CN103936360A - 一种高效能混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效能混凝土及其制备方法，该高效能混凝土是由下列重量份数比的原料制成的：水泥∶掺合料∶细集料∶粗集料∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114，水泥采用普通硅酸盐水泥，掺合料采用I级粉煤灰，细集料采用水洗砂，粗集料采用规格为(5～10)mm、(10～20)mm的石灰岩碎石，外加剂采用型号为KTPCA的聚羧酸盐类减水剂；该高效能混凝土采用聚羧酸类高效减水剂，通过混凝土配合比的配置和浇筑养护工艺的优化，降低了C50混凝土的水泥用量、提高了C50混凝土早期强度，降低了混凝土标号，减少了水化热引起的混凝土施工裂缝，提高了混凝土的施工质量，不仅节约了资源、缩短了工期，而且为工程的质量提供了保证，具有较强的推广与应用价值。

Description

一种高效能混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，尤其涉及一种高效能混凝土及其制备方法。

背景技术

在桥梁工程的施工过程中，桥梁上部的施工至关重要，是影响整个工程能否顺利完工的关键步骤，桥梁上部C50混凝土，强度高，不易达到，是影响工程质量的决定性因素，同时桥梁上部的造价占整个桥梁工程的60％，因此降低桥梁上部C50混凝土的工程造价是降低整个桥梁造价的关键。

发明内容

本发明提供了一种高效能混凝土及其制备方法，旨在解决现有C50混凝土的早期强度上升慢、强度不宜达到工程要求、工程成本高，施工质量无法得到有效保证，施工工期长的问题。

本发明的目的在于提供一种高效能混凝土，该高效能混凝土是由下列重量份数比的原料制成的：水泥∶掺合料∶细集料∶粗集料∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114。

进一步，水泥采用普通硅酸盐水泥。

进一步，掺合料采用质量等级为I级的粉煤灰。

进一步，细集料采用水洗砂。

进一步，粗集料采用规格为5mm～10mm、10mm～20mm的石灰岩碎石。

进一步，石灰岩碎石中碎石的掺配质量比例为：10mm～20mm碎石占70％，(5-10)mm碎石占30％。

进一步，外加剂采用型号为KTPCA的聚羧酸盐类减水剂；该高效能混凝土的砂率为37％。

进一步，该高效能混凝土的现场施工方法为：

一、高性能混凝土浇筑的具体方法为：

第一步，浇筑混凝土前，针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇筑方案，包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度；

第二步，检查钢筋保护层垫块的位置、数量及紧固程度，并作重复性检查，构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m²，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内；

第三步，混凝土入模前，应测定混凝土的温度、坍落度和含气量工作性能；只有拌和物性能符合本技术条件要求的混凝土方可入模浇筑；

第四步，混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m；当大于2m时，应采用滑槽、串筒、漏斗器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象；

第五步，混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行，间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝；

第六步，混凝土的一次摊铺厚度小于600mm或400mm，浇筑竖向结构的混凝土前，底部应先浇入50mm～100mm厚的水泥砂浆；

第七步，浇筑大体积混凝土结构前，应根据结构截面尺寸大小预先采取必要的降温防裂措施，如搭设遮阳棚、预设循环冷却水系统；

第八步，新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间的温差不得大于20℃；

第九步，预应力混凝土梁应采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型，每片梁的浇筑时间不宜超过6h～8h，应随机取样制作混凝土强度和弹模试件；

二、高性能混凝土振捣具体方法为：

第一步，混凝土振捣采用插入式高频振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器振捣设备，振捣时不得碰撞模板、钢筋及预埋铁件；

第二步，混凝土振捣应按事先规定的工艺路线和方式进行，应在混凝土浇筑过程中及时将浇筑的混凝土均匀振捣密实，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，不超过30s，避免过振；

第三步，采用插入式高频振捣器振捣混凝土时，采用垂直点振方式振捣，若需变换振捣棒在混凝土拌和物中的水平位置，应首先竖向缓慢将振捣棒拔出，然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在拌和物内平拖，也不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物；

第四步，预应力混凝土梁采用侧振并辅以插入式振捣器振捣；

第五步，在振捣混凝土过程中，应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，以防漏浆，混凝土浇筑完成后，应仔细将混凝土表面压实抹平，抹面时严禁洒水。

