公路工程水泥混凝土配合比设计坍落度的合理选择及应用论文_李世雄

(云南公路工程试验检测中心 云南 昆明 650000)

【摘 要】本文结合云南省多条高速公路及国省干道改建过程中的配合比设计情况,综合考虑拌合、运输、浇筑等方式,在分析总结影响坍落度主要因素的基础上,结合工程实际情况选定坍落度范围,确定是否选用减水剂,并推荐不同运输、浇筑方式及结构部位条件下合理的坍落度范围,以期为配合比设计时选择合理的坍落度范围提供参考。

【关键词】水泥混凝土;坍落度;工作性;坍落度损失;施工工艺

【中图分类号】U414 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)18-0200-02

公路工程混凝土的试配强度,应根据设计强度等级,并考虑施工条件及原材料质量的差异和波动,按照《公路桥涵施工技术规范》附录B2计算确定。混凝土的工作性能宜根据结构物和施工工艺特征,在满足工艺要求的前提下,采用低坍落度。

1.选择坍落度要考虑的主要因素

1.1 拌合方式

目前,在国省干线改建工程中,混凝土生产多采用单机、分散生产方式。承包人施工人员水平参差不齐,导致混凝土工程处于低质量、缺少检测、没有数据的状态,因此造成工程质量低下,耐久性不高。现场搅拌后用人力车或机动翻斗车直接运输入模,这种搅拌方式自动化程度低,易出现坍落度不稳定、离析等。把水泥、砂子、碎石、外加剂等投入到混凝土搅拌及集中生产,然后用搅拌运输车运抵现场进行浇筑。集中搅拌站自动化程度高,无论从产量还是质量上都明显比现场搅拌好。采用集中拌合的工程,在配合比设计时就要考虑坍落度要满足装车和卸料的需要,一般说来,运抵现场在卸料的时候,坍落度应保持在120mm以上。

1.2 运输方式

新拌混凝土的运输是混凝土施工中的一个重要环节,对工程质量和施工进度影响较大。由于新拌混凝土不能过久的存放,而且在运输过程中对周围环境的影响比较敏感,运输方法不当将会降低混凝土质量, 甚至造成废品,因此要解决好混凝土的拌和、运输和浇筑之间的相匹配问题。

新拌混凝土的运输包括两个运输过程:一是从拌和机前到浇筑地点,也叫水平运输;二是从浇筑地点搬运到模板内,也叫垂直运输。这里讲的是从拌和机到浇筑地点的水平运输。比较常见的运输方式有人工搬运(手推车等)、翻斗车(机动)、混凝土搅拌运输车、自卸汽车(对低坍落度混凝土)、混凝土泵等,现场要根据工程规模、距离远近和自身具备的情况等合理选择。

1.3 入模方式(垂直运输)

混凝土浇筑指的是将混凝土浇筑入模直至塑化的过程,即垂直运输,混凝土的入模方式通常有泵送入模、吊斗入模、溜槽入模、机动翻斗车入模等。人力车、机动翻斗车等入模方式对坍落度要求一般在50~70mm;溜槽入模需要的坍落度跟溜槽的架设角度有关,一般需要150~180mm左右;吊斗入模一般120~150mm;泵送的坍落度一般在150mm以上。

2.坍落度范围的选定

2.1 现场拌合+人力车或机动翻斗车(短距离)运输直接入模组合

随着混凝土技术的进步及对拌合物质量要求的提高,此组合方式的施工工艺使用的越来越少,目前公路建设中,在高边坡浇筑混凝土框格梁护坡、涵洞盖板等小型预制件以及一些混凝土搅拌运输车无法到达的地方。对该类组合,由于拌合后马上浇筑,也不用减水剂,因此基本不考虑坍落度损失,坍落度设计按50~70mm设计即可。

