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孟加拉卡拉夫里三橋混凝土施工淺析孟加拉卡拉夫里三橋混凝土施工淺析摘要:常年的高溫天氣對無摻合料混凝土施工的影響及混凝土施工質(zhì)量的控制。分析施工總結表明:對拌和用水進行降溫以及對粗骨料的清洗有助于降低混凝土拌和溫度,超塑化劑的使用用助于混凝土塌落度的保持及無摻料混凝土的施工。關鍵詞:高強混凝土,高溫天氣,配合比設計,施工控制1前言卡納夫里三橋項目所在地為孟加拉國東南部的世界著名港口城市吉大港,本橋是卡納夫里(Karnaphuli)河上的第三座橋梁,連接起吉大港市和科克斯巴扎爾市。本項目全橋長為950m,寬24.47m;主橋為預應力砼連續(xù)梁四塔矮塔斜拉橋結構,橋長830m,跨徑為115+3200+115m;引橋結構為現(xiàn)澆大孔板梁,橋長120m,跨徑組成為16+422+16m。項目工程范圍還包括1.5km引道(含收費站),350m河岸防護和拆除既有老橋(ShahAmanat橋)等工程。本項目大橋局施工部分共計混凝土2.92萬立方(其中水泥1.33萬噸、砂2.1萬噸、碎石3.16萬噸、外加劑110噸),鋼筋5971噸,預應力鋼筋870噸,斜拉索310噸等。根據(jù)前期料源調(diào)查和相關試驗,砂石采用孟加拉Sylhet產(chǎn)品,水泥采用孟加拉Ruby產(chǎn)品,外加劑采用阿聯(lián)酋Fosroc產(chǎn)品。除試樁鋼筋約100噸采用孟加拉BSRM產(chǎn)品外,其余鋼筋、預應力鋼筋及斜拉索均采用中國產(chǎn)品。本橋下部結構施工采用圓柱體C30標號(立方體C37)混凝土,外加劑選用阿聯(lián)酋FosrocConplast-rp264,上部結構為圓柱體C50(立方體C62)混凝土,外加劑選用江蘇伯特JM-PCA超塑化劑。1.1本課題的目的和意義孟加拉國氣候?qū)贌釒Ъ撅L氣候,濕熱多雨,氣溫年較差小。全年可分為3季:10月至翌年3月為旱季,盛行干燥而較涼的東北季風;4~6月為熱季,4月氣溫最高,月平均氣溫最高可達40.5℃,東南部的吉大港也可達38℃;7~9月盛行西南季風為雨季,降水豐沛,占全年降水量80%。常年的高溫天氣及大降雨量對工程施工造成一定的影響,如何控制混凝土拌合物的溫度及塌落度顯的尤其重要,對整體工程質(zhì)量的控制起到關鍵的影響。在無摻合料的情況下如何提高混凝土的28天強度保證混凝土施工質(zhì)量也具有相當?shù)囊饬x。2.試驗部分2.1原材料的準備2.1.1實驗用水泥2.1.1.1下部結構所使用水泥本工程下部結構采用德國海爾德堡水泥廠生產(chǎn)的42.5級復合硅酸鹽水泥,考慮到此橋跨卡拉夫里河(臨近入???,有潮汐現(xiàn)象,對下部結構的混凝土要求具有抗硫酸鹽腐蝕性能),對下部結構所使用的水泥需做抗硫酸鹽性能試驗42.5級復合硅酸鹽水泥的初凝時間為2小時5分鐘,終凝時間為3小時45分鐘。標準稠度用水量為155ml。2.1.1.1.1硫酸鹽腐蝕機理硫酸鹽腐蝕是環(huán)境中的SO42-與硬化水泥漿的某些組成(水化硫鋁酸鈣、氫氧化鈣)起化學反應,生成二水石膏或鈣礬石,其同相體積比反應物增加一倍多,在水泥石內(nèi)產(chǎn)生很大的膨張應力,造成膨脹開裂以至毀壞。環(huán)境水中SO42-含量不同,能使硬化水泥漿產(chǎn)生不同性質(zhì)腐蝕。當SO42-濃度較低時,它使硬化水泥漿產(chǎn)生硫鋁酸鈣腐蝕。當SO42-濃度大于1000mg/L時,除了硫鋁酸鈣腐蝕外,還會產(chǎn)生石膏型的腐蝕。因為在正常情況下,二水石膏的溶解度為2020mg/L~2100mg/L,25℃硬化水泥漿中飽和Ca(OH)2的溶解度為1200mg/L,故要達到SO42-1000mg/L才會產(chǎn)生石膏沉淀。但鈣礬石的溶解度比石膏的小得多,25℃時為CaO:43mg/L;Al2O3:35mg/L;CaSO4:215mg/L。鈣礬石晶體在SO42-濃度不大時就能產(chǎn)生。