32m超低高度梁高強(qiáng)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(jià)經(jīng)濟(jì)的超低高度梁,該梁型可大大降低路堤高度,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
    32m超低高度曲線梁,混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C65,其水泥用量大、初凝時(shí)間短,要求必須加快澆筑進(jìn)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(shí),為抵抗傳力錨固階段預(yù)應(yīng)力對(duì)上緣混凝土產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,而摻入少量鋼纖維,增加了混凝土的抗裂能力。高強(qiáng)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(qiáng)混凝土,原材料選擇是重中之重,其次是配合比設(shè)計(jì),施工控制,這3點(diǎn)相互關(guān)聯(lián),互為制約,只有精心設(shè)計(jì),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(qiáng)混凝土的配制,宜使用高強(qiáng)度等級(jí)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(jí)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(jí)大壩水泥。該水泥特點(diǎn):水化熱小,溫度上升慢,早期強(qiáng)度低,后期強(qiáng)度高,終張拉所需時(shí)間長,但因其水泥運(yùn)距長,供應(yīng)困難,強(qiáng)度發(fā)展太慢,影響臺(tái)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(jí)水泥。該水泥早期強(qiáng)度高,水化熱較大,凝結(jié)時(shí)間快,初凝1.5h。因此在澆筑時(shí),應(yīng)采取措施,使混凝土初凝時(shí)間在3h以上。
    (2)摻和料
    因《預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)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(shí)不作考慮。
    (3)細(xì)骨料
    配制高強(qiáng)混凝土用砂,主要滿足以下技術(shù)指標(biāo):①砂必須是非堿活性材料;②砂細(xì)度模數(shù)310～312,砂硬度高,級(jí)配曲線合理;③含泥量小于1%,不含泥塊;④砂堅(jiān)固性符合規(guī)范要求。經(jīng)檢測(cè)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(chǎng)方圓120km范圍內(nèi),有3個(gè)產(chǎn)地的碎石適宜配制高強(qiáng)度混凝土,經(jīng)考察,選用距梁場(chǎng)120km的孟疃碎石,母巖為石灰?guī)r,抗壓強(qiáng)度142MPa,與混凝土強(qiáng)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(jí),5～20mm級(jí)配良好,針片狀,壓碎指標(biāo)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(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌、沖洗,以徹底去除泥塊和石粉。
    (5)水
    拌和、養(yǎng)護(hù)用水均采用飲用水。
    (6)高效減水劑
    配制高強(qiáng)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(jià)格適中,泌水性小,被選為制梁用減水劑。
    3、配合比設(shè)計(jì)
    (1)32m超低高度曲線梁梁體混凝土配合比設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C65,彈性模量≥3170×104MPa,坍落度要求160mm左右。
    混凝土試配強(qiáng)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(chǎng),尚未統(tǒng)計(jì)資料,混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差δ值在混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C40時(shí)為510MPa,經(jīng)計(jì)算混凝土施工配制強(qiáng)度為73.2MPa。
    水泥活性按強(qiáng)度保證值52.5MPa計(jì)算,確保保證率。利用水灰比與強(qiáng)度的線性關(guān)系式計(jì)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(qiáng)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(shè)計(jì)規(guī)程》(JJG55-2000),高強(qiáng)混凝土最大水泥用量不應(yīng)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(shí)為推薦最佳摻量,外加劑用量取中間值019%,按假定容重法,計(jì)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。