C20~C35
>C35
Sn(Mpa)
4.0
5.0
6.0
T梁50#砼的Sn值取为6.0Mpa,强度保证率为95%;
砼的试配强度为:
Rp=R+tSn
=50+1.645*6=59.87Mpa
因武汉全年的气温相差较大,夏季高温时与冬季低温时不能使用同一个配合比,在选定配合比时就需要按冬季和夏季分别选定配合比。
28天强度要达到60Mpa,4~5天要达到50Mpa,用525R水泥配制的配合比,每方水泥用量为565kg时,其28天强度只能达到56Mpa,4天只达到35Mpa,在用水量为190时,其坍落度只能达到5cm,不能满足设计及施工工艺要求,且水泥用量超过规范规定,只有掺加性能优良的处加剂来满足施工工艺要求。
在确定选用江苏武进生产的NF-1高效减水剂之后又进行了20多次的试拌对比,选定的冬季施工配合比为:
水泥:
砂:
石:
水:
减水剂=450:
759:
1138:
170:
2.7
=1.00:
1.69:
2.53:
0.38:
0.006(坍落度为10.0cm)
配合比每m3水泥用量为450kg,不超过500kg/m3,满足规范要求。
T梁属于配筋较密,断面高且狭长的薄壁钢筋砼结构,按规范规定,砼入模时其坍落度选用7~9cm,考虑到砼与钢筋及模板的接触面较大,选定配合比时采用40%的砂率,使砼能达到内实外美。
基准配合比3天抗压强度是42Mpa,5天抗压强度是52Mpa(能满足张拉要求),28天抗压强度是61Mpa。
在冬季施工配合比的基础上,又进行多次的试拌,比选出夏季施工配合比为:
水泥:
砂:
石:
水:
外加剂=442:
778:
1119:
170:
3.315
=1.00:
1.76:
2.53:
0.385:
0.0075(坍落度为12.0cm)
此基准配合比合比3天抗压强度是44Mpa,5天抗压强度是54Mpa,28天抗压强度是61Mpa由于夏天的温度相对较高,坍落度的损失较大,所以在选定配合比时的坍落度就偏大些,以满足砼运至浇注点时的入模坍落度。
所选定的配合比由工地试验室现场取各材料的样品再次进行复核,经证实无误,方可用于施工中。
2.施工控制:
2.1工序控制
砼的施工过程包括砼的配料、搅拌、运输、浇注、养护和拆模等工序,严格控制好砼施工的每道工序是提高砼施工质量的重要手段。
2.1.1配料及搅拌过程
配料要做到两点:
(1)各项材料与理论配合比所选材料相符;
(2)计量准确,砂石计量准确到1%,减水剂、水、水泥精确到0.5%。
在府沦河大桥的T梁砼施工中,配料方式采用两台电子配料机(陕西生产的HPW-1200C型电子配料机,配料精度可达0.5%,经湖北孝感市计量所检定合格,每半年检定一次,同时在施工过程中随时自校或定期自校),同时给四台拌合机供料(两台750L自落式搅拌机,两台500L强制式搅拌机)。
当砼开盘前及砼施工过程中,工地试验人员都要负责检查水泥、砂、石、减水剂等各项材料与理论配合比所使用的材料是否相符,以及配料机械计量是否准确,同时现场测定砂石含水率及减水剂的浓度,确定施工配合比,在砼拌制及出料过程中,注意观察砼的含砂率、和易性是否正常,在砼出料时测定坍落度,规范规定,坍落度要做到每盘都要测定。
每片梁的试件取样要具有随机性、代表性,能反映T梁砼的真实施工情况,用于控制T梁张拉的试件,放置在梁体上与梁体同条件养护。
2.1.3运输:
T梁高标号砼的运输主要考虑到尽量避免延长时间,减少坍落度的损失,从砼搅拌站到制梁场,最远的运输距离是250m。
在刚开始施工时,曾考虑用三种运输方式:
砼罐车运输、平车运输及自御汽车运输。
