摘要: 蕪湖臨江橋是橫跨青弋江、貫通蕪湖市南北的重要交通樞紐之一, 其設(shè)計為獨(dú)塔單索面連續(xù)梁斜拉橋。文章重點(diǎn)論述了C50 混凝土在原材料選擇、配合比設(shè)計及生產(chǎn)應(yīng)用中應(yīng)注意的要點(diǎn), 以供參考。
關(guān)健詞: 原材料選擇; 配合比確定; 泵送混凝土
中圖分類號: U448.27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B 文章編號: 1007- 7359(2008)01- 0041- 02
1 工程概況
矗立于長江、青弋江兩江交匯處的臨江橋主塔高72.5m,是橋梁的主要受力構(gòu)件之一, 設(shè)計采用C50 混凝土。施工時對混凝土的質(zhì)量要求是: 硬化后28d 齡期強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn), 新拌混凝土和易性、粘聚性必須滿足三一重工牌HBC- 90型泵車在最大垂直高度75m 時的泵送施工要求。由于較高強(qiáng)度等級、較低水膠比導(dǎo)致混凝土粘性增大, 加之橋塔的相對高度, 決定了混凝土配制和施工上具有一定難度, 同時經(jīng)濟(jì)性也是混凝土設(shè)計時要考慮的因素之一。
2 選材
原材料質(zhì)量是決定混凝土質(zhì)量的根本因素。要配制C50 級以上混凝土, 必須有優(yōu)質(zhì)的原材料作保障。膠結(jié)材的選擇、集料強(qiáng)度及級配、外加劑品種及性能等均會影響到硬化后混凝土的質(zhì)量及新拌混凝土的施工性能, 我們結(jié)合市場資源, 優(yōu)選出以下各種原材料。各種材料的檢測試驗(yàn)結(jié)果見表1~ 表6 所示。
2.1 膠結(jié)材
采用某水泥廠海螺牌P.O42.5 級水泥, 經(jīng)長期使用, 確認(rèn)該品牌水泥質(zhì)量較為穩(wěn)定, 強(qiáng)度波動不大; 礦渣微粉選定某水泥公司產(chǎn)S95 礦粉, 細(xì)度為420m/kg;粉煤灰則使用蕪湖發(fā)電廠Ⅱ級粉煤灰, 細(xì)度接近等級下限, 0.045mm 篩余量為24.2%。
2.2 集料
細(xì)集料采用長江Ⅱ區(qū)中砂, 細(xì)度模數(shù)2.7, 含泥量1.1%, 泥塊含量0.3%; 粗集料選定繁昌某礦反擊式破碎工藝石灰?guī)r碎石, 級配為5mm~31.5mm,針片狀顆粒含量4.8%, 壓碎指標(biāo)為9.4%。
2.3 外加劑
外加劑使用江蘇某公司產(chǎn)JM- Ⅷ型緩凝、高效減水劑, 具有減水效果好、塌損小、增強(qiáng)顯著等特點(diǎn)。
3 配合比設(shè)計
3.1 試配強(qiáng)度
生產(chǎn)控制水平按標(biāo)準(zhǔn)差σ=6MPa 計, fcu,o=fcu,k+1.64σ=50+1.645×6=60MPa
3.2 水灰比的確定
設(shè)計時水泥富余強(qiáng)度不予考慮, 取γc=1.0; C50 混凝土基準(zhǔn)水灰比經(jīng)計算為0.32; 取W/C=0.30、0.32、0.34 三個水灰比進(jìn)行試拌, 以確定最佳水灰比。
3.3 用水量的確定
根據(jù)骨料粒徑, 高效減水劑減水率和塌落度控制值180±30mm 考慮, 用水量控制在160kg/m3～165 kg/m3。
3.4 砂率
根據(jù)砂子粒徑、膠結(jié)材用量、塌落度控制值等, 砂率選定為0.34～0.36。
3.5 砂、石用量
按假定密度2450kg/m3 計算。
4 試拌調(diào)整
根據(jù)計算配合比, 各取二個齡期的試件用料進(jìn)行試拌, 觀察和實(shí)測拌和物粘聚性、保水性及塌落度值, 如與設(shè)計要求不符, 相應(yīng)增減水泥漿量( 水灰比不變) 進(jìn)行調(diào)整, 并測定0min、30min、60min 時的塌落度值, 同時測定拌和物密度及成型強(qiáng)度試件。
5 確定配合比
按《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》(JGJ55- 2000)相關(guān)規(guī)定, 據(jù)測定的拌和物密度與計算密度值, 需要時對配合比進(jìn)行調(diào)整。配合比確定后由施工單位報監(jiān)理進(jìn)行平行試驗(yàn), 本室據(jù)此配比再進(jìn)行5 次重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn), 確認(rèn)其和易性、強(qiáng)度及施工性均能滿足工程要求, 且經(jīng)濟(jì)上較為合理?；炷羺⒖寂浜媳纫姳?。