本发明的另一目的在于提供一种高效能混凝土的制备方法，该高效能混凝土的制备方法包括以下步骤：

步骤一，按照配合比水泥∶掺合料∶细集料∶粗集料∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114准备材料；

步骤二，先向搅拌机投入细骨料、水泥、粉煤灰、矿粉搅拌30s，再加入外加剂和拌合用水拌和30s，最后加粗骨料进行拌和70s，混凝土总搅拌时间控制在130s。

进一步，混凝土搅拌出机的坍落度控制在160mm～200mm，入模含气量控制在2％～4％，混凝土入模温度控制在10℃～30℃。

本发明提供的高效能混凝土及其制备方法，该高效能混凝土是由下列重量份数比的原料制成的：水泥∶掺合料∶细集料∶粗集料∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114，水泥采用普通硅酸盐水泥，掺合料采用质量等级为I级的粉煤灰，细集料采用水洗砂，粗集料采用规格为(5～10)mm、(10～20)mm的石灰岩碎石，石灰岩碎石中碎石的掺配质量比例为：(10～20)mm碎石占70％，(5-10)mm碎石占30％，外加剂采用型号为KTPCA的聚羧酸盐类减水剂；该高效能混凝土采用聚羧酸类高效减水剂，并通过混凝土配合比的配置和浇筑养护工艺的优化，有效地降低了C50混凝土的水泥用量、提高了C50混凝土早期强度，降低了混凝土标号，减少了水化热引起的混凝土施工裂缝，提高了混凝土的施工质量，不仅节约了资源、缩短了工期，而且为工程的质量提供了保证，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的C50混凝土的制备方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的水泥混凝土强度与胶水比关系曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

本发明的目的在于提供一种高效能混凝土，该高效能混凝土是由下列重量份数比的原料制成的∶水泥∶掺合料∶细集料∶粗集料∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114。

在本发明实施例中，水泥采用普通硅酸盐水泥。

在本发明实施例中，掺合料采用质量等级为I级的粉煤灰。

在本发明实施例中，细集料采用水洗砂。

在本发明实施例中，粗集料采用规格为5mm～10mm、10mm～20mm的石灰若碎石。

在本发明实施例中，石灰岩碎石中碎石的掺配质量比例为：10mm～20mm碎石占70％，5mm～10mm碎石占30％。

在本发明实施例中，外加剂采用型号为KTPCA的聚羧酸盐类减水剂。

在本发明实施例中，该高效能混凝土的砂率为37％。

在本发明实施例中，该高效能混凝土的现场施工方法为：

一、高性能混凝土浇筑的具体方法为：

第一步，浇筑混凝土前，针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇筑方案，包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度；

第二步，检查钢筋保护层垫块的位置、数量及紧固程度，并作重复性检查，构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m²，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内；

第三步，混凝土入模前，应测定混凝土的温度、坍落度和含气量工作性能；只有拌和物性能符合本技术条件要求的混凝土方可入模浇筑；

第四步，混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m；当大于2m时，应采用滑槽、串筒、漏斗器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象；

第五步，混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行，间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝；

第六步，混凝土的一次摊铺厚度小于600mm或400mm，浇筑竖向结构的混凝土前，底部应先浇入50mm～100mm厚的水泥砂浆；

第七步，浇筑大体积混凝土结构前，应根据结构截面尺寸大小预先采取必要的降温防裂措施，如搭设遮阳棚、预设循环冷却水系统；

第八步，新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间的温差不得大于20℃；

第九步，预应力混凝土梁应采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型，每片梁的浇筑时间不宜超过6h～8h，应随机取样制作混凝土强度和弹模试件；

二、高性能混凝土振捣具体方法为：

第一步，混凝土振捣采用插入式高频振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器振捣设备，振捣时不得碰撞模板、钢筋及预埋铁件；

第二步，混凝土振捣应按事先规定的工艺路线和方式进行，应在混凝土浇筑过程中及时将浇筑的混凝土均匀振捣密实，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，不超过30s，避免过振；

