C30水下灌注桩混凝土配合比优化设计.docx
C30水下灌注桩混凝土配合比优化设计。引言水下灌注桩的施工工艺决定了其对混凝土技术要求较高。 良好的灌注性能是水下灌注桩混凝土必须具备的。水下灌注桩 混凝土的灌注性能，是指混凝土由搅拌车卸到料斗，经导管完 成水下桩基浇筑的难易程度。灌注性能良好的水下灌注桩混凝 ±,不仅具有大的流动性，同时混凝土的粘聚性合适。这就要 求混凝土流动性经时损失小，运送到施工现场时还有较大坍落 度。18cm)和扩展度Q50cm),以便利用自身重量沉实。其次 是粘聚性合适即有抵抗泌水、离析的稳定性，当混凝土过粘 时，混凝土料沉上翻难，灌桩速度慢需要屡次拆管；反之混凝 土有离析倾向，容易造成堵管断桩。本文考虑工程实际情况，对原材料进行分析，充分考虑水 下灌注桩混凝土设计特点，对C30水下灌注桩混凝土配合比进 行优化设计。1原材料与实验方法原材料(1)胶结材：福建炼石水泥厂生产的水泥；华能电厂生产的II级粉煤灰。(2)骨料：细骨料闽江河砂；粗骨料为石灰石碎石，由小、中、大按一定比例配置而成。(3)外加剂：保坍型聚竣酸高性能减水剂，掺量 0.8%1.2% ,减水率之25%。(4)拌合水：自来水。1.1 实验方法Q)原材料分析实验方法。水泥分析实验依据GB1346- 2011水泥标准稠度用水量凝结时间安定性和 GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法。粉煤灰分析实 验依据GB/T-1596-2017用于水泥和混凝土中的粉煤灰。骨料分析实验依据GB14684-2011建筑用砂,GB14685-2011建筑用卵石、碎石。(2)配合比设计。C30水下灌注桩混凝土配合比优化设计依 据JGJ55-2011普通混凝土设计规程。2混凝土配合比优化设计原材料分析（1）胶结材：水泥、粉煤灰局部性能分别见表1和表2。表1 7威的性能表2粉球灰性能%细度标准狗度 扁初联时间蟀准时间安定性抗压/折返匠疝Pd3d28d0.627.21h50n in2h45m in29.1/5.147.5/6.1（2）骨料：粗骨料为公称粒径4.759.5mm（小）, 9.516mm（中）以及1926.5mm（大）三个级配按一定比例配 制而成。三个粒径的石子的筛分实验结果见表3。按小：中：大 = 1:7:2、2:4:4的比例配制的粗骨料级配曲线分别见图1 中的曲线1和2。从图中可以看出，曲线1圆滑，该比例配制 的连续级配较合理；曲线2几乎为一斜线，大石子偏多约占 40% ,该比例配制的级配较不合理。因此粗骨料按小：中：大 = 1:7:2的比例配置。表3石子端分实翁19-26 5 mm筛孔分计祟计分计祟计分计祟计31.50o.n00.06.000.026.50Q000.023.202M21900 II10.20HI.270.2593 51600 029.5539.76.0899 59 50.720.747.9787.70.3399 94.7574.3375.111.6599.40.0199.9221.9499.00.1799.50.0()83筛底1.00100.00.46100.00.12100.0"砂的筛分曲线见图2，细度模数2.3 ,属III区中砂，含泥量 L2%。100 80 60 40 20 0正舟会(二012345C30配合比优化设计Q）试配强度。水下混凝土一般配合比同陆上混凝土相同, 但由于受水的影响，一般会比同条件下的陆上混凝土低一个强 度等级，所以应提高一个强度等级。C30水下混凝土提高一个 等级按C35设计。fcuzo=fcu,k+1.645o=35 +1.645x5.0=43.2M Pa说明：水泥28d胶砂强度47.5MPa ,混凝土强度标准差。根据JGJ55-2011取5.0。(2)混凝土的水胶比。-053 3.85x1.0x4754-说明：JGJ55-2011表碎石回归系数o(a=0.53、ab = 0.20 ;水泥28d抗压强度实测值fce=47.5MPa ;矿粉、粉煤灰掺量分别为0%和20% ,因此按表x ys F0.85、1.0o确定用水量mwO、胶结材用量mb。、粉煤灰用量mfo、水泥用量mc和外加剂用量maOo根据JGJ55-2011表塑性混凝土的用水量，碎石最大粒径为26.5mm坍落度7590mm的混凝土用水量m，wo为210kg/m3 ,坍落度为200mm的混凝土用水量m'wo = 210 + 5x(210-90)/20 = 240kg/m3o用水量：mwo = m ' wo x (1- |3 ) = 240 x (1-25%) = 180kg/m3胶结材用量：mb0 = mwoW/B = 180/0.44=409kg/m3粉煤灰用量：mfo = mbOxPf=4O9x2O% = 82kg/m3水泥用量：mc = mb0-mf0=409-82 = 327kg/m夕卜力口齐U用量：ma = mbxP=409xl.2%=4.9kg/m(4)确定砂率，根据容重法计算出粗细骨料用量。考虑工程实际中所用的砂的Mx=2.3为III区中砂，该砂细颗粒较多，虽然有利混凝土保水和粘聚性，砂率适当靠下限42%，混凝土强度等级为C30因此mCp E2400kg/m3o叫什 叫什浜什j-T%>吃区一x 100% 吗。十小 计算得:761kMi）再Fio50k浙3综上,C30水下混凝土的基准配合比见表4的B组，并在 此配合比的基础上水胶比增减0.03 ,计算出的配合比见表4 的A、C组。表4 C 30水下混联土配合比煽号水能给煤灰水砰石诚水利水胶比眇率%A3067718079010474.600 4743B3278218076110504.910.4142 .C3518818073010515.230.414!C30水下混凝土试配与确定每组配合比进行试配，测试新拌混凝土工作性能、保坍性能，并成型混凝土标准抗压试件，试验结果见表5。表5题土试配实的结果一落蝴 失加7#57抗压强-，MPn蔡号 和号姓 初始 1 5h |。，Fj7d旃590X560600X5802425 20,4 26 5 38 3590X560600X5802425 20,4 26 5 38 3Q215B 良好 600X580210 600X5502395 23.5 29.3 42.2从表5混凝土试配实验结果和图3初始和1.5h新拌混凝土工作性看：各组配合比的初始流动性较大(坍落度218cm、扩展度2 50cm),混凝土流动性经时损失较小，1.5h后流动性均能满足 水下灌注桩混凝土流动性要求。但A组配合比和易性较差，笔 者认为外加剂掺量稍微有点过，因此初始混凝土有离析倾向， 1.5h混凝土和易性反而变好；C组配合比的混凝土稍粘，B组 配合比的混凝土粘聚性适中。混凝土 28d强度C > B > A , C组高于试配强度(43.2MPa) , B组基本到达试配强度，A组未到达试配强度。各组混凝土容重符合设计要求，在允许误差范围内均不需要调整。综上所述，符合设计要求的C30水下灌注桩混凝土配合比 为B、C两组。在满足强度、灌注施工要求的前提下应选择成 本较低的B组配合比。3结语按本文配合比优化设计的配合比B,混凝土拌合站已经顺 利完成水下管桩桩混凝土浇筑。可见，只要充分认识水下灌注 桩混凝土设计要求,对原材料、运距等因素充分全面考虑，并 进行配合比优化设计，设计出合理的水下灌注桩混凝土配合 比，是可以按时保质保量完成灌注桩混凝土浇筑工程。