故當SO42-濃度小于1000mg/L時,產(chǎn)生的是鈣礬石的腐蝕破壞,而當SO42-大于1000mg/L后,就產(chǎn)生硫鋁酸鹽(鈣礬石)和石膏的混合腐蝕。水泥被侵蝕的外因是外部環(huán)境有侵蝕介質(zhì)(如硫酸鹽或鎂鹽)和侵蝕介質(zhì)的載體環(huán)境水共同存在,環(huán)境水是指水泥混凝土建筑物所處工作環(huán)境中的地面水和地下水;內(nèi)因是水泥水化形成的水泥石內(nèi)有抗腐蝕性差的組分和水泥石不密實,抗腐蝕性差組分是指水泥石中水化產(chǎn)物Ca(OH)2和CSH,水泥石不密實是有孔隙存在,特別是與外部相通的開口孔隙的存在。當外部侵蝕介質(zhì)隨環(huán)境水從開口孔隙入侵水泥石時,Ca(OH)2和CSH與侵蝕介質(zhì)中的SO42-或Mg2+反應生成膨脹性較大的石膏、鈣礬石或松散無膠結能力的Mg(OH)2,久而久之,造成水泥石破壞,通常硫酸鹽侵蝕引發(fā)脹裂破壞,鎂鹽引發(fā)松散剝蝕破壞,硫酸鎂鹽則引發(fā)上述兩種侵蝕破壞[13]。硫酸鹽濃度越大,對混凝土侵蝕越歷害。按照原先美國農(nóng)墾局制訂的標準為依據(jù)[11],在ACI建筑法規(guī)318-3中將暴露在不同硫酸鹽濃度的混凝土侵蝕分為四種不同程度。a)當土壤中硫酸鹽含量小于0.1%或水中SO42-濃度小于150mg/L時,可認為對混凝土沒有侵蝕;b)當土壤中硫酸鹽含量在0.1%~0.2%或水中SO42-含量為150mg/L~1500mg/L時,對混凝土有中等程度侵蝕;c)當土壤中硫酸鹽含量在0.2%~2%或水中SO42-濃度為1500mg/L~10000mg/L時,為嚴重侵蝕;d)當土壤中硫酸鹽含量超過2%或水中SO42-濃度超過10000mg/L時,對混凝土產(chǎn)生非常嚴重的侵蝕。經(jīng)鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心橋梁與基礎檢驗站檢測水泥的耐腐蝕性符合要求經(jīng)武漢理工大學交通工程研究所檢測中心水泥中氯離子及堿含量符合標準要求2.1.1.2上部結構所使用水泥上部結構采用德國海爾德堡水泥廠生產(chǎn)的52.5級普通硅酸鹽水泥。52.5級普通硅酸鹽水泥的初凝時間為2小時25分鐘,終凝時間為4小時05分鐘。2.1.2實驗用砂本項目實驗用砂采用孟加拉Sylhet產(chǎn)品,該砂為中粗砂,符合其規(guī)范要求的級配2區(qū)(見表2.4)2.1.3實驗用石子本項目所使用碎石采至Bholagong大型卵石扎制而成,最大粒徑為20mm,其級配符合技術規(guī)范要求見表2.5表2.5通過B.S.篩子重量百分比2.1.4實驗用外加劑本項目下部結構使用的外加劑為印度產(chǎn)ConplastRp-264型減水緩凝劑,摻量為0.8L/100kg,其中可溶性氯化物含量為0,堿含量小于3g.Na2O當量/每升外加劑,符合技術標準要求。上部結構使用外加劑為PCA(I)高效減水劑,是由江蘇省建筑科學研究院研制開發(fā)的以羧酸類接枝聚合物為主體的復合添加劑,具有大減水、自流平、高保坍、高增強、高耐久性等功能。2.2試驗方法2.2.1混凝土配合比設計下部結構采用圓柱體C30級(立方體C37級)混凝土,水泥為42.5級復合硅酸鹽水泥,設計塌落度為150~200mm,膠凝材料用量不少于400kg/m3,根據(jù)此要求設計出混凝土的配合比為水泥∶水∶砂∶石=1∶0.40∶1.642∶2.437根據(jù)配合比對混凝土進行試拌,得出7D,14D,28D強度如下表表2.6C37混凝土試拌強度上部結構采用圓柱體C50級(立方體C62級)混凝土,水泥為52.5級普通硅酸鹽水泥,設計坍落度為150~200mm,膠凝材料用量不大于500kg/m3,根據(jù)此要求設計出混凝土的配合比為水泥∶水∶砂∶石=1∶0.28∶1.440∶2.139根據(jù)配合比對混凝土進行試拌,得出7D,14D,28D強度如下表3.試驗結果及其分析根據(jù)對圓柱體C3

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