第三步，采用插入式高频振捣器振捣混凝土时，采用垂直点振方式振捣，若需变换振捣棒在混凝土拌和物中的水平位置，应首先竖向缓慢将振捣棒拔出，然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在拌和物内平拖，也不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物；

第四步，预应力混凝土梁采用侧振并辅以插入式振捣器振捣；

第五步，在振捣混凝土过程中，应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，以防漏浆，混凝土浇筑完成后，应仔细将混凝土表面压实抹平，抹面时严禁洒水。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

图1示出了本发明实施例提供的C50混凝土的制备方法的实现流程。

本发明实施例的高性能C50混凝土的制备方法包括以下步骤：

步骤一，按照配合比水泥∶掺合料∶细集料∶粗集料∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114准备材料；

步骤二，先向搅拌机投入细骨料、水泥、粉煤灰、矿粉搅拌30s，再加入外加剂和拌合用水拌和30s，最后加粗骨料进行拌和70s，混凝土总搅拌时间控制在130s。

混凝土搅拌出机的坍落度控制在160mm～200mm，入模含气量控制在2％～4％，混凝土入模温度控制在10℃～30℃。

原材料的选择：在配置混凝土的原材料方面，粗集料、细集料的品质是大致相同的，不同的是在水泥种类、标号大小及掺入外加剂的种类选择上。因此水泥性能稳定与否、标号大小与掺入的外加剂的种类是原材料的选择上优先考虑的因素。

配合比的选择：在原材料选定的基础上综合考虑原材料和配合比的设计在混凝土配置过程中的作用和浇筑养护工艺的优化，优化混凝土的配合比设计。

进行原材料试验：水泥采用：普通硅酸盐水泥，标号采用P.O42.5；

生产厂家：内蒙古蒙西水泥股份有限公司。

厂牌：蒙西牌。其所检各项指标均符合规范要求。

所检各项技术指标、检测结果见表1：

水泥各项指标检测结果表1

掺合料：

采用粉煤灰，质量等级I级。材料产地：乌海周边地区。经检测，粉煤灰所检各项技术指标均符合规范要求。所检各项技术指标、检测结果见表2：

粉煤灰技术指标和检测结果表2

检测项目	单位	技术要求	检测结果
				烧失量	％	≤3.0	1.7
需水比	％	≤100％	92
				细度	％	≤12	9.1

细集料：

采用水洗砂，材料产地：乌海市乌达区乌兰乡砂场。经检测，细集料所检各项技术指标符合规范要求。所检各项技术指标、检测结果见表3：

细集料技术指标和检测结果表3

粗集料：

采用规格：(5～10)mm、(10～20)mm石灰岩碎石。

生产厂家：同利碎石厂。经检测，粗集料所检各项技术指标符合规范要求。所检各项技术指标、检测结果见表4：

粗集料技术指标和检测结果表4

水：采用饮用水。

外加剂采用KTPCA高性能减水剂，

型号：KTPCA聚羧酸盐系

混凝土配合比设计计算：

混凝土配制强度计算：

混凝土配制强度应按下式计算：

fcu，0≥fcu，k+1.645σ

其中：

σ-混凝土强度标准差(Mpa)。取σ＝6.0(Mpa)；

fcu，0-混凝土配制强度(Mpa)

fcu，k-混凝土立方体抗压强度标准值(Mpa)，取fcu，k＝50(Mpa)；

经过计算得：

fcu，0＝50+1.645×6.0＝59.870(Mpa)。

水胶比计算：

混凝土水胶比按下式计算：

$W/B=\frac{{\mathrm{\α}}_a{f}_b}{\mathrm{fcu},0{\mathrm{\α}}_a{\mathrm{\α}}_b{f}_b}$

其中：α_a、α_b——回归系数，粗骨料为碎石，根据规程查表取α_a＝0.53，取α_b＝0.20；

f_b——水泥28d胶砂抗压强度(MPa)；无实测值，取42.5Mpa。

经过计算得：

W/B＝(0.53×42.5)/〔59.870+(0.53×0.20×42.5)〕＝0.35

根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)中5.2.1规定混凝土水胶比小于0.40时经验，可通过试验确定，经试验确定水胶比为0.33。

