胶为主要成分的低碱液体速凝剂（适用于湿喷 法，建议采用湿喷工艺），其pH小于7；减水剂可选用聚羧酸系高性能减水剂II级产 品。隧道二次衬砌防水混凝土用防水剂的性能指标应满足砂浆、混凝土防水剂（JC 474-2008 ）、水泥基渗透结晶型防水材料（GB 18445-2001 ） 等品的技术要求，其 品种应采用脂肪酸及其盐类防水剂、有机硅表面活性剂（甲基硅酸钠、乙基硅醇钠、 聚乙基羟基硅氧烷）防水剂、渗透结晶类防水剂，三乙
7、醇胺早强防水剂、上述各类与 引气剂、减水剂和调凝剂等外加剂复配的复合型防水剂。禁止使用氯化铁、氯化铝、 水玻璃、硅灰、石蜡、地沥青、橡胶及水溶性树脂、聚合物乳液等类型的防水剂。当 通过试验验证能满足抗渗等级设计要求时，亦可单独采用聚羧酸系高性能减水剂I级 产品进行配制。隧道路面混凝土可选用聚羧酸系高性能减水剂II级产品进行配制。二、配合比设计的基本规定（ 1）混凝土的配合比应根据设计要求、使用部位及施工中的输送方式、浇筑和振 捣方式等，合理拟定配制混凝土的技术要求（包括坍落度及其损失、强度、凝结时间、 外观质量、耐久性等），并根据这些选用原材料（水泥品种、等级；砂的品种、规格； 碎石的最大粒径
8、；外加剂品种与技术要求；确定是否掺矿物掺合料及掺合料品种）。 所有预拌混凝土均应掺用减水剂。（ 2）混凝土的配合比，应以质量比表示，应按照现行普通混凝土配合比设计 规程 （JGJ/T 55-2000）进行计算，并通过试配和配合比参数优化确定。混凝土的试配 强度，应根据设计强度等级、环境作用、耐久性、工程要求、工作性等要求，按下式 计算确定：R = R + 1.645b。式中：RP 混凝土的施工配制强度；R 混凝土设计 P强度等级；b 强度标准差。混凝土强度等级 C20, b =4.0MPa;混凝土强度等级 C20C35, b =5.0MPa；混凝土强度等级C35, b =6.0MPa。对于有特
9、殊要求的混凝土的配合比设计（包括防水混凝土、抗冻混凝土、高强混凝 土、高性能混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土），在符合国家现行有关标准的专门规 定条件下，亦可参照上述规程，经过试配确定。在施工过程中，应及时积累资料，为 合理调整混凝土配合比提供依据。（ 3）混凝土进行试配时应采用与工程施工相同的原材料，配制的混凝土拌和物 性能应满足施工工艺要求（和易性好、凝结时间符合施工需要、不泌水、不离析、坍 落度损失小等）；制成的混凝土应符合强度、耐久性（抗冻、抗渗、抗侵蚀）等质量要求， 还应满足经济合理。当设计有要求或构件有变形控制要求时，配制的混凝土还应满足 弹性模量、收缩、徐变值的要求。（4）根据工
10、程耐久性设计要求，谷竹高速公路结构混凝土的基本要求应符合表 2-1 的规定。表 2-1 结构混凝土耐久性的基本要求环境 类别环境条件最大 水灰比最小水泥 用量（kg/m3）最低混凝 土强度 等级最大氯离 子含量（%）最大碱 含量（kg/m3）I温暖或寒冷地区的大气环境、与 无侵蚀的水或土接触的环境0.55275C250.303.0IV受侵蚀性物质影响的环境0.40325C350.103.0注：本表中的氯离子含量系指其与胶凝材料用量的百分比。预应力混凝土构件中的最大氯离子含量为0.06%, 最小水泥用量为350 kg/m3，最低混凝土强度等级为C40。碱含量是指单位体积混凝土中由各种原材料带入的
