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        MRT-3膨脹劑在C50鋼纖維混凝土橋面鋪裝中的應(yīng)用

        2013-08-15 00:51:18梁曉曄
        山西建筑 2013年12期
        關(guān)鍵詞:膨脹劑抗?jié)B鋼纖維

        梁曉曄

        (山西省公路局長(zhǎng)治分局,山西長(zhǎng)治 046000)

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高,高等級(jí)公路建設(shè)的技術(shù)水平突飛猛進(jìn),各種各樣的橋梁處處可見(jiàn)。橋梁面積占道路面積的比重越來(lái)越大,橋面鋪裝的使用功能尤為重要,橋面鋪裝的質(zhì)量?jī)?yōu)劣,直接關(guān)系到承載車輪荷載的能力,對(duì)保護(hù)混凝土橋面板及主梁,防止混凝土及鋼筋的銹蝕,提高行車的舒適度,增加橋梁的美觀度,都起著極其重要的作用。

        據(jù)對(duì)已建橋梁結(jié)構(gòu)病害的統(tǒng)計(jì),水是引起其破壞的關(guān)鍵因素。原理顯而易見(jiàn),由于車輛的荷載、現(xiàn)場(chǎng)施工工藝水平、混凝土原材料指標(biāo)性能及溫度、氣候等變化均可引起混凝土的膨脹或收縮,會(huì)產(chǎn)生細(xì)微裂縫而引起橋面滲水或漏水,致使鋼筋銹蝕,最終影響橋梁的耐久性、安全性。因此橋面鋪裝的質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越受到廣大工程界的關(guān)注。

        1 工程概況

        朔州環(huán)線西南段高速公路鋪上大橋,接山陰至平魯高速公路樞紐互通立交設(shè)計(jì)起點(diǎn)XZK1+846.5。橋梁全長(zhǎng)543 m,右前角90°,上部結(jié)構(gòu)采用18孔30 m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、肋板臺(tái),鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。全橋平面位于R=1 133.618 m的圓曲線(左轉(zhuǎn))上,墩臺(tái)徑向布置。由于本橋縱坡和橫坡均較大,故在6號(hào)、10號(hào)、15號(hào)橋墩處采用墩梁固結(jié)形式。設(shè)計(jì)荷載為公路—Ⅰ級(jí),橋面凈寬11.75 m。

        橋面鋪裝采用10 cm C50鋼纖維防水混凝土+10 cm瀝青混凝土。在防水混凝土和瀝青混凝土之間設(shè)SJC-FⅡ型橋面防水涂料層。橋面鋪裝共12 760.5 m2,鋼纖維摻入量為60 kg/m3。

        2 技術(shù)方案的選定

        10 cm鋼纖維防水混凝土雖然加入了部分鋼纖維,能夠起到一定的抗裂效果,但該橋所處彎道,縱橫坡都比較大,常年有大風(fēng),水分蒸發(fā)極快。而橋面鋪裝混凝土的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、水化熱反應(yīng)快、面積大、沒(méi)有工作縫等。本橋面鋪裝混凝土采用泵送工藝施工,混凝土坍落度大,在施工過(guò)程中若不能保持混凝土濕潤(rùn),極易發(fā)生混凝土大面積裂縫的現(xiàn)象,在公路通車后,裂縫反射到路面上,造成滲水、起皮等一系列病害導(dǎo)致工程返修的可能性很大。

        為防止本橋面鋪裝混凝土發(fā)生大面積裂縫,降低工程返修率,我部在橋面鋪裝混凝土層中用MRT-3微膨脹劑替代部分水泥,減少了混凝土的干縮裂縫,增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的抗阻裂能力,從而滿足橋面鋪裝對(duì)韌性、抗裂性能的需要。

        3 試驗(yàn)

        為保證C50鋼纖維混凝土性能改良試驗(yàn)順利完成,我部成立了課題小組,通過(guò)查閱資料,進(jìn)行多番試驗(yàn)對(duì)比、匯總分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合工程成本費(fèi)用計(jì)算,綜合研究討論,經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可后,最終確定了相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

        3.1 原材料及其作用

        水泥:采用冀東水泥廠生產(chǎn)的P.O52.5水泥。

        粉煤灰:采用朔州電廠Ⅰ級(jí)粉煤灰。

        外加劑:采用黃河HJSX-A聚羧酸減水劑,以提高水泥混凝土的施工和易性、可塑性,降低水灰比,減少孔隙率,增加混凝土的密實(shí)性,從而最終提高混凝土的抗?jié)B性。