用水量计算：

每立方米混凝土用水量的确定，流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤计算：

1、根据规程要求，以坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量；经查表后计算后，确定用水量为：m’_wo＝205+5×(200-90)/20＝232.5kg

2、掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算：

m_wo＝m’_wo(1-β)＝232.5×(1-27.0％×0.9)＝176kg

其中：

m_wo——掺外加剂混凝土每立方米混凝土用水量(kg)；

m’_wo——未掺外加剂时的混凝土的用水量(kg)；

β——外加剂的减水率，取β＝27.0％。

根据实验调整，减少10kg用水量，确定用水量为166kg。

胶凝材料用量计算：

$m_{\mathrm{bo}}=\frac{m_{\mathrm{wo}}}{W/B}$

水泥用量表表5

序号	水胶比	胶凝材料用量(kg)	水泥用量(kg)	粉煤灰用量(kg)	备注
						1	0.31	B＝166/0.31＝535	465	70	/
2	0.33	B＝166/0.33＝503	453	65	/
						3	0.35	B＝166/0.35＝474	412	62	/

确定砂率：

根据规程要求，坍落度大于60mm的混凝土，其砂率可经试验确定，也可按坍落度每增大20mm、砂率增大1％的幅度予以调整。试验确定该配合比砂率为37％。

另外两个配合比的水胶比试拌配合比分别增大和减少水灰比0.02，砂率分别增加和减少1％。

粗骨料和细骨料用量的计算：

采用质量法计算混凝土配合比：

m_fo+m_co+m_go+m_so+m_wo＝m_cp

β_s＝m_so/(m_go+m_so)×100％

其中：

m_g——每立方米混凝土的基准粗骨料用量(kg)；

m_so——每立方米混凝土的基准细骨料用量(kg)；

βs——砂率(％)

m_cp——每立方米混凝土拌合物的假定质量(kg)，取2430kg/m³。

以上两式联立，解得：

粗、细骨料用量表表6

序号	水胶比	砂率(％)	细骨料用量(kg)	粗骨料用量(kg)
					1	0.31	36	640	1107
2	0.33	37	641	1109
					3	0.35	38	680	1110

三种水胶比，确定每m³砼各种材料用量，见表7：

每m³砼各种材料用量表7

确定混凝土的计算配合比为：

水泥∶粉煤灰∶砂∶石子∶水∶外加剂＝453∶65∶641∶1109∶166∶5.18

或重量比为∶水泥∶粉煤灰∶砂∶石子∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114.

混凝土配合比的试配、调整与确定：

对计算配合比进行试拌，观察其工作性：棍度：插捣容易，表示为“上”；含砂情况：用鳗刀抹拌合物表面时，一次可以使拌合物表面平整无蜂窝，表示为“多，，；粘聚性良好；保水性：无水分从底部析出，表示为“无”。坍落度实测平均值为192mm。对其他两组配合比进行试拌，观察其工作性，汇总见表8：

塌落度汇总表表8

混凝土配合比强度汇总，见表9：

混凝土配合比强度汇总表表9

选定配合比

材料、设备和劳动力组织

主要材料：降低C50砼施工成本施工中投入的材料见表10。

施工材料投入一览表表10

序号	材料名称	备注
			1	水泥	42.5号普通硅酸盐水泥
2	砂子	水洗中粗砂
			3	碎石	机轧碎石
4	粉煤灰	一级粉煤灰
			5	减水剂	聚羧酸高效减水剂
6	水	符合饮用水标准

主要施工设备及检测仪器表

主要施工设备(表11)

主要施工设备表11

主要试验、检测设备(表12)

主要试验、检测设备表12

序	仪器名称	单位	规格型号	数量	备注
						1	电液式压力试验	台	JYE2000	1	性能良好
2	坍落度筒	台		2	性能良好

劳动力组织(表13)

劳动力组表13

序号	工种名称	数量	工作内容	备注
					1	项目经理	1	施工组织管理
2	实验室主任	1	现场施工管理
					3	试验员	5	原材料试验检测、配置配合比

质量标准：

严格按照《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)及《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)进行检测。