11、碱 含量之和，按等效Na2O当量计。（5）为提高水位变动区混凝土的抗冻性，对水位变动区的墩、台身混凝土提出 如下技术要求：应选用 42.5 级普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，不应使用火山灰质硅酸 盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥；碎石最大粒径不应大于31.5mm （方 孔筛），含泥量不应大于 1%、泥块含量不应大于 0.5%，吸水率不应大于 1%；砂的含 泥量不应大于 3%、泥块含量不应大于 1%；混凝土的最大水胶比不得超过 0.45，胶凝 材料中的粉煤灰掺量不得超过 30%，并应限制所用粉煤灰的烧失量不应大于 3%。注：谷竹高速公路最冷月（一月）平均最低温度为- 2.4C、极端最低温度-
12、 17.6C（据 19712000 年房县累计 30 年气候资料统计），按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范（JTG D62-2004 ）规定，最冷月平均气温在-4C0C之间为微冻地区，微冻地区淡水环境下水 位变动区混凝土的抗冻等级应不低于F150,对于水位变动区的墩、台身抗冻等级应不低于F200。（ 6）不同强度等级的混凝土的最大胶凝材料总量（水泥和掺合料质量之和）宜符合 如下要求：大体积混凝土（强度等级C30及以下） 350kg/m3; C40以下 400kg/m3; C40C45 450 kg/m3 ; C50 470 kg/m3 （非泵送混凝土）和 500 kg/m3 （泵送
13、混凝土）； C60 500 kg/m3 （非泵送混凝土）和530 kg/m3 （泵送混凝土）。一般环境下除长期处于潮湿环境、水中环境或潮湿土中环境的构件可以采用大掺 量粉煤灰（掺量 30%50%，水胶比应随粉煤灰掺量增加而减小）混凝土外，对于暴露 于空气中的一般混凝土，粉煤灰掺量一般不应大于 20%，且每方混凝土的硅酸盐水泥 用量不应小于 240 kg/m3。（7）采用泵送工艺施工的混凝土，其原材料和配合比设计应符合下列技术要求： 应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，不应使用火山灰质硅酸盐水泥；粗骨料应 采用连续级配，其针、片状颗粒不应大于 10%；细骨料应采用细度模数 2.63.1 的中 粗砂
14、，砂中粒径小于0.3mm颗粒所占的比例不应小于15%。碎石最大粒径与输送 管径之比应为：泵送高度 50m, 1:3;泵送高度50100m, 100m, 1:5;泵送混凝土中必须掺入泵送剂或高效减水剂，并宜掺入质量符合国家现行有 关标准的II级及以上级的粉煤灰或其他需水量比小于100%的活性矿物掺合料。泵 送混凝土试配时要求的坍落度值应为：入泵时的坍落度加从拌和站至入泵前的预计经 时损失值，一般泵送混凝土的坍落度损失1h不应超过30mm。用水量与水泥胶凝材 料总量之比不应大于0.55;胶凝材料总量不应小于300kg/m3;泵送混凝土的砂率 宜为35%45%;当掺用外加剂时，其混凝土含气量不应大于
15、4%。当掺用掺合料 较多时,除应满足强度要求外,还应进行钢筋锈蚀及混凝土碳化试验。（8）通过设计和试配确定配合比后,应填写试配报告单,提交施工监理或有关 方面批准。混凝土配合比使用过程中,应根据混凝土质量的动态信息,及时进行调整、 报批。三、桥梁工程主要部位混凝土配合比设计由于桥梁的桩基、承台（或拱座、锚碇、 0 号块、空心薄壁墩实心段等大体积混 凝土）、预制梁、现浇预应力箱梁、桥面铺装等混凝土处于不同的环境条件和不同的 受力行为,且施工工艺也不相同,进行混凝土配合比设计时,应针对环境条件和结构 构造特点进行专门试验设计。3.1 灌注桩混凝土（1）技术要求：由于灌注桩混凝土依靠混凝土自重形成密实体,且桩基较长, 一般为2070 米。因此,要求配制的混凝土除满足强度、抗渗、耐久性能外,还应具 有坍落度损失小（1h损失小于30mm）、扩展
