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混凝土配制冬季施工保溫措施研究論文
摘 要：介紹阿深高速周口段某特大橋T型連續(xù)剛構(gòu)橋上部構(gòu)造混凝土在3℃—10℃之間氣溫施工，混凝土配制及保溫措施。
關(guān)鍵詞：混凝土配制；冬季施工；保溫措施
1 引言
阿深高速周口段某特大橋?yàn)?0m+126m+80m的T型連續(xù)剛構(gòu)橋，分左右兩幅，橋面寬度30。5m。上部構(gòu)造為單箱單室的連續(xù)箱梁，梁高2。5m—6。8m，箱梁混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C55，該橋?yàn)槿蝾A(yù)應(yīng)力體系，采用掛籃施工。
2 面臨的施工技術(shù)難題
�。�1）上部構(gòu)造混凝土要求高強(qiáng)早強(qiáng)，3d抗壓強(qiáng)度應(yīng)能滿足預(yù)應(yīng)力筋張拉要求，工期才能保證；（2）箱梁的結(jié)構(gòu)較薄且鋼筋布置密集，三向預(yù)應(yīng)力管道縱橫交錯(cuò)，要求配制高坍落度、大流動(dòng)性的混凝土，才能滿足施工要求；（3）上部構(gòu)造施工時(shí)正逢冬季，氣溫在3℃—10℃之間，混凝土的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。若按常規(guī)施工，其3d強(qiáng)度很難滿足張拉要求。設(shè)計(jì)要求混凝土的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%時(shí)方可張拉；（4）混凝土施工采用泵送，泵送最長(zhǎng)距離為330m，要求所配制的混凝土必須適合長(zhǎng)距離泵送。為保證混凝土在泵送過程中不離析，考慮摻入適量的粉煤灰，以改善混凝土的和易性和粘稠度，又可以減少水泥用量，但摻入粉煤灰又影響到混凝土早期強(qiáng)度的增長(zhǎng)。
為了解決以上這些冬季施工的技術(shù)難題，我們從原材料的選擇、混凝土的配制到混凝土的施工控制、早期的保溫措施，每個(gè)過程均認(rèn)真把關(guān)，嚴(yán)格控制。
3 材料的選擇
�。�1）水泥。水泥采用質(zhì)量穩(wěn)定、信譽(yù)好的韶峰42。5級(jí)普通硅酸鹽水泥；（2）集料。粗集料的強(qiáng)度、粒形、級(jí)配對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度都有一定的影響。因而重視對(duì)碎石的選擇，分別對(duì)附近的幾個(gè)碎石場(chǎng)進(jìn)行取樣試驗(yàn)，決定采用白云石礦生產(chǎn)堅(jiān)硬密實(shí)、級(jí)配良好的花崗巖碎石，碎石的表觀密度為2830kg/m3，規(guī)格為5mm—31。5mm；高強(qiáng)混凝土的細(xì)集料宜選擇級(jí)配良好細(xì)度模數(shù)在2。6—3。2之間的河砂。分別對(duì)附近的幾個(gè)砂場(chǎng)進(jìn)行取樣比較試驗(yàn)，最后選擇由湘潭出產(chǎn)的河砂，其級(jí)配良好，表觀密度為2610kg/m3，細(xì)度模數(shù)為2。84；（3）粉煤灰。摻入粉煤灰能顯著改善混凝土拌合料的工作性，提高混凝土的可泵性。粉煤灰采用湘潭電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰；（4）外加劑。高強(qiáng)混凝土的水灰比很低，混凝土的流動(dòng)度和坍落度主要依靠高效減水劑來調(diào)節(jié)，摻入合適的高效減水劑還能提高混凝土的早期強(qiáng)度，因此選擇合適的外加劑相當(dāng)重要。經(jīng)試驗(yàn)比較，外加劑選用株洲橋梁廠生產(chǎn)的TQN；（5）拌合用水。經(jīng)對(duì)某水庫(kù)的水取樣檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)符合施工規(guī)范要求，可以直接利用。
4 混凝土配制
在冬季施工混凝土，為了配制高強(qiáng)早強(qiáng)的混凝土，既能滿足3d張拉的強(qiáng)度要求，又適合泵送，混凝土的配制技術(shù)要求較高。根據(jù)不同條件，總共試配了56組的配合比。配合比相同，養(yǎng)護(hù)環(huán)境不同。一組放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室里養(yǎng)護(hù)，另一組放在室外模擬現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)。試配的結(jié)果見表1，從表中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的混凝土3d抗壓強(qiáng)度大于在室外模擬現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)的混凝土。
通過以上試配效果，綜合考慮各種因素，最后選擇了箱梁混凝土的配合比為1∶1。15∶2。10∶0。33，粉煤灰摻量為11%，外加劑TQN—2摻量1。0%，坍落度為190mm，含砂率37%，碎石規(guī)格為5mm—31。5mm，該配合比的混凝土在試拌氣溫3℃—10℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3d的抗壓強(qiáng)度為48。6MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的88%，且滿足泵送要求，試件的28d抗壓強(qiáng)度為67。2MPa。
