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        預(yù)制T梁混凝土表面氣泡成因分析及處理方式

        2021-01-07 03:21:37
        黑龍江交通科技 2021年4期
        關(guān)鍵詞:振動(dòng)器脫模劑氣泡

        鄭 勇

        (上海建工集團(tuán)股份有限公司,上海 200080)

        0 引 言

        預(yù)應(yīng)力T梁在我國(guó)目前廣泛運(yùn)用于鐵路、公路等橋梁施工中,屬于一種上跨結(jié)構(gòu)梁型。在多年施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn),其腹板及馬蹄面氣泡過(guò)多且容易產(chǎn)生孔洞,是一項(xiàng)難以根除的質(zhì)量通病,缺陷比例占50%以上。解決腹板及馬蹄面氣泡及空洞過(guò)多問(wèn)題,成為T(mén)梁預(yù)制過(guò)程中質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在。

        正在建設(shè)中的環(huán)天府新區(qū)快速通道起于眉山市西南,途經(jīng)眉山市彭山區(qū)、仁壽縣,止于是簡(jiǎn)陽(yáng)市三岔湖旅游環(huán)線(xiàn),線(xiàn)路全長(zhǎng)48.512 km。全線(xiàn)共有大小橋梁30余座,其中25 m T梁50片,30 m T梁約1 288片、40 m T梁1 943片,混凝土強(qiáng)度C50。

        1 問(wèn)題的提出

        1.1 現(xiàn)狀調(diào)查

        通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目二工區(qū)梁場(chǎng)2019年3月1日至2019年3月20日期間澆筑的30片T梁現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn),30片T梁梁體表面存在大量氣泡,特別是在T梁馬蹄部位存在大量氣泡,不但嚴(yán)重影響混凝土的外觀(guān)質(zhì)量,同時(shí)對(duì)T梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性也產(chǎn)生一定影響。

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)論顯示,T梁混凝土表面氣泡平均值達(dá)到88個(gè)/m2,個(gè)別T梁表面氣泡甚至達(dá)到100個(gè)/m2以上。當(dāng)混凝土表面氣泡數(shù)達(dá)到一定規(guī)模后,將會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度:因此需要找出T梁混凝土氣泡產(chǎn)生的原因,通過(guò)一定技術(shù)措施減少混凝土表面氣泡含量。

        1.2 原因分析

        (1)混凝土自身原因

        ①集料本身原因

        T梁生產(chǎn)所用的粗骨料為5~10 mm,10~20 mm的二級(jí)級(jí)配碎石,細(xì)骨料采用的是細(xì)度模數(shù)為2.6~3.0的硬質(zhì)潔凈機(jī)制砂。如果存在以下問(wèn)題將導(dǎo)致粗骨料中的空隙未被細(xì)骨料完全填充,產(chǎn)生氣泡。

        a骨料本身級(jí)配不合理;b配合比中粗骨料偏多;c碎石針片狀顆粒含量過(guò)多;d配合比中砂率過(guò)小。E集料含泥量偏大。

        ②水泥化學(xué)成分的影響

        熱水泥,即指從水泥生產(chǎn)出來(lái)至使用時(shí)的時(shí)間不夠長(zhǎng),其化學(xué)成分的穩(wěn)定性不夠,產(chǎn)生較多的氣泡;熱水泥的另一項(xiàng)危害是減弱混凝上的保水性,造成混凝土的離析分層同題。

        ③外加劑的原因

        為了保證混凝土工作性能,通常會(huì)在混凝土中摻加一定劑量的減水劑或是引氣劑。大多數(shù)外加劑屬于陰離子表面活性劑,有木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽聚羧酸鹽系高效減水劑等。加入混凝土拌合物后對(duì)水泥顆粒有分散作用,能改善其工作性,減少單位用水量,改善混凝土拌合物的流動(dòng)性;同時(shí)也減少單位水泥用量,節(jié)約水泥。

