1.工程概况
丹东大东港疏港高速项目建成后，对满足大东港日益增长的公路集疏需求、推动东港市及其经济开发区的发展、进一步提升大东港区的辐射和服务能力具有重要作用。本合同段线路全长6.043公里，设置东港枢纽互通立交与鹤大高速公路相接，途径龙潭村、棋盘村、先后上跨东边线、下穿石龙线、上跨东高线及上跨河流新沟渠、二道沟、铁甲干渠。主要桥涵工程分离式立交桥423m/5座、中桥214.4 m/3座、通道桥121.50 m/9道，为提高工程质量，改善混凝土结构耐久性，在丹东大东港疏港高速公路所属桥梁的承台、系梁、墩台、盖梁、预制梁板、桥面铺装、防撞墙等部位，所涉及的混凝土标号为C35、C40、C50，全部采用抗冻耐久水泥混凝土，本文结合实际情况主要简述C50预应力混凝土箱梁的配合比设计。
2.抗冻耐久水泥混凝土原材料选用及质量指标
抗冻耐久水泥混凝土原材料为：水泥、碎石、砂、粉煤灰、矿粉、高性能聚羧酸减水剂、引气剂、拌合用水。
（1）水泥：采用品质稳定、标准稠度低的硅酸盐水泥P.II 52.5R，符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)的有关规定，抗折强度（28d）≥7.0MPa，抗压强度（28d）≥52.5MPa，烧失量≤3.5%，碱含量≤0.60%，氯离子含量≤0.03%，SO3含量≤3.5%，MgO含量≤5.0%，熟料C3A含量≤8.0%，比表面积（m2/kg）300-350，产地：大连。
（2）碎石：选用质地均匀坚硬、粒形良好、级配合理、线胀系数小的石灰石碎石，粒径5-20mm连续级配，压碎值≤20%，含泥量≤0.5%，泥块含量≤0.25%，针、片状颗粒总含量≤7%，吸水率＜2.0%，硫化物及硫酸盐含量≤0.5%，氯离子含量＜0.02%，产地：黄土坎。
（3）砂：选用级配良好、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小、细度模数2.6-3.2的洁净中粗河砂，含泥量≤2.0%，泥块含量≤0.5%，云母含量≤0.5%，轻质物含量≤0.5%，硫化物含量≤0.5%，氯离子含量＜0.02%，产地：大洋河。
（4）粉煤灰：选用品质稳定、来料均匀的I级粉煤灰，细度（45μm筛余）≤12%，氯离子含量≤0.02%，烧失量含量≤3.0%，含水率≤1.0%，需水量比≤100%，SO3含量≤3.0%，产地：丹东华能。
（5）矿粉：选用品质稳定、来料均匀的磨细矿渣粉S95，氯离子含量≤0.06%，烧失量含量≤3.0%，含水率≤1.0%，流动度比≥95%，28d活性指数≥95%，产地：东港。
（6）高性能聚羧酸减水剂、引气剂：选用与水泥、矿物掺合料之间具有良好相容性的聚羧酸减水剂，其质量符合现行国家标准《混凝土外加剂》（GB 8076）的规定。水泥净浆流动度≥240mm，硫酸钠含量≤5.0%，氯离子含量≤0.02%，碱含量（Na2O+0.658K2O）≤10.0%,减水率≥20%，抗压强度（28d）≥120%，对钢筋无锈蚀作用，外加剂的品种和掺量应根据使用要求、施工条件、原材料的变化等通过试验确定，产地：沈阳。
（7）拌合用水：不得采用海水、污水和PH值小于5的酸性水，水中的氯离子含量≤200mg/L,硫酸盐含量≤500mg/L，产地：东港。
3.抗冻耐久水泥混凝土配合比设计
本项目所处环境类别为Ⅱ类，一般冻融环境，结构混凝土耐久性设计的基本要求：
设计文件要求
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3.1混凝土配合比计算
3.1.1、配制强度的确定：根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）混凝土的配制强度采用下式确定：fcu,o≥fcu,k＋1.645σ，σ取值为6.0MPa，则：fcu,o＝50＋1.645×6.0 =59.9MPa。
3.1.2、计算水胶比：设计粉煤灰掺量15%，矿渣粉掺量8%，根据56天抗压龄期分别取影响系数0.85和1.00，回归系数αa=0.53，αb=0.20，水泥28d胶砂抗压强度fce=59.0MPa，水胶比W/B=αafb/（ fcu，o+ αaαbfb）=0.41,取W/B=0.32。
3.1.3、确定用水量：根据混凝土坍落度的要求、外加剂减水率、含气量等经验选定单位用水量：W=153kg。
3.1.4、根据水胶比和规范要求确定胶凝材料及外加剂用量：胶凝材料478kg,其中水泥取368kg，粉煤灰取72kg，掺量为15%，矿渣粉取38kg，掺量8%，外加剂取5.74kg，掺量为1.2%，引气剂掺量0.72，掺量为0.15%。