经过现场的多次使用测定,比较出平车和自御汽车还比较适宜制梁场的砼运输。
罐车运输存在一个缺点就是因T梁砼水泥用量比较大,在掺加外加剂后,砼状态比较粘稠,吸附力较强,倒出很慢,且罐车内壁粘附较多,倒不干净,往往运至浇注地点时,坍落度的损失已比较大,对砼的入模质量影响较大。
从拌合场至最远浇注距离有150m,用自御汽车运输至浇注地点,倒入料斗,再由龙门吊吊至梁体上浇注,整个运输过程需8~15min,坍落度的损失在1~4cm,夏天高温时,坍落度出料时控制在12cm左右,运至浇注点,还有8~9cm,完全可满足浇注工艺要求。
冬天或不是高温时期的砼坍落度损失要小些,在1~2cm,坍落度出料时的坍落度控制在10cm左右,也可满足施工工艺要求。
整个施工现场场地平坦,砼运输至浇注地点不出现砼离析、分层现象。
2.1.4浇注及振捣:
浇注及振捣是施工中关键且复杂的工序,对砼质量的好坏起着十分重要的作用,它必须保证砼有良好的密实性和整体性,以满足设计所需的强度和耐久性等各项指标。
工地现场采用变频附着式振动器和插入式捣固器配合振捣。
变频式附着式振动器又分为普通附着式振动器和高频附着式振动器,其性能及优缺点简介如下:
A、普通附着式振动器:
震动频率低(2800~3000r/min),震幅大,效率低且重量大(38~60kg/台)。
安装辅助时间长,但对大颗粒骨料效果显著,粗次振动效果好。
B、ZF150~250KZ高频附着式振动器与BPB150~250KVA配套电源:
①.激震频率高(9000r/min),激震力大(11.5KN)。
②.重量轻(21kg/台),使用方便,效率高,装卸一台仅需30秒钟。
③.震幅小,对钢模板的损坏小、寿命长,其使用寿命为普通震动器的8倍以上。
普通附着式振捣器对砼的粗振效果比较好,在砼下料时能在短时间内使砼能基本塌平,而高频率附着式振捣器对砼拌合物中的复振效果显著,通过对砼的复振,能充分将砼中的气泡、水泡等逐渐排出。
为了充分发挥捣固器的优点,在砼捣固中采用高频率、低频率及插入式振捣器相结合的复合振动。
附着式震动器部署如图1:
图1
图1:
一片5m长边模上捣固器的配置
2.1.5砼浇注方式:
因T梁腹板高而狭窄、钢筋密,特别是波纹管变坡位尤为突出,如果砼浇注方法不对,难免在波纹管爬坡地段出现蜂窝、麻面、水纹,甚至砼断层。
T梁砼浇注时,将梁体划分为采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区分段进行(见图2)。
按常规方法浇注从Ⅰ到Ⅱ区至Ⅲ区结束,则在Ⅲ区易出现分层等不良现象,Ⅰ、Ⅱ区不易出现,分析Ⅰ、Ⅱ区不出现分层等的主要原因是:
T梁砼浇注从Ⅰ区端头开始到Ⅱ区端头结束。
砼开始浇注时,因T梁腹板断面由宽变窄,腹板内砼从断面宽处下料到腹板底部,在震动器振动作用下,砼向前挤压流动,接触面由宽变窄,沿波纹管由下向上冒出,砼中的水泥浆带动砼中的砂粒、碎石往上挤压流动,砼不易产生离析等现象,故此段砼很容量捣固密实,不会出现波纹管阻挡砼而导致分层。
分析Ⅲ区出现不良现象的原因:
当砼从Ⅱ区浇注到Ⅲ区时,因Ⅲ区腹板断面开始由窄变宽,如果砼施工采用与Ⅰ、Ⅱ区相同的方向时,波纹管下部分砼是在强力振动作用下从波纹管上向下漏,很容易因梁体内波纹管和钢筋的堵塞,砼中的水泥浆成分先漏下去,碎石落得较慢,这样砼容易产生离析,砼的状态不好,导致T梁表面产生蜂窝、麻面,甚至分层。
相反,如果采用砼浇注从Ⅱ区到Ⅲ区交界时,采用从Ⅲ区端头重新开始向Ⅱ区浇注,其原理与Ⅰ、Ⅱ区相同,就不会出现上所述不良现象.