        由于外加劑的親水基極性很強(qiáng),因此水泥顆粒表面的外加劑吸附膜能與水分子形成一層穩(wěn)定的溶劑化水氣膜,這層水膜具有很好的潤(rùn)滑作用。同時(shí)由于混凝土不充分振搗,水氣膜易形成連通性較大的氣泡。再加上引氣劑的作用,易造成氣泡吸附于模板表面而產(chǎn)生氣泡。

        ④水膠比的原因

        在施工過(guò)程中,為加快模板的周轉(zhuǎn),提高T梁的脫模強(qiáng)度,常減少混凝土中水的用量,但水灰比過(guò)小會(huì)造成混凝土流動(dòng)性差,振搗不密實(shí),易出現(xiàn)氣泡、蜂窩、麻面等外觀(guān)質(zhì)量問(wèn)題。

        ⑤混凝土和易性的影響

        a水泥漿越多,流動(dòng)性越大,振搗更加密實(shí),外觀(guān)缺陷越少,但強(qiáng)度將受影響。反之強(qiáng)度越高,但振搗困難,易出現(xiàn)氣泡等外觀(guān)缺陷。

        b保水性差會(huì)導(dǎo)致混凝土水分與骨料層、砂漿層分離,造成混凝土疏松,分層。

        ⑥攪拌時(shí)間

        攪拌時(shí)間是混凝土生產(chǎn)過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié),如果攪拌時(shí)間太短,易造成混凝土攪拌不均勻,混凝土中各組分之間產(chǎn)生不均勻反應(yīng),易造成氣泡不均勻聚集,使氣泡不易排出。而混凝土攪拌時(shí)間也不易過(guò)長(zhǎng),如果攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng),混凝土與空氣接觸易產(chǎn)生跟過(guò)氣泡。因此應(yīng)依據(jù)規(guī)范及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定合理攪拌時(shí)間。

        (2)混凝土施工工藝原因

        ①脫模劑粘度過(guò)大影響

        模板上的脫模劑粘度過(guò)高,吸附模板表面氣泡,造成氣泡難以上浮排除。

        ②混凝土澆筑方式影響

        在澆筑過(guò)程中,以下錯(cuò)誤的操作將造成氣泡、分層、不密實(shí)等外觀(guān)缺陷。

        a由于馬蹄面預(yù)應(yīng)力管道及鋼筋過(guò)密,部分混凝土不易落下,水泥漿流失造成氣泡、分層、不密實(shí)等外觀(guān)缺陷。

        b從一端向另一端澆筑主梁時(shí),水泥漿向前流失,造成氣泡分層、不密實(shí)等外觀(guān)缺陷。

        c水平分層澆筑時(shí),分層厚度如果過(guò)大,造成振搗與氣泡排出困難。

        ③附著式振搗器振搗的影響

        a附著式振動(dòng)器損壞或振動(dòng)能力不匹配,造成振動(dòng)力不足,將造成混凝土振動(dòng)不密實(shí),氣泡排出不徹底,特別是厚度最大的下翼緣部位、馬蹄面部位。

        b附著式振動(dòng)器振搗持續(xù)時(shí)間及頻率不合理,使混凝土振搗不到位,造成混凝土振動(dòng)不密實(shí),氣泡排出不徹底,以下翼緣部位、馬蹄面部位為主。

        2 T梁混凝土表面氣泡的防治措施

        2.1 做好混凝土質(zhì)量控制

        (1)做好原材料的進(jìn)場(chǎng)復(fù)檢,級(jí)配不滿(mǎn)足要求骨料嚴(yán)禁使用,針片狀含量超標(biāo)的骨料不得使用,集料的含泥量應(yīng)控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)。

        (2)出窯后存放時(shí)間過(guò)短的水泥(熱水泥)性能不穩(wěn)定,水化熱大,安定性差,入場(chǎng)后至少存放3 d以上方可使用,條件允許的情況下,存放7 d以上再使用。