质量控制措施：建立健全工地试验、质量检查及工序间的交接验收等项目制度；试验、检验应做到原始记录齐全，数据真实可靠。

安全措施：认真贯彻“安全第一，预防为主”的安全工作方针，加强安全教育，加强安全管理，严格执行安全生产制度和操作规程，切实做好安全技术交底；建立完善的施工安全保证体系，加强试验室的安全检查，确保作业标准化、规范化；施工现场实时检查，严格自检程序，把问题消灭在萌芽状态；加强安全用电管理，并规范安装和操作；定期检查和维护试验设备和劳动保护器具，严禁使用未经标定的压力容器或机具：检测室应保持清洁卫生、整齐规范、方便检测工作的进行；在进行各类强度试验时，应设置有效防护，防止试件飞溅伤害人员及设备；仪器设备使用中，操作人员不得擅自离开，防止安全事故的发生，加强仪器设备检查维修，确保其性能稳定、示值准确，严禁“带病”使用；有毒、易燃、易爆物品及强酸、强碱等化学品的存放、使用处理应符合国家安全规程的规定；杂物应专区分类堆放，不得随处乱放。

环保措施：按照国际ISO14001环境管理体系要求建立现场环境保护管理机构，加强对工人的环境保护教育；试验设备使用前要进行检修保养，尽量减少机械噪音；原材料在指定地点分类堆放；剩余混凝土废渣弃至指定地点，严禁乱丢乱扔。

效益分析：乌海市甘德尔黄河大桥桥梁上部采用C50混凝土，采用降低C50砼施工成本施工，带来较好的间接效益和社会效益，主要表现在以下几方面：

直接经济效益：提高了C50混凝土的早期强度，工期提前30天，由此创造的经济效益约30余万元。

采用本发明配置的C50混凝土，达到优化混凝土配合比设计、降低混凝土配置成本33％：用聚羧酸类高效减水剂配置的混凝土与用普通萘系减水剂配置混凝土进行了比较，比较结果如下：节约＝43.24-31.22＝12.02元/m³，全桥共计63188m³，全桥节约的直接成本费用＝63188*12.02＝76万元；降低了水泥标号，采用更加稳定的42.5水泥，节约成本＝297-167.21＝129.79元/m³，全桥共计63188m³，全桥节约的直接成本费用＝63188*129.79＝820万元；采用乌海地区丰富的工业废料粉煤灰，降低砼水化热，减少砼表面裂缝，直接经济效益100万元，全桥节约成本＝1000000-47*63188＝-197万元，全桥共计节约成本＝76+820-197＝699万元。

采用本工法配置C50混凝所用的聚羧酸类高效减水剂是液体形态的，可提前根据所需混凝土的数量提前称量好，只需一人在现场进行掺入，避免人工的浪费，直接节约经济成本＝65*2*120＝1.6万元。

综上所述，采用降低C50混凝土施工成本施工为我公司创造了730.6万元的经济效益。

间接经济效益：混凝土品质提高，采用本发明配置C50混凝土的水泥由原52.5降为42.5，42.5的水泥性能更加稳定，更能保证配制出的混凝土的品质，配置的C50混凝土7天无侧限抗压强度均达到了施工技术规范和设计的要求，保证桥梁的质量；节约了资源，采用本发明降低了减水剂的掺入量，节约了资源，从而创造大量的间接经济效益；保护环境：由于配置C50混凝所用的聚羧酸类高效减水剂是液体形态的，可以封闭式存储，可减少对环境的污染，有利于环境保护，具有良好的社会效益，同时，配置混凝土所需的粉煤灰是电厂的工业废渣，合理进行废物利用，减少了环境的污染，对环境保护具有良好的社会效益。

应用实例：

乌海市甘德尔黄河大桥第一合同段

工程概况：甘德尔黄河大桥是连接乌海黄河两岸的一座公路一级兼城市桥梁，大桥西起乌海的滨河西区规划道路，从西向东依次跨越黄河，本合同承担乌海市甘德尔黄河大桥第一合同段范围内760m(80+5*120+80)主桥为斜拉桥结构，1520m(38*40)东引桥，738.542m的东引道工程的施工；该工程为双向六车道，两侧设非机动车道和人行道公路一级兼城市桥梁功能。

应用效果：在乌海市甘德尔黄河大桥第一合同段桥梁工程施工中，采用降低C50砼施工成本施工，本工程共有C50共计36516m³，直接经济效益为422余万元，且施工质量优良、节约水资源，符合国家规范要求，成果显著。

