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, 其設計為獨塔單索面連續梁斜拉橋。文章重點論述了C50 混凝土在原材料選擇、配合比設計及生產應用中應注意的要點, 以供參考。
關健詞: 原材料選擇; 配合比確定; 泵送混凝土
中圖分類號: U448.27 文獻標識碼: 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件之一, 設計采用C50 混凝土。施工時對混凝土的質量要求是: 硬化后28d 齡期強度必須達到設計標準, 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。由于較高強度等級、較低水膠比導致混凝土粘性增大, 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, 同時經濟性也是混凝土設計時要考慮的因素之一。
2 選材
原材料質量是決定混凝土質量的根本因素。要配制C50 級以上混凝土, 必須有優質的原材料作保障。膠結材的選擇、集料強度及級配、外加劑品種及性能等均會影響到硬化后混凝土的質量及新拌混凝土的施工性能, 我們結合市場資源, 優選出以下各種原材料。各種材料的檢測試驗結果見表1~ 表6 所示。
2.1 膠結材
采用某水泥廠海螺牌P.O42.5 級水泥, 經長期使用, 確認該品牌水泥質量較為穩定, 強度波動不大; 礦渣微粉選定某水泥公司產S95 礦粉, 細度為420m/kg;粉煤灰則使用蕪湖發電廠Ⅱ級粉煤灰, 細度接近等級下限, 0.045mm 篩余量為24.2%。
2.2 集料
細集料采用長江Ⅱ區中砂, 細度模數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巖碎石, 級配為5mm~31.5mm,針片狀顆粒含量4.8%, 壓碎指標為9.4%。
2.3 外加劑
外加劑使用江蘇某公司產JM- Ⅷ型緩凝、高效減水劑, 具有減水效果好、塌損小、增強顯著等特點。
3 配合比設計
3.1 試配強度
生產控制水平按標準差σ=6MPa 計, fcu,o=fcu,k+1.64σ=50+1.645×6=60MPa
3.2 水灰比的確定
設計時水泥富余強度不予考慮, 取γc=1.0; C50 混凝土基準水灰比經計算為0.32; 取W/C=0.30、0.32、0.34 三個水灰比進行試拌, 以確定最佳水灰比。
3.3 用水量的確定
根據骨料粒徑, 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
根據砂子粒徑、膠結材用量、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 試拌調整
根據計算配合比, 各取二個齡期的試件用料進行試拌, 觀察和實測拌和物粘聚性、保水性及塌落度值, 如與設計要求不符, 相應增減水泥漿量( 水灰比不變) 進行調整, 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度試件。
5 確定配合比
按《普通混凝土配合比設計規程》(JGJ55- 2000)相關規定, 據測定的拌和物密度與計算密度值, 需要時對配合比進行調整。配合比確定后由施工單位報監理進行平行試驗, 本室據此配比再進行5 次重復驗證試驗, 確認其和易性、強度及施工性均能滿足工程要求, 且經濟上較為合理。混凝土參考配合比見表7。
注: 根據試配及驗證情況, 試驗配合比最終選為編號2, 其中粉煤灰膠凝系數取2.0, 實際膠凝材料用量為500 kg/m3 。
6 施工應用
自2006 年10 月31 日至2007 年7 月3 日, 現場進行了17 次澆注。此間最高氣溫32℃, 泵車最大泵壓20MPa, 泵送過程均順利穩定。施工期間, 我們注重對每批進場材料的質量控制, 確保原材料質量合格; 生產過程中加強對各環節的質量監控, 現場跟蹤技術服務; 又由于施工方中鐵四局二公司按規范要求澆搗和養護, 致使結構混凝土一次通過驗收, 工程質量符合設計要求。經對出廠檢驗所取30 組試件強度數理統計, 各參數為: 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。按現行GB107 標準評定, 生產質量合格, 結構強度可靠。
7 小結
①配制C50 級混凝土, 采用普通硅酸鹽水泥, 28d 抗壓強度不小于42.5 MPa, 質量要求勻質、穩定且與外加劑有良好的適應性。
②為使混凝土具有規定的強度保證率和滿足泵送施工要求, 應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, 可摻加復合礦粉、粉煤灰技術。礦物摻合料取代水泥率要符合相關規定, 并經試驗確定。
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。
④粗細集料的品質是混凝土力學性能的主要影響因素之一, 尤其是細集料材質的好壞, 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性, 避免粗顆粒周圍應力集中而導致混凝土強度下降。以上每批原材料進場時, 都要嚴格把關, 保證質量合格。
⑤要注重對混凝土生產全過程的質量控制, 試驗、磅站、攪拌樓操作等人員輸入配合比, 應適時對質量進行監控, 要準確測定骨料含水、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鍵工序, 認真觀察拌和物狀態, 適時調整攪拌及出料時間等參數, 以拌制出塌落度適宜的混凝土;生產調度要合理運籌, 根據現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; 嚴禁非配合比用水進入混凝土中, 運輸車司機必須待罐內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, 嚴格按相關標準規程進行操作,順利實現混凝土穩定泵送。
⑥要認真做好與施工單位的協調、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量一定合格, 混凝土泵送布料到位后, 更需要施工單位按規范要求振搗施工和養護, 以確保澆筑質量。
參考文獻
[ 1] JGJ55—2000,普通混凝土配合比設計規程[S].北京: 中國建筑工業出版社, 2001.
[ 2] GB50164—92, 混凝土質量控制標準[S].北京: 中國建筑工業出版社, 1992.
[ 3] JGJ/T10—95, 混凝土泵送施工技術規程[S].北京: 中國建筑工業出版社, 1995.
[ 4] GB50204—2002, 混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].北京: 中國建筑工業出版社, 2002.