        (3)優(yōu)化配合比,按規(guī)定的時(shí)間和精度拌制混凝土,按配合比設(shè)計(jì)的坍落度檢査用水量,檢査混凝土的和易性,保證混凝土質(zhì)量。

        (4)減水劑中添加一定劑量的消泡劑,降低混凝土氣泡含量。

        (5)嚴(yán)格控制混合料有效拌和時(shí)間,確保拌和時(shí)間不小于90 s。

        (6)對(duì)于脫模劑的選擇,盡量不要采用黏性較大的油性脫模劑,應(yīng)采用黏性小的水性脫模劑,以減少氣泡吸附于模板。

        2.2 施工工藝控制

        (1)澆筑梁體混凝土?xí)r,嚴(yán)格控制分層高度。第一次分層高度控制在低于馬蹄倒模上角5~10 cm?;炷翝仓捎眯毕蚍侄?、水平分層、循序漸進(jìn),一次澆筑完畢的澆筑方式,分層厚度不得大于30 cm,每層混凝土待振動(dòng)密實(shí)后再澆筑下一層。

        (2)插入式振搗一般垂直振搗,也可斜向插入,操作時(shí)應(yīng)遵循“快插慢拔”;混凝土分層澆筑時(shí),每層混凝土的厚度不超過(guò)振動(dòng)棒棒長(zhǎng)的1.25倍,一般控制在500 mm以?xún)?nèi);每一點(diǎn)的振動(dòng)延續(xù)時(shí)間宜為20~30 s,以混凝土停止下沉、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿為度;插入式振動(dòng)器的移位間距應(yīng)不超過(guò)振動(dòng)器作用半徑的1.5倍,于側(cè)模應(yīng)保持50~100 mm的距離,且插入下層混凝土中的深度宜為50~100 mm。

        (3)合理控制附著式振動(dòng)器振動(dòng)時(shí)間及次數(shù):由施工技術(shù)人員對(duì)附著式高頻振動(dòng)器振動(dòng)時(shí)間與T梁氣泡數(shù)量對(duì)比統(tǒng)計(jì)確定:振動(dòng)時(shí)間控制在50 s時(shí),混凝土腹板面出現(xiàn)輕微的水波紋狀云斑,氣泡數(shù)量減少,但是,隨著振動(dòng)時(shí)間的加長(zhǎng),云斑趨于嚴(yán)重。根據(jù)不同的高頻附著式振動(dòng)器振動(dòng)時(shí)間和氣泡數(shù)量最終確定振動(dòng)時(shí)間控制在30~45 s。同時(shí)根據(jù)分層分段確定開(kāi)啟附著式振動(dòng)器次數(shù)。

        3 改進(jìn)效果

        通過(guò)采用上述改進(jìn)措施完成后,對(duì)2019年4月1日~30日期間生產(chǎn)的45片T梁表面氣泡進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果表面T梁梁體表面氣泡平均個(gè)數(shù)由原來(lái)的88 m2降至17 m2。

        4 結(jié) 論

        T梁外觀(guān)質(zhì)量的重要性越來(lái)越突出,已成為橋梁施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵。本文通過(guò)對(duì)T梁馬蹄面氣泡的產(chǎn)生原因進(jìn)行了初步的分析,并提出相應(yīng)的解決思路和辦法,主要措施包括。

        (1)做好原材料的進(jìn)場(chǎng)控制(集料、水泥、外加劑、摻合料、消泡劑、脫模劑等);(2)優(yōu)化混凝土配合比,嚴(yán)格控制混凝土坍落度和易性,確?;炷临|(zhì)量;(3)減水劑中添加一定劑量的消泡劑,降低混凝土氣泡含量;(4)調(diào)整人工插入式振動(dòng)棒振搗方法,改善振搗效果;(5)合理選擇振搗設(shè)備最佳的振搗時(shí)間、振搗頻率、振搗次數(shù)和合理的振搗半徑;(6)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的施工技術(shù)的培訓(xùn)學(xué)習(xí),努力提高的操作人員的操作技術(shù)水平。

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