混凝土配制冬季施工保溫措施研究

李　鋒

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

中圖分類號:TU755.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3198(2009)16-0282-02

1 引言

阿深高速周口段某特大橋為80m+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)計強度等級為C55,該橋為三向預(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)造混凝土要求高強早強,3d抗壓強度應(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,要求配制高坍落度、大流動性的混凝土,才能滿足施工要求;(3)上部構(gòu)造施工時正逢冬季,氣溫在3℃—10℃之間,混凝土的早期強度增長緩慢。若按常規(guī)施工,其3d強度很難滿足張拉要求。設(shè)計要求混凝土的強度應(yīng)達(dá)到設(shè)計強度的85%時方可張拉;(4)混凝土施工采用泵送,泵送最長距離為330m,要求所配制的混凝土必須適合長距離泵送。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度的增長。

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、信譽好的韶峰42.5級普通硅酸鹽水泥;(2)集料。粗集料的強度、粒形、級配對混凝土的抗壓強度都有一定的影響。因而重視對碎石的選擇,分別對附近的幾個碎石場進(jìn)行取樣試驗,決定采用白云石礦生產(chǎn)堅硬密實、級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;高強混凝土的細(xì)集料宜選擇級配良好細(xì)度模數(shù)在2.6—3.2之間的河砂。分別對附近的幾個砂場進(jìn)行取樣比較試驗,最后選擇由湘潭出產(chǎn)的河砂,其級配良好,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級粉煤灰;(4)外加劑。高強混凝土的水灰比很低,混凝土的流動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度,因此選擇合適的外加劑相當(dāng)重要。經(jīng)試驗比較,外加劑選用株洲橋梁廠生產(chǎn)的TQN;(5)拌合用水。經(jīng)對某水庫的水取樣檢驗,各項指標(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,為了配制高強早強的混凝土,既能滿足3d張拉的強度要求,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抗壓強度大于在室外模擬現(xiàn)場養(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℃時標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3d的抗壓強度為48.6MPa,達(dá)到設(shè)計強度的88%,且滿足泵送要求,試件的28d抗壓強度為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,混凝土澆注難度大,坍落度采用210mm。

6 加強混凝土的早期保溫措施

因水泥凝結(jié)和硬化速度與實際所處的溫度有關(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,能減少低溫對混凝土初期水化的影響,使構(gòu)件的早期強度增長加快。根據(jù)連續(xù)箱梁的特點及成本考慮,采取以下措施對箱梁混凝土進(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)重點加強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度的快速增長。

7 結(jié)語

連續(xù)箱梁的施工歷經(jīng)整個冬季,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體會:

(1)冬季施工的高強預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,為了保證能滿足3d的張拉強度要求,關(guān)鍵是抓好以下三個階段的工作:第一階段是原材料的選擇;第二階段是高強度混凝土的配制;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3d強度影響很大,若保溫措施做得不好,構(gòu)件的3d強度一般只達(dá)到設(shè)計強度的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,且混凝土的后期強度得到提高,同時總共減少水泥用量495t。因高強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性和可泵性。

(3)施工現(xiàn)場要控制好坍落度。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配直接關(guān)系到泵送施工進(jìn)程和混凝土強度。

(5)混凝土張拉強度的確定?；炷恋膹埨瓘姸仁且詷?gòu)件的實標(biāo)強度為準(zhǔn),試件的3d強度可作參考。但構(gòu)件的實際強度很難直接測算,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,先用回彈儀測出一組數(shù)據(jù),算出代表值,然后開動壓力機(jī),測出試件3d抗壓強度值,并與回彈值進(jìn)行比較;②用回彈儀對混凝土構(gòu)件的表面強度進(jìn)行測量,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,再用回彈儀對構(gòu)件的內(nèi)部強度進(jìn)行測量,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)件的表面強度比試件高,構(gòu)件的內(nèi)部強度比其表面強度高,構(gòu)件的內(nèi)部強度一般大于試件強度的10%左右,所以當(dāng)試件達(dá)到設(shè)計強度的75%時,構(gòu)件的內(nèi)部可以達(dá)到設(shè)計強度的85%,能滿足張拉強度的需要。