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        大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用

        2021-04-30 03:33:26
        四川水泥 2021年5期
        關(guān)鍵詞:減水劑粉煤灰體積

        (中鐵十二局集團(tuán)國際工程有限公司,天津 300300)

        0 引言

        臨滄臨翔至清水河高速公路LQTJ2-1 標(biāo)段,起訖里程為K42+600~K48+080,線路全長(zhǎng)5.48km。主要工程有隧道2 座,單洞總長(zhǎng)9628m,分布在標(biāo)段兩端。小里程端為大興鄉(xiāng)隧道出口,左洞長(zhǎng)2910m,右洞長(zhǎng)2910m;大里程端為扎拉寨隧道進(jìn)口,左洞長(zhǎng)1913m,右洞長(zhǎng)1895m。橋梁2 座,單線總長(zhǎng)1007m。其中戶賽河Ⅰ號(hào)大橋單線長(zhǎng)428m,與大興鄉(xiāng)隧道出口相連;戶賽河Ⅱ號(hào)大橋單線長(zhǎng)579m,與扎拉寨隧道進(jìn)口相連。兩座橋梁共計(jì)144片40m 預(yù)制T 梁,最高橋墩77m。路基長(zhǎng)度145m,位于標(biāo)段中間,均為路塹形式。設(shè)計(jì)7 級(jí)邊坡,挖方量37 萬m3,土方占1/3,石方占2/3。

        1 設(shè)計(jì)依據(jù)

        (1)JGJ55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》;

        (2)JTGE30—2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》;

        (3)JTG/TF50—2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》;

        (4)GB/T50081-2019《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》

        (5)GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》

        (6)GB50164-2011《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》

        (7)設(shè)計(jì)圖紙

        2 設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)及要求

        (1)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí):C50;

        (2)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工條件:混凝土坍落度控制在160±20mm;

        (3)使用部位:橋梁工程(梁板/橋面鋪裝)

        3 原材料

        水泥:保山海螺水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P·O52.5 水泥;表一

        砂:幸福南汀河砂場(chǎng)/河砂;細(xì)度模數(shù)為3.0;表二

        粗集料:勐定下城碎石場(chǎng),9.5-26.5mm 連續(xù)級(jí)配,摻配比例4.95-9.5mm(20%)、9.5-26.5m(80%)

        表三水:勐撒鎮(zhèn)飲用水;

        減水劑:云南安廈新材料科技有限公司生產(chǎn)AS-PCH 型聚羧酸高性能減水劑,摻量1.1%

        4 大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)配比設(shè)計(jì)

        4.1 原材料選擇

        ①水泥,水泥的選用應(yīng)是低溫水合物,低水泥堿含量。②采用優(yōu)質(zhì)煤灰和S95級(jí)礦物混合物減少水泥用量,高質(zhì)量粉煤灰混合物可減少試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量,表明降低混凝土收縮可能性對(duì)混凝土強(qiáng)度影響不大。添加一定量的礦粉,提高混凝土的工作能力和泵送能力,但雖然可以延長(zhǎng)混凝土的護(hù)發(fā)素時(shí)間,減少產(chǎn)生的水合熱,但過量的含量會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土開裂,影響隨后的強(qiáng)度,因此需要考慮培養(yǎng)基的數(shù)量。③骨料的改性是混凝土的主要成分,選用良好的晶粒形狀,多層骨料可提高混凝土密度,減少粘結(jié)劑用量,從而降低水合熱。④高性能減水劑和膨脹機(jī)是混凝土配合比中常用的兩種添加劑,緩蝕劑的原理是通過延緩混凝土硬化來降低水合熱。對(duì)于高耐久性要求或改進(jìn)混凝土和輕質(zhì),增加空氣劑可能是合適的。膨脹劑可以定量膨脹混凝土本身,以減少大規(guī)?;炷烈鸬牧芽p。