5 混凝土施工配合比控制
嚴(yán)格控制混凝土施工配合比，根據(jù)砂、碎石的含水量及時(shí)調(diào)整用水量，外加劑按照每盤混凝土的摻量用塑料袋裝好，粉煤灰過稱后才下料。為保證混凝土的澆注質(zhì)量順利進(jìn)行，箱梁的頂板、底板與腹板分別采用不同的坍落度，底板厚度較薄，坍落度采用190mm；頂板混凝土因需要滿足3d的張拉強(qiáng)度要求，坍落度盡量偏小些，也采用190mm；腹板高度在2。5m—6。8m之間，且普通鋼筋、豎向預(yù)應(yīng)力管道互相交錯(cuò)，混凝土澆注難度大，坍落度采用210mm。
6 加強(qiáng)混凝土的早期保溫措施
因水泥凝結(jié)和硬化速度與實(shí)際所處的溫度有關(guān)，充分的水化可以使混凝土中漿體的膠孔比增加，從而導(dǎo)致更高的混凝土強(qiáng)度。在冬季施工的混凝土，做好構(gòu)件的早期保溫措施，能減少低溫對(duì)混凝土初期水化的影響，使構(gòu)件的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)加快。根據(jù)連續(xù)箱梁的特點(diǎn)及成本考慮，采取以下措施對(duì)箱梁混凝土進(jìn)行保溫。
�。�1）煮水加熱法保溫。在箱梁的頂板上搭棚子用彩條布包圍，在棚子里煮水，這樣可以保持棚子里的溫度和濕度。在每段箱梁的箱室兩端用彩條布封閉，然后在箱室里煮水，保持里面的溫度在18℃左右，形成的水蒸氣可以保持箱室里有一定的濕度。箱梁頂板用麻袋覆蓋，淋水養(yǎng)護(hù)。
�。�2）重點(diǎn)加強(qiáng)錨墊板周圍的混凝土保溫措施。因錨墊板周圍的混凝土所受的張拉壓力最大，除了控制好該處混凝土的澆筑質(zhì)量外，還在該處用麻袋覆蓋，使其不受凍，保證該處混凝土的早期強(qiáng)度的快速增長(zhǎng)。
7 結(jié)語(yǔ)
連續(xù)箱梁的施工歷經(jīng)整個(gè)冬季，在加工期要求相當(dāng)緊的情況下，每段箱梁的平均施工周期均可達(dá)到7d，左右幅橋均提前合攏。在施工過程中有以下幾點(diǎn)體會(huì)：
�。�1）冬季施工的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，為了保證能滿足3d的張拉強(qiáng)度要求，關(guān)鍵是抓好以下三個(gè)階段的工作：第一階段是原材料的選擇；第二階段是高強(qiáng)度混凝土的配制；第三階段是混凝土的早期保溫。特別是構(gòu)件的早期保溫效果對(duì)3d強(qiáng)度影響很大，若保溫措施做得不好，構(gòu)件的3d強(qiáng)度一般只達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%—70%，不能滿足張拉要求。
�。�2）采用粉煤灰和復(fù)合高效減水劑的“雙摻”技術(shù)。摻入粉煤灰，使混凝土的和易性得到改善，提高混凝土的可泵性，且混凝土的后期強(qiáng)度得到提高，同時(shí)總共減少水泥用量495t。因高強(qiáng)泵送混凝土要求低水灰比，摻入高效減水劑，能使混凝土具有一定的流動(dòng)性和可泵性。
（3）施工現(xiàn)場(chǎng)要控制好坍落度。因坍落度的變化不但將影響到混凝土的強(qiáng)度，而且關(guān)系到泵送施工的順利進(jìn)行，若坍落度小于150mm，泵送阻力增大，泵送困難，若坍落度大于220mm，混凝土容易離析而堵管。
�。�4）潔凈的骨料及良好的級(jí)配直接關(guān)系到泵送施工進(jìn)程和混凝土強(qiáng)度。
（5）混凝土張拉強(qiáng)度的確定。混凝土的張拉強(qiáng)度是以構(gòu)件的實(shí)標(biāo)強(qiáng)度為準(zhǔn)，試件的3d強(qiáng)度可作參考。但構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度很難直接測(cè)算，可通過采用回彈儀進(jìn)行比較推算，具體做法如下：①將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3d的試件壓力機(jī)夾緊，先用回彈儀測(cè)出一組數(shù)據(jù)，算出代表值，然后開動(dòng)壓力機(jī)，測(cè)出試件3d抗壓強(qiáng)度值，并與回彈值進(jìn)行比較；②用回彈儀對(duì)混凝土構(gòu)件的表面強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，求出其代表值，③在混凝土構(gòu)件的表面磨出一塊面積15cm×15cm、深度2cm的平整地方，再用回彈儀對(duì)構(gòu)件的內(nèi)部強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，求出其代表值；④通過比較這三種情況的回彈值，可以發(fā)現(xiàn)構(gòu)件的表面強(qiáng)度比試件高，構(gòu)件的內(nèi)部強(qiáng)度比其表面強(qiáng)度高，構(gòu)件的內(nèi)部強(qiáng)度一般大于試件強(qiáng)度的10%左右，所以當(dāng)試件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)，構(gòu)件的內(nèi)部可以達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%，能滿足張拉強(qiáng)度的需要。
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