32m超低高度梁高強混凝土泵送施工工藝

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1、概述
    鐵路跨線地段以及平原河網(wǎng)地區(qū)需要建筑高度最低、施工簡便、造價經(jīng)濟的超低高度梁,該梁型可大大降低路堤高度,經(jīng)濟效益顯著。
    32m超低高度曲線梁,混凝土設計強度等級C65,其水泥用量大、初凝時間短,要求必須加快澆筑進度,縮短施工周期。通過泵送流態(tài)混凝土,使鋼筋密集,下料困難的問題得到很好的解決。
    超低高度梁張拉時,為抵抗傳力錨固階段預應力對上緣混凝土產(chǎn)生過大的拉應力,而摻入少量鋼纖維,增加了混凝土的抗裂能力。高強混凝土與鋼纖維混凝土交叉施工,增加了澆筑難度。
    配制高強混凝土,原材料選擇是重中之重,其次是配合比設計,施工控制,這3點相互關(guān)聯(lián),互為制約,只有精心設計,精心組織,才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)梁。
    2、原材料選擇
    (1)水泥選擇
    高強混凝土的配制,宜使用高強度等級水泥,以便合理地控制水泥用量,避免水泥用量過大帶來的弊端。經(jīng)比選,用52.5級的水泥配制C65混凝土,完全滿足規(guī)范要求。
    具體是,前2片梁采用葛州壩水泥廠生產(chǎn)的三峽低熱52.5級大壩水泥。該水泥特點:水化熱小,溫度上升慢,早期強度低,后期強度高,終張拉所需時間長,但因其水泥運距長,供應困難,強度發(fā)展太慢,影響臺座周轉(zhuǎn)。從多種因素分析后,改用山東水泥廠產(chǎn)“五岳”52.5級水泥。該水泥早期強度高,水化熱較大,凝結(jié)時間快,初凝1.5h。因此在澆筑時,應采取措施,使混凝土初凝時間在3h以上。
    (2)摻和料
    因《預制后張法預應力混凝土鐵路橋簡支梁》(GB7418-87)中未列明允許摻用摻和料,且相關(guān)技術(shù)文件中也未說明,因比,在選用材料時不作考慮。
    (3)細骨料
    配制高強混凝土用砂,主要滿足以下技術(shù)指標:①砂必須是非堿活性材料;②砂細度模數(shù)310～312,砂硬度高,級配曲線合理;③含泥量小于1%,不含泥塊;④砂堅固性符合規(guī)范要求。經(jīng)檢測大沽河前朱毛砂,滿足上述關(guān)鍵要求。
    (4)粗骨料
    在膠州梁場方圓120km范圍內(nèi),有3個產(chǎn)地的碎石適宜配制高強度混凝土,經(jīng)考察,選用距梁場120km的孟疃碎石,母巖為石灰?guī)r,抗壓強度142MPa,與混凝土強度比大于210倍,符合規(guī)范要求。生產(chǎn)工藝為錘擊式破碎,滾篩分級,5～20mm級配良好,針片狀,壓碎指標值均滿足規(guī)范要求,配制C65混凝土用碎石。配制前,全部用強制式攪拌機攪拌、沖洗,以徹底去除泥塊和石粉。
    (5)水
    拌和、養(yǎng)護用水均采用飲用水。
    (6)高效減水劑
    配制高強混凝土,高效減水劑的選擇是技術(shù)關(guān)鍵。經(jīng)多家知名廠家篩選、分析,淄博NOF-1A價格適中,泌水性小,被選為制梁用減水劑。
    3、配合比設計
    (1)32m超低高度曲線梁梁體混凝土配合比設計混凝土強度等級C65,彈性模量≥3170×104MPa,坍落度要求160mm左右。
    混凝土試配強度必須按《鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范》(TB10210-2001)表5.8.4的規(guī)定。因是新建梁場,尚未統(tǒng)計資料,混凝土強度標準差δ值在混凝土強度等級大于C40時為510MPa,經(jīng)計算混凝土施工配制強度為73.2MPa。
    水泥活性按強度保證值52.5MPa計算,確保保證率。利用水灰比與強度的線性關(guān)系式計算出水灰比為0.322。由于混凝土中集料總用量的變化范圍很小,高強混凝土、高彈性模量混凝土石子用量范圍更受限制,一般為1100～1180kg/m3,直接定出每m3混凝土的粗骨料用量,然后調(diào)整砂率。該配合比碎石用量取1140kg/m3。
    根據(jù)《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JJG55-2000),高強混凝土最大水泥用量不應大于550kg的要求,求出最大用水量為550×01322=177kg。外加劑用量在018%～110%時為推薦最佳摻量,外加劑用量取中間值019%,按假定容重法,計算初步配合比。假定容重為2465kg/m3,C65混凝土每m3用料配合比為:水泥∶砂∶石子∶水∶外加劑=550∶593∶1140∶177∶4195。