        4.2 溫度控制

        在澆筑過程中,通過在混凝土內(nèi)放置直徑約15-20 厘米的冷卻管降低了大體積混凝土中央部分的溫度,但應(yīng)注意所使用的冷卻水通常是自來水。隨后,在大體積混凝土冷卻過程中,應(yīng)定期嚴(yán)格控制管段水溫,如果自來水壓力不能有效保證管內(nèi)正常水流,應(yīng)安裝水泵,并合理考慮實(shí)際情況。此外,在大體積混凝土施工過程中,需要合理增加冷卻管道長(zhǎng)度,因?yàn)槔鋮s管道長(zhǎng)度會(huì)影響大體積混凝土內(nèi)部的溫度控制,增加冷卻管道長(zhǎng)度可以在一定程度上保證大體積混凝土內(nèi)部的溫度穩(wěn)定。最后,應(yīng)當(dāng)指出的是,在大體積混凝土施工中,混凝土內(nèi)部溫度必須嚴(yán)格控制(凝結(jié)土水合熱內(nèi)部的最高溫度通常顯示在60~70h 之間,內(nèi)部的最高平均溫度不得超過60℃,最高溫度不得超過65℃),合理的調(diào)整冷卻水管的流量,這樣做的最大目的是為能夠最大程度的降低混凝土與冷卻水的溫差。因此,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)相應(yīng)措施的管控[2]。

        4.3 粉煤灰的應(yīng)用

        隨著粉煤灰含量的增加,水泥熟料含量相對(duì)下降,凝固緩慢,早期強(qiáng)度較低。年齡大于28 天時(shí),粉煤灰的二次水合開始,甚至可能超過與混凝土相同的強(qiáng)度水平。因此,在施工過程中,強(qiáng)度值的需求可以根據(jù)實(shí)際使用需要確定,然后可以合理確定粉煤灰4 的含量。透明玻璃珠粉煤灰晶體,由于其形狀結(jié)構(gòu),2021.01|21 工藝后加入相應(yīng)的粉煤灰,混凝土的工作性能顯著提高。因此,在大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)中,要嚴(yán)格控制粉煤灰的摻入,并用部分水泥代替,不僅要滿足混凝土性能的要求,還要保證混凝土質(zhì)量,還要降低大體積混凝土內(nèi)部的溫度,避免裂縫。5

        4.4 總體配比設(shè)計(jì)

        水泥施工選材主要選用普通硅酸鹽水泥P O52.5,一次冷凝時(shí)間為139min,最終冷凝時(shí)間為191min,3d、28d 抗壓強(qiáng)度分別為33.8MPa 和65.2MPa礦渣粉,其活性指數(shù)為80%、95%、7d 內(nèi)的實(shí)際表面積為44.0 %。添加劑是聚羧酸減水劑,實(shí)際減水率為26%,每小時(shí)的變化率為20mm,正常水溫為53%。根據(jù)交通工程施工目標(biāo),大體積混凝土在使用中必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,除充分滿足工程施工的穩(wěn)定性、安全性外,還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土配合比的重視。為了保證大體積混凝土的質(zhì)量,要求嚴(yán)格控制混凝土建筑材料、水熱、養(yǎng)護(hù)等各項(xiàng)要求,保證大體積混凝土的質(zhì)量。7

        5 臨清高速公路T 梁混凝土項(xiàng)目施工的難點(diǎn)及解決措施

        5.1 橋梁夾在大興隧道出口和扎拉寨隧道進(jìn)口中間,兩座橋最高橋墩77m,梁場(chǎng)場(chǎng)地緊缺,地理位置崎嶇,最終選擇在7 級(jí)高邊坡路塹上,由于場(chǎng)地有限,所以只設(shè)置了14 個(gè)存梁臺(tái)座,大興工區(qū)攪拌站到梁場(chǎng)的便道山路十八彎,有一定的距離,一下雨罐車基本不敢走,前期在這樣艱苦的環(huán)境下在山上挖便道,崎嶇的便道也進(jìn)行了水泥混凝土硬化,下雨天進(jìn)行相應(yīng)的防滑措施,不斷克服了重重困難。

        5.2 混凝土原材料的選擇,由于云南地區(qū)地形地貌復(fù)雜交錯(cuò)的特殊性,且施工地點(diǎn)在海拔高達(dá)1365 米的高原地帶,路確實(shí)不好走,從外面來的材料進(jìn)來一趟真的是非常不容易,并且T 梁對(duì)材料等各方面性能指標(biāo)要求比較高,所以來來回回對(duì)比了好幾家材料廠家,取樣經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)檢測(cè)和調(diào)整,確保所有原材料都符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,最終確定了:保山海螺水泥P.O52.5、幸福鎮(zhèn)南汀河砂場(chǎng)、孟定下城石場(chǎng)、云南安廈新材料科技有限公司生產(chǎn)AS-PCH 型聚羧酸高性能減水劑、勐撒鎮(zhèn)飲用水。