        粗集料:采用當(dāng)?shù)厥規(guī)r碎石,5 mm~25 mm連續(xù)級(jí)配,以提高混凝土的致密性。

        細(xì)集料:采用奇村中粗河砂,細(xì)度模數(shù)2.8。

        膨脹劑:采用黃河MRT-3膨脹劑配制成不透水混凝土,靠材料自身的密實(shí)性、防潮性來(lái)提高防水性;同時(shí),靠自身的膨脹性補(bǔ)償混凝土的干縮變形,有效消除混凝土的裂縫。

        鋼纖維:采用鄭州禹建,摻入纖維后,經(jīng)均勻拌和,混凝土中的纖維縱橫交錯(cuò),增強(qiáng)混凝土的內(nèi)部粘結(jié),起到“加筋”的作用,提高混凝土的韌性和延展性,減少混凝土的收縮率,減少微細(xì)裂縫的發(fā)生,有效增強(qiáng)混凝土的抗裂性,提高混凝土的抗?jié)B性。

        3.2 配合比

        試驗(yàn)人員根據(jù)不同的膨脹劑用量,在普通混凝土配合比的基礎(chǔ)上分別按水泥用量的10%,12%,14%,16%摻入MRT-3膨脹劑,最后確定在膨脹劑摻入12%時(shí),C50鋼纖維防水混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性及其他性能和經(jīng)濟(jì)效果最好。

        4 施工工序

        梁板在上部現(xiàn)澆工程及體系轉(zhuǎn)換完成后,對(duì)梁板混凝土進(jìn)行鑿毛、清洗,用高壓水槍將梁板沖凈,做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作。在鋪筑橋面混凝土前,保證梁板混凝土表面的濕潤(rùn)度。施工采用三輥軸攤鋪工藝、平板振搗器振搗,嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行施工,振搗完成后進(jìn)行混凝土抹面,在混凝土初凝后再進(jìn)行二次收面并拉毛,拉毛完成后用塑料薄膜覆蓋進(jìn)行養(yǎng)生,養(yǎng)生最少7 d。

        5 現(xiàn)場(chǎng)控制

        5.1 選擇合理的施工時(shí)間

        由于該橋所處彎道,縱橫坡都比較大,常年有大風(fēng),水分蒸發(fā)極快,而橋面混凝土鋪裝時(shí),施工面積大,收面要求嚴(yán)格、時(shí)間長(zhǎng),容易受高溫烈日、大風(fēng)等天氣影響到施工質(zhì)量,故我部避開大風(fēng)天氣,最終選擇在夜間風(fēng)小的時(shí)間施工,以減免表面裂縫的發(fā)生。

        5.2 嚴(yán)格控制混凝土的拌和

        混凝土的拌和應(yīng)嚴(yán)格控制好配合比,計(jì)量精確。在拌和過(guò)程中要嚴(yán)格控制水泥及外加劑的用量,先對(duì)骨料進(jìn)行一次干拌,然后加入外加劑、鋼纖維和水再進(jìn)行拌和,總拌和時(shí)間不得小于270 s。生產(chǎn)出來(lái)的混凝土坍落度控制在160 mm~180 mm之間,鋼纖維分布均勻,和易性良好,無(wú)泌水現(xiàn)象。

        5.3 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)生

        混凝土在澆筑完成后的養(yǎng)生問(wèn)題對(duì)混凝土的質(zhì)量影響也很重要,因?yàn)榛炷羶?nèi)摻入粉煤灰,若混凝土不能及時(shí)養(yǎng)護(hù),強(qiáng)度發(fā)展很慢,早期強(qiáng)度低,很容易引起混凝土的塑性裂縫。再加上膨脹劑等外加劑,對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)要求也很高,稍有不慎,就可能產(chǎn)生裂縫。

        6 結(jié)語(yǔ)

        1)經(jīng)過(guò)工程實(shí)例對(duì)比,摻入MRT-3膨脹劑的鋼纖維混凝土,能夠有效防止裂縫產(chǎn)生,外觀質(zhì)量較好,性能優(yōu)于普通鋼纖維混凝土,能夠產(chǎn)生良好的防裂抗?jié)B功能。

        2)由于摻入MRT-3膨脹劑后,混凝土水泥用量減少,但混凝土的強(qiáng)度并未明顯降低,且由于水泥用量減少,混凝土的水化反應(yīng)強(qiáng)度也較為降低,而經(jīng)濟(jì)成本并未增加。

        因此摻入MRT-3膨脹劑后的鋼纖維混凝土各項(xiàng)性能優(yōu)于普通鋼纖維混凝土,而且能夠大大地提升混凝土的抗裂和抗?jié)B性能等。由于摻入膨脹劑后的鋼纖維混凝土的性能較好,對(duì)原材料和配合比的試驗(yàn)要求精度高,現(xiàn)場(chǎng)拌和和養(yǎng)護(hù)要求嚴(yán)格,所以需要較高的施工水平和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)作為保障。

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