干熱河谷條件C60微膨脹管內(nèi)混凝土配合比設(shè)計(jì)

(四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司， 四川 雙流 610200)

干熱河谷條件C60微膨脹管內(nèi)混凝土配合比設(shè)計(jì)

熊 燕

(四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司， 四川 雙流 610200)

文章以某鋼管拱橋?yàn)槔饕治隽烁吆０蔚秃庸雀蔁峒撅L(fēng)條件下的鋼管拱C60自密實(shí)管內(nèi)混凝土配合比設(shè)計(jì)，以供參考。

鋼管拱；C60微膨脹混凝土；配合比

0 引言

鋼管拱勁性骨架混凝土拱橋，是解決山區(qū)跨河谷的有效橋型，受力合理，跨越能力大，造型優(yōu)美，大跨度鋼管混凝土拱橋管內(nèi)微膨脹混凝土泵送施工一直是困擾施工單位的一個(gè)難題，原因是鋼管混凝土的配合比設(shè)計(jì)除要考慮它的高強(qiáng)、早強(qiáng)、良好的可泵性外，還需特別考慮自密實(shí)性和收縮性，以確保泵送鋼管混凝土的質(zhì)量，而目前微膨脹理論與實(shí)際施工尚有差距。

1 微膨脹混凝土配合比設(shè)計(jì)

1.1 工程概況及鋼管混凝土技術(shù)性能要求

金沙江溜索改橋工程是一項(xiàng)切實(shí)解決金沙江兩岸人民出行問題的政治工程、民生工程。該橋?yàn)閮艨?60米的上承式鋼管勁性骨架混凝土拱橋，截面由上下各3根φ508mm鋼管組成，各管中線按平行于全截面中線設(shè)置，6個(gè)弦管通過橫聯(lián)角鋼那和豎向角鋼構(gòu)成矩形桁架斷面，管內(nèi)灌C60微膨脹混凝土，約310m3,采用泵送頂升澆灌法施工。該橋具有跨度大，拱頂高，混凝土泵送高度高，距離長(zhǎng)，阻力大等特點(diǎn)，管內(nèi)混凝土泵送施工難度大、技術(shù)性能要求高。具體性能指標(biāo)如下：

（1）有良好的可泵性，即坍落度大、和易性好、不泌水、不離析、自密實(shí)，坍落度經(jīng)時(shí)損失小，3小時(shí)坍落度損失小于2cm。

（2）鋼管混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為60MPa，施工配制強(qiáng)度f(wàn)cu,o≥69.9MPa1，混凝土的7天抗壓強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度的105.8%，即混凝土的7天抗壓強(qiáng)度≥63.5MPa。

（3）具有補(bǔ)償收縮性，其自由膨脹率為0.02%～0.04%，自應(yīng)力值為0.4～0.8Mpa。1.2 材料的選用：

（1）水泥：P.O42.5普硅水泥；

（2）細(xì)集料：選用天然中砂與機(jī)制砂，摻配比例為50%：50%。摻配后細(xì)度模數(shù)：2.7；

（3）粗骨料：選用5-10mm，10-20mm級(jí)配碎石，摻配比例為30%：70%。

（4）混凝土外加劑：選用聚羧酸高性能減水劑。

（5）硅粉：含硅量≥92%的微硅粉

（6）膨脹劑:I型膨脹劑

1.3 混凝土配合比計(jì)算

（1）計(jì)算配制抗壓強(qiáng)度值：

（2）通過試驗(yàn)確定每立方米混凝土的用水量

查表得碎石最大粒徑20mm，坍落度90mm的用水量（205Kg）為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm用水量增加5Kg，計(jì)算出未摻外加劑時(shí)，塌落度240mm每立方米混凝土的用水量：215+8*5=255kg

摻外加劑(減水率為25%)時(shí)，每立方米混凝土用水量為：255*75%=191kg

經(jīng)試驗(yàn)室多次調(diào)整后，確定每立方米混凝土用水量為：150Kg

（3）計(jì)算水灰比

水灰比：

（4）計(jì)算水泥用量

摻4%硅灰：Si=484*4%=19Kg 水泥的用量：484-19=465Kg

（5）外加劑摻量

根據(jù)外加劑廠家推薦摻量，摻膠凝材料質(zhì)量1.2%的外加劑

（6）膨脹劑的摻量為膠凝材料的5%（外摻）：484*%5=24Kg

（7）確定砂率

34%+(250-100)/20*1%=41.5%

根據(jù)試驗(yàn)室試配后確定每立方米混凝土砂率：45%

（8）計(jì)算粗集料和細(xì)集料的用量

采用重量法，假定每立方米混凝土重量為2450Kg，計(jì)算式如下：

（9）計(jì)算初步配合比每立方米材料用量如下：

計(jì)算配合比為：

水泥:465Kg 硅灰：19Kg 石:987Kg 砂:805Kg 水:150Kg

膨脹劑：24Kg 外加劑:6.10Kg

基準(zhǔn)配合比為：

水泥:465Kg 硅灰：19Kg 石:987Kg 砂:805Kg 水:150Kg

膨脹劑：24Kg 外加劑:6.10Kg

（10）基準(zhǔn)混凝土試配與調(diào)整

試配30升，根據(jù)基準(zhǔn)混凝土，拌制三個(gè)不同的水灰比進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)，其中一個(gè)為基準(zhǔn)砼水灰比，另外兩個(gè)水灰比分別增減0.02水灰比，經(jīng)檢測(cè)混凝土擴(kuò)展度、粘聚性、保水性、擴(kuò)展度時(shí)間T500(S)、強(qiáng)度如下表。

根據(jù)上表試拌30升混凝土,養(yǎng)護(hù)溫度：20±2℃，濕度：＞95%。測(cè)其強(qiáng)度。見下表：

（11）試驗(yàn)室配合比

根據(jù)經(jīng)濟(jì)合理，保證工程質(zhì)量，方便施工混凝土和易性的原則，通過計(jì)算法求出與配制強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的灰水比，并計(jì)算每立方米混凝土的材料用量，混凝土實(shí)測(cè)表觀密度與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過計(jì)算值的2%，故基準(zhǔn)配合比無需校正。試驗(yàn)室配合比選取3號(hào)配合比：

水泥:496Kg 硅灰：21Kg 石:791Kg 砂:966Kg 水:150Kg

膨脹劑：26Kg 外加劑:6.52Kg

2 結(jié)束語(yǔ)

該大橋地處高海拔低河谷干熱季風(fēng)條件，氣溫高且非常干燥，受風(fēng)影響非常大，水損失大，且泵送距離遠(yuǎn)，需先由1臺(tái)輸送泵經(jīng)350米的索道橋泵送至對(duì)岸，混凝土經(jīng)50米長(zhǎng)的溜管從40米高的基坑頂流至拱腳部位的儲(chǔ)料罐后，再放入第二臺(tái)輸送泵泵送至管內(nèi)。在澆筑過程中克服了第二次泵送坍落度損失大的問題，且混凝土無離析。6根直徑508毫米的鋼管，1個(gè)月內(nèi)順利澆筑完成，經(jīng)檢測(cè)密實(shí)度和強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。該混凝土的配合比設(shè)計(jì)對(duì)特殊條件下的施工具有指導(dǎo)和借鑒的意義，并提供了可靠的試驗(yàn)資料。

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn).JTG/T F50—2011.《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》.2011-08-01

[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JGJ/T 283—2012. 《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》.2012-08-01

[3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JGJ 283—2011. 《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》.2011-12-01

TU7

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1007-6344（2017）08-0109-01