Ⅰ区
Ⅱ区
Ⅲ区
图2:
梁区段划分图式
2.1.6T梁砼浇注施工:
由附着式捣固器位置安装图可知,高频率与低频率附着式捣固器对T梁马蹄及腹板下部的振捣作用显著而对腹板上部作用微小。
为解决腹板中、上部的振捣,砼捣固时采用插入式震动器协助附着式震动器共同作业的施工方法。
砼采用斜向分层进行浇注,按其和易性能成自然坡度。
当砼料斗下料时,先开普通附着式震动器振动,至砼拌合料全部进入腹板基本塌平之后停止振动。
开动高频率附着式震动器,使腹板内的砼拌合料迅速排气、提浆,表面平坦、泛浆、停止下沉时停止振动。
在整个振捣过程中,普通及高频附着式振捣器实行交叉分段振捣,普通附着式震动器的振捣时间约为20秒左右,高频率附着式震动器的总的振捣时间为40秒左右,也可根据砼的和易性进行具体调整。
在砼已经基本密实之后,隔十多分钟之后再进行振捣1~2次十几秒钟,能让砼内的气泡等充分排尽。
当一段腹板砼拌合料灌满以后,再用插入式捣固器沿腹板进行震捣,相邻插入点间距不得大于40厘米,在捣固时应注意快插慢提,不能在砼中留有空洞,不得碰撞钢筋与波纹管,在梁的端头部位须加强插入式捣固器的振捣。
2.1.7养护:
砼的硬化过程,就是水泥进行水化作用的过程,在砼的拌合成型时,砼拌合物中所含水分已足够进行水化作用的需要,但在正常情况下,空气中相对湿度较小,特别是炎热的夏季,磔水分会不断被蒸发掉,造成砼由表及里逐渐脱水,如不及时加强早期养护,砼极易产生干燥收缩裂纹,同时因失水太多,还阻滞了砼的继续硬化甚至停止下来,严重影响砼的质量,所以应使砼处在一个良好的硬化环境,采用湿热处理,加速其水化作用,促进胶凝材料的硬化。
冬季气温较低,施工难度较大,一般采取控制砂石干燥(必要时加热),拌和水采用两套加热装置,循环使用,水温达到75℃左右,拌制出的砼温度在10~22℃之间,砼灌注完毕后,及时搭设暖棚,内生炭火,上安置有水的铁锅,一方面暖棚内的温度可上升,同时水的蒸气可满足砼水化所需要的湿度,保持其环境温度在35~38℃之间。
下步准备考虑使用蒸气锅炉在冬季施工时对砼进行养护。
2.1.8冬季砼热工计算:
Tb=[a(tsWs+tgWg+tcWc)+btwWw+b(PsWsts+PsWsts)-B(PsWs+PgWg)]/[a(Wc+Ws+Wg)+bWw+b(PsWs+PgWg)]
Tm=0.16(Tb-Td)
Tc=(αt+0.032n)(To-Ta)
式中:
Tb----砼拌合物合成后的温度(℃),Tb≥Tm+Ts+Tc
Tm----砼拌和物在搅拌过程中的热量损失(℃)
Ts----砼拌和物在运输、浇筑过程中的热量损失(℃)
Td----搅拌棚内温度(℃)
(其它符号的名称略,详见JTJ041-89的13.2.8条)
计算一盘砼冬季施工时从配料至浇筑成型的温度损失情况:
一盘砼的材料用量为:
水泥:
砂:
石:
水:
外加剂
=200:
338:
506:
76:
1.2
现场测定水泥的温度为20℃,砂、石的温度各为5℃,砂含水为2%,石含水为0%,拌合水加温至75℃,室外气温为5℃,将各符号的数值代入公式中,算出:
Tb=22.3℃,Tm=2.88℃,Ts=1.72℃
Tb>Tm+Ts+Tc=2.88+1.72+5=9.6℃(满足施工要求)
经现场进行砼的温度测定,砼入模的温度是13.2℃,基本与计算的相稳合,达到冬季施工对砼入模温度大于5℃的要求。
夏季一般安排夜间进行施工,保证砼入模前的温度不超过32℃,砼浇注完毕,初凝后及时用麻袋覆盖,洒水,保持砼表面湿润,养护7~14天。
3.社会效益方面
3.1强度稳定情况方面:
从现在已施工的1300片梁的强度资料显示,砼的强度比较稳定,强度值在55~63Mpa之间,张拉的强度一般在4~5天达50Mpa以上。
3.2经济效益方面:
T梁的配合比经过优化设计,每方至少节约水泥110kg,经济效益可观,且砼通过掺加高效减水剂之后,其和易性提高,更有利于T梁内实外美。