        5.3 攪拌站操作手都是專門請(qǐng)老師給予技術(shù)培訓(xùn)帶證上崗,并且配一名專職帶證試驗(yàn)檢測(cè)人員隨時(shí)控制質(zhì)量,技術(shù)過硬,確保穩(wěn)扎穩(wěn)打。施工現(xiàn)場(chǎng)工人經(jīng)過培訓(xùn)上崗,澆筑混凝土之前,配合監(jiān)理工程師對(duì)鋼筋直徑、數(shù)量、間距、排放位置、保護(hù)層厚度及模板的位置、強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性及嚴(yán)密性嚴(yán)格控制,確保都符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求?;炷翍?yīng)在初凝前連續(xù)分層澆筑,減少澆筑層厚度,加快混凝土散熱速度,澆筑過程中邊模兩邊配備附著式振搗器,梁頂上用長(zhǎng)度合格的插入式振搗器同時(shí)振搗,防止出現(xiàn)冷縫和蜂窩麻面,保證外觀質(zhì)量。各個(gè)工序在澆筑試驗(yàn)梁的時(shí)候都熟記于心,根據(jù)情況反復(fù)調(diào)試,最終達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

        5.4 結(jié)構(gòu)主體拆模也是嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求在混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)在進(jìn)行拆除,拆模后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù),配備養(yǎng)護(hù)蒸汽發(fā)生器裝置,頂板覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù),豎向結(jié)構(gòu)應(yīng)貼保溫保濕薄膜,自動(dòng)噴水養(yǎng)護(hù)。

        5.5 由于場(chǎng)地有限和工期緊的問題,今年春節(jié)全體人員不休假加班加點(diǎn)趕工期。質(zhì)量問題更是不能懈怠,每一片梁都堅(jiān)守在施工一線從取樣,混凝土工作性控制,做塌落度,做標(biāo)養(yǎng)和同養(yǎng)試件及壓強(qiáng)度,進(jìn)行回彈強(qiáng)度和鋼筋保護(hù)層等進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)檢測(cè),均符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。目前已經(jīng)累計(jì)制梁64 片,架設(shè)54 片,戶賽和Ⅰ號(hào)大橋右幅已經(jīng)架通,目前在做橋面系。

        6 結(jié)束語

        在降低混凝土出現(xiàn)裂縫的同時(shí)我們應(yīng)該在混凝土配合比的設(shè)計(jì)中進(jìn)行整體的著重考慮,尤其對(duì)混凝土的水化熱和室外內(nèi)溫差。同時(shí)應(yīng)該在摻合料的時(shí)候選擇合適的緩凝高效外加劑,通過利用合理的科學(xué)計(jì)算和抗裂計(jì)算、結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè),從而來降低混凝土出現(xiàn)的裂縫的可能性,設(shè)計(jì)理論的驗(yàn)證階段也是施工階段中最關(guān)鍵的一步,所以在施工階段前就應(yīng)該對(duì)大體積的混凝土進(jìn)行有效的大體積混凝土澆筑技術(shù)、養(yǎng)護(hù)施工方案、以及大體積混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。隨著我們國家的建筑行業(yè)的飛速發(fā)展的進(jìn)步,在工程建設(shè)中充分的錄用了大體積混凝土的施工思路。同時(shí)在運(yùn)用大體積混凝土的同時(shí)出現(xiàn)的這些問題也將受到了行業(yè)人員的重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn),從最開始的對(duì)大體體積混凝土的材料選擇、再到對(duì)混凝土的配合比設(shè)計(jì)。如果在施工的過程中沒有把控好就會(huì)出現(xiàn)水化熱和裂縫的情況。所以我們?cè)趯?duì)混凝土的配合比的設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分的遵守混凝土的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)范,同時(shí)也應(yīng)該結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng),將設(shè)計(jì)思維與現(xiàn)場(chǎng)的施工工藝和技術(shù)要點(diǎn)相互融合,保證建筑物的施工質(zhì)量,促進(jìn)建設(shè)工程的可持續(xù)發(fā)展。8

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