2.2 集中拌合+混凝土搅拌运输车+起重机械配合吊斗入模组合

在云南公路建设过程中,由于地形起伏、高山峡谷相间、断陷盆地错落、江河纵横、湖泊棋布,桥梁工程占了很大的投资比例,墩柱、系梁、盖梁、预制梁板等分项工程基本都是次类组合。起重设备一般采用塔吊、汽车吊、龙门吊等。

对此工艺组合,考虑到混凝土搅拌运输车能流畅的卸料,吊斗也就可以流畅卸料,再加上坍落度损失按20~30mm计,可以选定设计坍落度140~160mm,若运距较远,可通过试验在此基础上提高设计坍落度;对于预制预应力T梁或空心板梁,由于钢筋比较密,可以选择160~180mm,增加混凝土的流动性,减少浇筑出现空洞的概率。

2.3 集中拌合+混凝土搅拌运输车+泵送车(机)入模组合

次类工艺组合在公路建设中也较为常见,一般用于桥梁工程现浇箱梁,在立交区主线桥或匝道桥,或者其他路段处于弯道上的桥梁,一般都采用现浇工艺。在隧道工程中,隧道二衬抗渗混凝土基本都采用泵送入模。为了减少入泵后由于各种原因造成的“堵管”现象,混凝土坍落度不能太小或太大,泵送高度不大于30米时可选择配合比设计坍落度160~180mm,泵送高度大于30米时可考虑酌情增加坍落度。

2.4 集中拌合+混凝土搅拌运输车+溜槽(有长有短)入模组合

此类工艺组合一般用于桥梁工程桩基、承台(或桩顶系梁),或者路基混凝土下挡墙及抗滑桩(再加导管减少混凝土离析)等工程部位的施工。对于承台、抗滑桩及下挡墙等工程部位,一般溜槽不会长,混凝土搅拌运输车能流畅卸料时,溜槽也能流畅的输送混凝土,可以考虑设计坍落度为140~160mm,对于桥梁桩基水下混凝土,由于需要具有很好的流动性,以便达到混凝土自密实,这就需要设计坍落度介于200~220mm,运抵现场浇筑时保证不能少于180mm,而且由于受水的影响,一般会比同条件下的陆上混凝土低一个强度等级,所以设计时应提高一个强度等级,如设计强度等级为C25,试配强度应配应该C30级。

3.减水剂的合理选用

对普通混凝土而言,根据以往配合比设计经验,特别是在国道320线永保桥至龙陵段改建项目八个合同段的配合比设计及日常质量管理过程中,在不使用减水剂的情况下,使用砼搅拌运输车运输90~110mm坍落度是比较合适的,若再增大坍落度,新拌混凝土黏聚性和保水性都会下降,强度离散性变大,而且为保证水胶比,增加水泥用量也是不经济的。若是减小设计坍落度,不足以保证由于水分蒸发和集料吸水造成的坍落度损失。

以保山潞江坝三达地大白河石场碎石加小坪子砂场河沙为例,选择不使用减水剂、使用奈系减水剂和聚羧酸减水剂三个方案拌制混凝土,水胶比0.50、设计坍落度140~160mm,新拌混凝土用水量、黏聚性、保水性及每立方砼水泥用量。

4.结语

根据实践经验,可得出以下结论:现场搅拌板车(或翻斗车)运输入模(人工入模)这样的条件下,可选择50~70mm的设计坍落度;在搅拌设备较落后、没有精确的计量系统时,不建议使用减水剂;水下混凝土(钻孔灌注桩)建议设计坍落度为200~220mm,隧道二衬等泵送混凝土、T筋特密的梁板等部位建议设计坍落度为160~180mm。采用减水剂时,必须要考虑坍落度损失的问题,并根据工地实际情况对经时坍损进行合理测定。除对坍落度的要求外,还应考虑混凝土具有较好的黏聚性和保水性。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)[M].北京:人民交通出版社,2011.

[2]张明征.高性能混凝土配制与应用[M].北京:中国计划出版社,2003.

论文作者:李世雄

论文发表刊物:《建筑知识》2017年18期

论文发表时间:2017/9/19

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