用碎屑配制的C50高性能混凝土在预应力张拉结构中的应用.pdf
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1、用碎屑配制的C 5 0 高性能混凝土 在预应力张拉结构中的应用 陈建大 金立 刘文博。 王克琼 王直平 1 上海建工材料工程有限公司 上海 2 0 0 0 8 6 ;2 上海外经集团控股有限公司 上海 2 0 0 0 3 2 ; 3 上海众合检测应用技术研究所有限公司 上海 2 0 0 0 6 5 摘要:德黑兰北部高速公路位于伊朗北部山区,该地区地质条件复杂,地形险峻 ,常发生地质灾害,非常不利于公路 桥的建设。以此为背景 ,介绍了该项目中C 5 0 高性能混凝土在预应力张拉结构中的设计与研究,选择以碎屑代替河砂配 制混凝土,并通过不同的配合比性能最优的混凝土。通过严谨的设计与研究,确保了桥体
2、结构的施工质量,使工程得 以顺利完工 ,亦为类似工程提供借 鉴。 关键词:德黑兰北部高速公路 C 5 0 混凝土 碎屑配合比 预应力张拉结构 中图分类号:T U 5 2 8 3 1 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 4 - 1 0 0 1 ( 2 0 1 4 ) 0 8 0 9 8 4 0 3 Ap p l i c a t ion o f C5 0 Hig h P e r f o r ma n c e Co n c r e t e Pr e p a r e d b y De b r i s t o Pr e s t r e s s e d T e n s ion i n g St r u
3、c t u r e Ch e n J i a n d a J i n L i p i n g L i u We n b o 。 Wa n g K e q i o n g Wa n g Zh i p i n g 1 Sh a n g h a i J i a n g o n g En gin e e r i n g Ma t e r i a ls Co , L t d S h a n g h a i 2 0 0 0 8 6 ; 2 Ch i n a SF E CO Gr o u p Sh a n gh a i 2 0 0 0 3 2 3 Sh a n g h a i Z h o n g h e T
4、 e c h n o l o g y Re s e a r c h a n d Ap p l ic a t i o n o f De t e c t i n g Co , L t d Sh a n g h a i 2 0 0 0 65 1 工程概况 德黑兰北部 高速公路连接伊朗首都德黑兰和北部里海 旅游城市查卢斯,全长约1 2 0 k m,其中一期工程路线全长 3 1 4 8 k m。该线路地 处伊 朗北部 山区 ,路线经过地 区最高 海拔3 2 5 0 m,沿线地形困难 ,地质复杂 ,沿线多为悬崖峭 壁 ,地震活动频繁 ,地表植被较 少,雨量稀少,在个别标 段有雪崩等灾害。 2 混凝土配合
5、比设计工作难点 本项 目设计桥 梁 共2 2座 ,设计 C5 O混凝 土方量 为 1 8 9 1 0 m 。其 中,B R 一 6 特 大桥上部结构设计 为大跨度波 形钢腹板P C 组合连续箱梁,设计C 5 0 混凝土量为8 1 8 5 m , 且均为泵送混凝土,最大泵送高度达8 0 m。 混凝土配合比设计难点有: ( a)水泥问题 :伊 朗本地水泥强度偏低 ,而钢腹板 P C 组合连续箱梁C 5 0 混凝土需要5 d 之内预应力强度要求不 低于4 5 M P a ,而且 由于无粉煤灰掺入,使用单一水泥胶结 料易造成水泥用量偏大、水化热高而易产生箱梁裂缝。 ( b) 天然河砂 问题 :由于没有
6、合格品质的河砂 ,所 使用的水洗古河道砂存在级配不良、颗粒偏粗 的现象,因 aL _ | 一 作者简介:陈建大 ( 1 9 8 2 一),男,硕士研究生,工程师。 通讯地址:上海市黎平路2 0 4 号技术中 b , 2 0 5 室 ( 2 0 0 0 8 6 )。 收稿 日期:2 0 1 4 0 6 1 8 9 8 4 I 建 筑 旆 工第 3 6 卷第 8 期 此造成 了混凝土浆体包裹面不足、混凝土易泌水离析 、混 凝土黏聚性不良以致泵送 困难等质量问题 ,不仅如此 ,由 于水洗古河道价格 太高 ,混凝 土还会产生成本难以控制的 问题。 ( C)石屑 问题 :现场加工的石屑存在细度模数大、
