高寒地區混凝土配合比設計及應用

尹起亮，溫國梁，白梅榮

（山東省水利勘測設計院，山東濟南 250013）

經驗交流

高寒地區混凝土配合比設計及應用

尹起亮，溫國梁，白梅榮

（山東省水利勘測設計院，山東濟南 250013）

晝夜溫差大的高寒地區，由于自然條件惡劣，對混凝土的抗凍融性提出了較高要求。為了配制出滿足要求的混凝土，在進行混凝土配合比設計時通過摻加高效引氣減水劑、降低水灰比等，提高混凝土的密實性和引入一定量的有益氣泡，從而達到增強混凝土抗凍性的目的。

混凝土；抗凍性；配合比

1 前言

日喀則地區位于我國西南邊陲，平均海拔4 000 m以上，日平均氣溫低、溫差大，惡劣的氣候條件對混凝土的耐久性能提出更高的要求。對高寒地區來說，混凝土的耐久性主要指混凝土抵御凍融破壞的能力。溫度由正溫到負溫反復變化，再加上干濕交替變化，混凝土就會發生凍融破壞，溫度變幅越大，正負變化越頻繁，凍融破壞越厲害。因此，對該地區的工程混凝土進行配合比設計時要充分考慮高抗凍性，一般應達到300次凍融循環以上，以此為出發點，進行了配合比試驗研究。

2 原材料檢測

為了配制出滿足要求的混凝土，首先對原材料進行優選。充分考慮各種材料的產地、質地、價格、運距、產量等因素，對比較理想的原材料取樣，根據相應的標準進行試驗檢測。

2.1 水泥

選用西藏某廠家P.O42.5級水泥，根據通用硅酸鹽水泥GB 175—2007標準要求，對水泥比表面積、凝結時間、安定性、標準稠度用水量、膠砂強度等參數進行檢測，檢測結果見表1。

表1 水泥物理力學指標檢測結果

水泥是影響混凝土強度、抗凍性、抗滲性和抗侵蝕性等特性的主要材料。

2.2 粗骨料

粗骨料為薩迦縣雄瑪鄉生產的碎石，粒徑為5～20mm、20～40mm，對粗骨料的表觀密度、含泥量、泥塊含量、針片狀顆粒含量、超遜徑顆粒含量等參數，依據水工混凝土試驗規程SL 352—2006進行檢測，檢測結果見表2。

表2 粗骨料檢測結果

2.3 細骨料

細骨料為薩迦縣雄瑪鄉產的天然砂，對細骨料的表觀密度、堆積密度、泥塊含量、含泥量、空隙率、細度模數等參數，依據水工混凝土試驗規程SL 352—2006進行檢測，檢測結果詳見表3。

表3 細骨料質量檢測結果

2.4 外加劑

外加劑為西藏某公司生產的引氣減水劑，型號為SJ-1，建議摻量為1.0%。對外加劑的減水率、泌水率比、含氣量、凝結時間之差、抗壓強度比等參數，依據混凝土外加劑GB 8076—2008進行檢測，檢測結果詳見表4。

表4 外加劑質量檢測結果

經過檢測，以上選用的各種原材均滿足相應規范、規程要求，可以用于該混凝土的配制。

3 抗凍性能試驗

混凝土抗凍性能即混凝土抵御凍融破壞的能力，或混凝土在飽水狀態下，經受多次凍融循環作用，保持強度和外觀完整性的能力，是混凝土耐久性最重要的指標之一。硬化混凝土因凍融循環而劣化與混凝土本身復雜的微觀結構有關。一般認為，處于飽水狀態下的混凝土中的毛細管在冰結溫度時存在結冰水和過冷水，結冰的水產生體積膨脹及過冷的水發生遷移，形成各種內壓，使混凝土結構內部因脹力而損傷，在多次凍融循環作用后，損傷逐步加劇，最終導致混凝土結構開裂和散裂。水膠比的降低，水化產物的增加，孔結構的改善，都將使砼的密實性增加，從而使砼的抗凍性得到提高。

進行抗凍性試驗的混凝土配合比見表5，水灰比調整0.03，砂率相應增減1%。

表5 混凝土配比表

A、B、C三組配合比經拌制測得坍落度、含氣量分別為：220mm、5.0，195mm、4.3，165mm、3.7。在標準條件下養護28 d后，測得抗壓強度值分別為36.7 MPa、45.1 MPa、49.5 MPa,故選用水灰比為0.38的B組混凝土配合比進行抗凍試驗，循環次數為4.3，結果見表6。由表6可以看出，該配合比滿足設計要求。

表6 混凝土的抗凍能力試驗%

4 幾點建議

1）嚴把質量關，對進場的原材料按規范、規程要求進行全面檢測。

2）混凝土拌和時，原材料計量偏差應嚴格控制在規范允許偏差之內，水泥±1%，砂石骨料±2%，外加劑±1%。

3）加強養護。要澆制出優質的混凝土產品，就必須加強養護，尤其是摻用高摻量混凝土外加劑時，更應加強混凝土的養護。精心養護不僅可保證混凝土耐久性，還可以防止表面的水分散失，不產生塑性收縮和裂縫。

4）含氣量的大小與混凝土經受抗凍融循環的能力密切相關，含氣量越大混凝土抗凍融能力越強。但是，每增加1%的含氣量，保持水泥用量和水灰比不變時，混凝土28 d抗壓強度下降4%左右，因此，含氣量并不是越高越好。

圖1 液壓系統改進設計

此改進設計已經應用于生產中，應用表明，兩液壓缸同步效果良好，有利于鋼鐵平面燒結生產線的順利生產，降低了生產成本。

［1］周士昌，曹鑫銘.液壓系統設計圖集［M］.北京：機械工業出版社，2003.

［2］雷天覺，楊爾莊，李壽剛.新編液壓工程手冊［M］.北京：北京理工大學出版社，1998.

［3］陳啟松，余魯五.液壓傳動與控制手冊［M］.上海：上海科學技術出版社，2003.

TU528

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1004-4620（2014）04-0080-02

2014-06-10

尹起亮，男，1963年生，2006年畢業于河海大學水利工程專業，工程碩士。現為山東省水利勘測設計院副院長，研究員，從事水利水電工程技術與管理工作。