注: 根據(jù)試配及驗(yàn)證情況, 試驗(yàn)配合比最終選為編號2, 其中粉煤灰膠凝系數(shù)取2.0, 實(shí)際膠凝材料用量為500 kg/m3 。
6 施工應(yīng)用
自2006 年10 月31 日至2007 年7 月3 日, 現(xiàn)場進(jìn)行了17 次澆注。此間最高氣溫32℃, 泵車最大泵壓20MPa, 泵送過程均順利穩(wěn)定。施工期間, 我們注重對每批進(jìn)場材料的質(zhì)量控制, 確保原材料質(zhì)量合格; 生產(chǎn)過程中加強(qiáng)對各環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)控, 現(xiàn)場跟蹤技術(shù)服務(wù); 又由于施工方中鐵四局二公司按規(guī)范要求澆搗和養(yǎng)護(hù), 致使結(jié)構(gòu)混凝土一次通過驗(yàn)收, 工程質(zhì)量符合設(shè)計要求。經(jīng)對出廠檢驗(yàn)所取30 組試件強(qiáng)度數(shù)理統(tǒng)計, 各參數(shù)為: N=30、mfcu=64.1MPa、fcu,min=54.4MPa、σ=4.5MPa、Cv=7%, 混凝土全部處于受控狀態(tài)。按現(xiàn)行GB107 標(biāo)準(zhǔn)評定, 生產(chǎn)質(zhì)量合格, 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠。
7 小結(jié)
?、倥渲艭50 級混凝土, 采用普通硅酸鹽水泥, 28d 抗壓強(qiáng)度不小于42.5 MPa, 質(zhì)量要求勻質(zhì)、穩(wěn)定且與外加劑有良好的適應(yīng)性。
?、跒槭够炷辆哂幸?guī)定的強(qiáng)度保證率和滿足泵送施工要求, 應(yīng)使用足夠的膠凝材料; 為盡量減少混凝土水化熱、降低干縮、利于泵送, 可摻加復(fù)合礦粉、粉煤灰技術(shù)。礦物摻合料取代水泥率要符合相關(guān)規(guī)定, 并經(jīng)試驗(yàn)確定。
③宜選用減水率大、緩凝、保塑、與水泥相容性好的高效減水劑, 使混凝土具有良好的流動性, 以利于粘度大、泵程高的混凝土泵送施工。
?、艽旨?xì)集料的品質(zhì)是混凝土力學(xué)性能的主要影響因素之一, 尤其是細(xì)集料材質(zhì)的好壞, 對C50 級混凝土拌合物的和易性的影響比粗集料大; 粗集料最大粒徑不超過31.5mm 時才能提高混凝土的勻質(zhì)性, 避免粗顆粒周圍應(yīng)力集中而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降。以上每批原材料進(jìn)場時, 都要嚴(yán)格把關(guān), 保證質(zhì)量合格。
?、菀⒅貙炷辽a(chǎn)全過程的質(zhì)量控制, 試驗(yàn)、磅站、攪拌樓操作等人員輸入配合比, 應(yīng)適時對質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控, 要準(zhǔn)確測定骨料含水、增加塌落度抽測頻率, 尤其是陰雨天氣; 操作工要精心把握好攪拌這一關(guān)鍵工序, 認(rèn)真觀察拌和物狀態(tài), 適時調(diào)整攪拌及出料時間等參數(shù), 以拌制出塌落度適宜的混凝土;生產(chǎn)調(diào)度要合理運(yùn)籌, 根據(jù)現(xiàn)場情況妥善安排出車間隔, 避免混凝土在工地滯留時間過長造成塌落度損失, 確保入模時的混凝土塌落度; 嚴(yán)禁非配合比用水進(jìn)入混凝土中, 運(yùn)輸車司機(jī)必須待罐內(nèi)積水傾倒干凈后裝料; 泵工布管要盡量減少使用彎頭, 有效降低混凝土泵送距離, 嚴(yán)格按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程進(jìn)行操作,順利實(shí)現(xiàn)混凝土穩(wěn)定泵送。
?、抟J(rèn)真做好與施工單位的協(xié)調(diào)、溝通及配合工作。合格的混凝土拌和物并不一定意味著成型后的混凝土質(zhì)量一定合格, 混凝土泵送布料到位后, 更需要施工單位按規(guī)范要求振搗施工和養(yǎng)護(hù), 以確保澆筑質(zhì)量。
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