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试拌结果:当用水量为172kg时,坍落度达到175mm,按坍落度递减10mm,用水量增减215kg计算,实际用水量应为169kg/m3,水泥用量应为169÷01322=525kg,采用固定用水量法。分别选取水泥用量520、530、540、550相对应水灰比:01325、01319、01313、01307,分别计算配合比,并进行试拌调整,用绝对体积法计算单方材料用量,7d及28d强度(R)与弹性模量(E)见表1。
表1 混凝土强度及弹性模量
序号 水泥/kg 砂/kg 石子/kg 水/kg 减水剂/kg 灰水比 水灰比 R7/MPa E7/MPa R28/MPa E28/MPa
1 520 640 1140 169 4.68 3.077 0.325 54.6 3.45x104 65.8 3.65x104
2 530 630 1140 169 4.77 3.136 0.319 56.4 3.50x104 68.7 3.74x104
3 540 621 1140 169 4.86 3.195 0.313 58.8 3.61x104 74.2 3.98x104
4 550 611 1140 169 4.95 3.254 0.307 59.6 3.60x104 74.8 3.91x104
由表1可知,当水泥用量达550kg/m3后,强度与弹性模量不再成比例增长;序号3配制C65梁体混凝土经济合理。
(2)C65桥面板钢纤维混凝土配合比设计钢纤维混凝土设计强度等级C65,设计弹性模量3170×104MPa,其主要目的是抵抗张拉时桥面受到的拉应力。
钢纤维混凝土的配制强度同梁体混凝土,在同水灰比条件下,钢纤维混凝土抗压强度比普通混凝土高10%,但其水泥多用10%。因此,水泥用量与梁体混凝土减水剂仍按0.9%掺加。
钢纤维在混凝土中的掺量占混凝土体积的1.3%～2.0%,掺入目的是增加抗裂性。要保证弹性模量满足设计要求,就要减小砂率,砂率减小后,钢纤维掺加量要小,结合拌和实际,每盘水泥用量200kg,钢纤维每袋20kg,当加入40kg钢纤维,每m3混凝土中钢纤维用量在108kg,每盘正好2袋,方便施工,钢纤维占体积比114%,在规定范围之内。
计算钢纤维混凝土配合比水泥用量同梁体混凝土,钢纤维混凝土在同水泥用量下抗压强度比普通混凝土高10%,因此,水灰比允许增大5%。用水量可在169～177kg内调整(表2)。
表2钢纤维混凝土配合比设计按砂率递减发试拌调整结果
序号 砂率/% 水泥/kg 砂/kg 石子/kg 水/kg 钢纤维/kg 外加剂/kg 坍落度/mm 和易性 R28/MPa E28/MPa
1 36 540 621 1100 169 108 4.86 120 泌水 68.8 3.81x104
2 41 540 706 1015 172 108 4.86 140 粘聚性差 76.3 3.86x104
3 46 540 792 929 172 108 4.86 160 粘聚性好 74.1 3.87x104
4 51 540 878 843 172 108 4.86 170 粘聚性好 69.5 3.67x104
经分析测试结果,采用3号配合比,混凝土强度、弹性模量、坍落度均满足设计要求。
4、施工控制
(1)制定施工细则要保证梁体混凝土的施工质量,试配合理的理论配合比是前提,合格的原材料是关键,施工控制也是至关重要的,这一点对高强混凝土更显得重要。按照全面质量管理方法,分析原因,寻找对策,针对原材料加强检查,混凝土的搅拌、浇筑、振捣、养护、拆模等工序,均按照规范作了严格的规定,并在施工前对工人进行了岗前培训。
(2)混凝土拌制准确计量是保证混凝土拌和质量的根本,为此,制定了严格的质量管理制度。前几盘,逐盘检查计量器具示值,使之保持精确。投料全部自动化,精度控制在规范允许范围之内。
(3)浇筑浇筑用泵送施工,先浇筑完梁体,然后浇筑桥面钢纤维混凝土,2种混凝土浇筑间隔约3.5h。首先选择夜间低温施工,其次掺适量缓凝剂,将初凝时间延长至4h以上。进料口坍落度160mm,输送200m距离,入仓坍落度达130～140mm,泵压在28MPa以下,可泵性较好。
(4)蒸养要求混凝土浇筑完毕后,静停6h,升温速度5℃/h,升至45℃后恒温,恒温24h,试压,当强度达53.5MPa时,停汽、降温,降温速度5℃/h,约需6h。
(5)初张拉和终张拉混凝土强度达53.5MPa即可初张拉,拆完模就可施行初张拉,在15～20d龄期对混凝土抗压强度和弹性模量进行检测,当强度达68.5MPa以上,弹性模量达3.70×104MPa以上时,进行终张拉。
5、体会
(1)为保证梁体高强混凝土抗压强度和弹性模量满足设计要求,采用最大石子用量法设计梁体混凝土配合比办法是可行的。
(2)钢纤维混凝土为保证强度和弹性模量满足设计要求,突破了钢纤维混凝土常规砂率在50%～60%的限制,砂率降到了46%,保证了钢纤维混凝土的强度和弹性模量,拓宽了钢纤维混凝土的应用领域。
(3)钢纤维混凝土在低砂率状态下,成功进行了200m远距离泵送,查阅资料,未见先例,实现了技术突破。
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