3.1.5、确定砂率及砂、石用量：粗集料采用5-20mm的连续级配碎石，其中5-10mm占40%，10-20mm占60%，细集料为中砂，水胶比0.32，确定砂率为42%，计算后砂为764kg, 碎石为1055kg。
3.1.6、确定基准配合比：水泥：粉煤灰：矿粉:细集料:粗集料:水：外加剂：引气剂=1:0.20:0.10:2.08:2.87:0.42:0.016:0.002
3.2混凝土总碱含量、氯离子含量计算
原材料
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经计算，该配合比每m3混凝土总碱含量为2.21kg＜3 kg, 每m3混凝土总碱含量占胶凝材料总量的0.049%＜0.06%，符合设计文件要求。
3.3混凝土配合比的试配、调整与确定
混凝土试配应采用强制式搅拌机进行搅拌，试验室拌合物搅拌量为26L，在计算配合比的基础上进行试拌。计算水胶比宜保持不变，应通过调整配合比其他参数使混凝土拌合物性能符合设计和施工要求，然后修正配合比，提出试拌配合比，在试拌配合比的基础上进行混凝土强度试验，绘制强度和胶水比的线性关系图，最后根据调整配合比拌合物的表观密度和实测值进行比较，最终确定调整配合比。
根据试拌混凝土和易性、含气量、凝结时间、28d抗压强度等综合经济等方面考虑，最终选定胶凝材料478 kg/m3，水胶比0.32，配制出力学性能稳定、工作性良好的C50混凝土作为箱梁混凝土试验室配合比。
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4.水泥混凝土耐久性指标
4.1硬化混凝土气泡间距系数
按照TB 10424-2010附录E采用直线导线法检验混凝土的气泡参数，经检测，该配合比混凝土试件的气泡间距系数为208um＜300um，符合设计文件要求。
4.2混凝土抗氯离子渗透试验检测
按照GB/T 50082-2009采用快速氯离子迁移系数法检验混凝土抗氯离子渗透试验，经检测，该配合比混凝土试件的28d龄期氯离子迁移系数为3.2×10-12m2/s＜7×10-12m2/s，符合设文件要求。
4.1硬化混凝土抗冻试验
按照JTG E30-2005(T 0565-2005)采用快冻法检测硬化后混凝土抗冻性能，经检测，该配合比混凝土耐久性指数为86.5%＞80%，符合设计文件要求。
5.抗冻耐久性混凝土质量控制要点
5.1施工前的质量控制
施工前的质量控制主要包括对混凝土原材料和各种组成材料的质量检验和控制以及对拌合设备性能的检测。在保证原材料质量合格的前提下，应根据材料质量的波动情况，及时调整施工配合比，以保证混凝土的质量。应重点控制的关键性技术指标有：水泥的比表面积及铝酸三钙含量；聚羧酸高性能减水剂的减水率与水泥的适应性、含气量；引气剂的产品性能及引气效果；粗集料的压碎值、级配，含泥量；细集料级配及有害物质含量；外掺料（粉煤灰、矿渣粉）的细度和烧失量等。
5.2施工过程中的质量控制
施工过程中的质量控制包括对混凝土组成材料的外观及配料、试拌情况的检查和试验，对混凝土的和易性、坍落度、含气量等工作性能的检验，每盘原材料计量误差，以及每天混凝土试拌前砂、碎石的含水率，及时调整施工配合比。
5.3施工后的质量控制
耐久性混凝土必须加强保湿养护，对混凝土的养护过程作详细记录，对有代表性的结构进行温度监控，测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等参数，并根据混凝土的温度和环境参数的变化情况及时调整养护措施，严格控制混凝土的内外温差满足要求，养护用水与混凝土表面温度差不得大于15℃。混凝土浇筑完成后，应随时检查模板稳定性、养护保湿措施、养护温度控制等满足质量控制要求。
6.结束语
遵循"采用较低的水胶比和适宜的矿物掺合料用量"的配制原则,通过试验选用具有较高活性的矿物掺合料、较高实测强度的水泥,以478kg/m3的胶凝材料总量,0.32的水胶比,配制出力学性能稳定、工作性和耐久性优良的后张法预应力混凝土箱梁C50抗冻耐久混凝土。经试验检测证明，该抗冻耐久水泥混凝土具有流动性好、和易性好、坍落度损失小等优点，易于施工，外观美观、光滑、气泡少，不容易出现蜂窝和麻面，并具有较高的经济价值，具有良好的应用前景和推广价值。
参考文献：
[1]于百刚,宋宪辉,孙礼珍.辽宁省高速公路桥梁抗冻耐久水泥混凝土技术指标探析[J].北方交通,2017(04):5-7.