乌海市甘德尔黄河大桥第二合同段：

工程概况：甘德尔黄河大桥是连接乌海黄河两岸的一座公路一级兼城市桥梁，大桥西起乌海的滨河西区规划道路，从西向东依次跨越黄河，本合同承担乌海市甘德尔黄河大桥第二合同段范围内5120m(71*40)西引桥，1031.683m的西引道的施工；该工程为双向六车道，两侧设非机动车道和人行道公路一级兼城市桥梁功能。

应用效果：在乌海市甘德尔黄河大桥第二合同段桥梁工程施工中，采用降低C50砼施工成本施工，本工程共有C50共计63188m³，直接经济效益为730.6万元，且施工质量优良，符合国家规范要求，成果显著。

国道110线海勃湾至麻黄沟公路乌海黄河特大桥工程

工程概况：国道110线至麻黄沟段公路乌海黄河特大桥工程，路线起点位于乌海市海南区巴音陶亥乡二道坎村劳教所南约1公里，向西跨越黄河后，终点位于乌海市乌达新区巴音赛大街东口南约300米，工程路线全长3354米，其中桥长1130米，引线长2224米。主桥为3跨矮塔斜拉桥(120+220+120)米，引桥为40米、50米预制梁，该工程为双向六车道一级公路标准建设。

应用效果：在国道110线至麻黄沟段公路乌海黄河特大桥工程施工中，采用砂质地层大直径深长钻孔桩成孔施工，本工程共有C50共计41200m³，直接经济效益为476余万元，且施工质量优良、节约水资源，符合国家规范要求，成果显著。

高性能混凝土的施工控制：

1.搅拌。混凝土原材料应严格按照施工配合比要求进行准确称量，称量最大允许偏差应符合下列规定(按重量计)：胶凝材料(水泥、掺合料等)±1％；外加剂±1％；骨料±2％；拌合用水±1％。应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土，采用电子计量系统计量原材料。搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。炎热季节或寒冷季节搅拌混凝土时，必须采取有效措施控制原材料温度，以保证混凝土的入模温度满足规定。

2.运输。应采取有效措施，保证混凝土在运输过程中保持均匀性及各项工作性能指标不发生明显波动。应对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高(夏季)或受冻(冬季)。应采取适当措施防止水分进入运输容器或蒸发。

3.浇筑。(1)混凝土入模前，应采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。混凝土的入模温度一般宜控制在5～30℃(2)混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m当大于2m时，应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象。(3)混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行，间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝。(4)新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间浇筑时的温差不得大于15℃。

4.振捣。可采用插入式振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。采用插入式振捣器振捣混凝土时，宜采用垂直点振方式振捣。每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不宜超过30s，避免过振。若需变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置，应首先竖向缓慢将振捣棒拔出，然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在拌合物内平拖。

5.养护。高性能混凝土早期强度增长较快，一般3天达到设计强度的60％，7天达到设计强度的80％，因而，混凝土早期养护特别重要。通常在混凝土浇注完毕后采取以带模养护为主，浇水养护为辅，使混凝土表面保持湿润。养护时间不少于14天。

6.质量检验控制。除施工前严格进行原材料质量检查外，在混凝土施工过程中，应对混凝土的以下指标进行检查控制：混凝土拌合物：水胶比、坍落度、含气量、入模温度、泌水率、匀质性。硬化混凝土：标准养护试件抗压强度、同条件养护试件抗压强度、抗渗性、电通量等。

本发明实施例提供的高效能混凝土及其制备方法，该高效能混凝土是由下列重量份数比的原料制成的：水泥∶掺合料∶细集料∶粗集料∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114，水泥采用普通硅酸盐水泥，掺合料采用质量等级为I级的粉煤灰，细集料采用水洗砂，粗集料采用规格为(5～10)mm、(10～20)mm的石灰岩碎石，石灰岩碎石中碎石的掺配质量比例为：(10～20)mm碎石占70％，(5-10)mm碎石占30％，外加剂采用型号为KTPCA的聚羧酸盐类减水剂；该高效能混凝土采用聚羧酸类高效减水剂，并通过混凝土配合比的配置和浇筑养护工艺的优化，有效地降低了C50混凝土的水泥用量、提高了C50混凝土早期强度，降低了混凝土标号，减少了水化热引起的混凝土施工裂缝，提高了混凝土的施工质量，不仅节约了资源、缩短了工期，而且为工程的质量提供了保证，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效能混凝土，其特征在于，该高效能混凝土是由下列重量份数比的原料制成的：水泥∶掺合料∶细集料∶粗集料∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114。

2.如权利要求1所述的高效能混凝土，其特征在于，水泥采用普通硅酸盐水泥。

3.如权利要求1所述的高效能混凝土，其特征在于，掺合料采用质量等级为I级的粉煤灰。

4.如权利要求1所述的高效能混凝土，其特征在于，细集料采用水洗砂。

5.如权利要求1所述的高效能混凝土，其特征在于，粗集料采用规格为5mm～10mm、10mm～20mm的石灰岩碎石。

6.如权利要求5所述的高效能混凝土，其特征在于，石灰岩碎石中碎石的掺配质量比例为：10mm～20mm碎石占70％，5mm～10mm碎石占30％。

7.如权利要求1所述的高效能混凝土，其特征在于，外加剂采用型号为KTPCA的聚羧酸盐类减水剂；该高效能混凝土的砂率为37％。

8.如权利要求1所述的高效能混凝土，其特征在于，该高效能混凝土的现场施工方法为：

一、高性能混凝土浇筑的具体方法为：

第一步，浇筑混凝土前，针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇筑方案，包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度；

第二步，检查钢筋保护层垫块的位置、数量及紧固程度，并作重复性检查，构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m²，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内；

第三步，混凝土入模前，应测定混凝土的温度、坍落度和含气量工作性能；只有拌和物性能符合本技术条件要求的混凝土方可入模浇筑；

第四步，混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m；当大于2m时，应采用滑槽、串筒、漏斗器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象；

第五步，混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行，间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝；

第六步，混凝土的一次摊铺厚度小于600mm或400mm，浇筑竖向结构的混凝土前，底部应先浇入50mm～100mm厚的水泥砂浆；

第七步，浇筑大体积混凝土结构前，应根据结构截面尺寸大小预先采取必要的降温防裂措施，如搭设遮阳棚、预设循环冷却水系统；

第八步，新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间的温差不得大于20℃；

第九步，预应力混凝土梁应采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型，每片梁的浇筑时间不宜超过6h～8h，应随机取样制作混凝土强度和弹模试件；

二、高性能混凝土振捣具体方法为：

第一步，混凝土振捣采用插入式高频振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器振捣设备，振捣时不得碰撞模板、钢筋及预埋铁件；

第二步，混凝土振捣应按事先规定的工艺路线和方式进行，应在混凝土浇筑过程中及时将浇筑的混凝土均匀振捣密实，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，不超过30s，避免过振；

第三步，采用插入式高频振捣器振捣混凝土时，采用垂直点振方式振捣，若需变换振捣棒在混凝土拌和物中的水平位置，应首先竖向缓慢将振捣棒拔出，然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在拌和物内平拖，也不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物；

第四步，预应力混凝土梁采用侧振并辅以插入式振捣器振捣；

第五步，在振捣混凝土过程中，应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，以防漏浆，混凝土浇筑完成后，应仔细将混凝土表面压实抹平，抹面时严禁洒水。

9.一种高效能混凝土的制备方法，其特征在于，该高效能混凝土的制备方法包括以下步骤：

步骤一，按照配合比水泥：掺合料∶细集料∶粗集料∶水∶外加剂＝1∶0.143∶1.415∶2.448∶0.37∶0.0114准备材料；

步骤二，先向搅拌机投入细骨料、水泥、粉煤灰、矿粉搅拌30s，再加入外加剂和拌合用水拌和30s，最后加粗骨料进行拌和70s，混凝土总搅拌时间控制在130s。

10.如权利要求书1所述的高效能混凝土的制备方法，其特征在于，混凝土搅拌出机的坍落度控制在160mm～200mm，入模含气量控制在2％～4％，混凝土入模温度控制在10℃～30℃。