7、石粉含量高等缺陷 ,若使用常规方式配制所需要的混凝土 时,则该石屑对C 5 0 混凝土在施工和 强度性能方面都存在 很大不利影响。 ( d) 外加剂问题 :一 方面 ,当前 已有的粉状萘 系外 加剂存在减水率偏低 、混凝土保坍功能不佳等特点 ,易造 成 混凝 土性能不稳定 ,坍落度损失大 ,导致现场 泵送 困 难 。 3 C 5 0 高性能混凝土的配制技术n 3 1用萘系配制C S 0 高性能混凝土 3 1 I 用天然河砂 配制C5 0 的混凝土性能对 比 表 1 用天然河砂配制C 5 0 混凝土的配合 比 试件 水 水泥 砂 石子 外加剂 编号 K e r m a n B o j n o u
8、 r d 河砂 碎屑 5 2 5 m m 5 1 6m m Z WL - I V萘系 聚羧酸 l l 9 3 4 9 5 0 7 5 8 O 9 0 4 1 0 0 4 9 5 O 2 1 9 3 4 9 5 0 8 8 0 0 8 8 2 1 o 0 5 9 4 0 从表1 、表2 的c 5 0 混凝土工作性和强度可知 ,当采用 不同的砂率来配制时 ,在用水量和外加剂掺量不到位的情 况下,对应的混凝土的工作性和强度都 受到较大的影响, 但是按照上述的强度数据 ,本配合 比不能满足工程所需要 的5 d 达 I 4 5 MP a 的预应力张拉条件。 表2 用天然砂 配制C 5 0 混凝土的强度和
9、工作性能 坍落度, 扩展度 强度 MP a 试件编号 初始 4 5 m l n 3 d 5 d 7 d 2 8 d l l 7 0 5 0 5 5 0 3 2 4 4 3 4 4 8 1 5 6 8 2 I 5 O , 3 3 0 无状态 2 7 7 3 8 8 | | 3 1 2 不 同碎屑掺 量对 混凝土工作性和强度 的影响 表3 不同碎屑掺量配制C 5 0 混凝土的配合比 试件 水 水泥 砂 石子 外加剂 编号 K e n n a n B o j n o u r d 河砂 碎屑 5 2 5 m 瑚 5 一 l 6 m m Z WL I V 萘系 聚羧酸 5 1 9 3 4 95 0 6
10、2 0 2 00 8 oo I o o 5 94 0 6 l 93 4 95 0 4 2 0 40 0 8 00 1 OO 6 44 0 7 l 9 3 4 9 5 0 4 8 0 3 4 0 8 0 0 l 0 o 6 1 9 0 表4 不同碎屑掺 配制C 5 0 混凝土的强度和工作性能 坍落度 扩展度 强度 MP a 试件编号 初始 4 5rain 4 d 5 d 7d 2 8 d 5 2 O 0 , 5 1 5 l o o 3 8 5 5 3 9 6 2 l 0 4 3 5 8 5 3 8 2 , 5 0 4 7 1 9 5 5 3 5 1 4 0 3 0 2 4 8 -3 注:编号为7
11、 的试块成型和拆模后试块抹面不到位,存在尺寸变小以及边角破碎等 缺陷。 从上述2个表格 的C 5 0 混凝土工作性和强度 可知,在 由2 5 、4 0 和5 0 的碎屑部分取代天然砂配制c 5 0 混凝土 时 ,混凝土的工作性在碎屑取代量为4 0 8 ,- - ,性能较好 , 只是对应的强度偏低。 3 1 3 不 同厂 家的水泥对C 5 0 混凝土性 能的影 响 表 5 不同水泥厂 家配制C 5 0 混凝土的配合比 试件 水泥 砂 石子 外加剂 编号 水 K c r m a n B o j n o u r d 河砂 碎屑 5 2 5 m m 5 1 6 m m Z WL I V 萘系 聚羧酸
12、9 1 9 3 4 9 5 0 4 8 0 3 4 0 8 0 0 l 0 O 6 1 9 0 1 0 I 9 3 4 7 5 0 4 2 0 4 0 0 8 2 0 1 0 O 6 8 9 0 1 1 l 9 3 4 8 5 0 4 8 0 3 5 0 8 0 0 l 0 0 6 _ 3 1 O l 5 I 9 3 O 49 5 48 0 3 4 0 8 00 l 0 0 6 I 9 0 1 6 1 9 3 0 4 7 5 4 2 0 4 0 0 8 2 0 1 o o 6 8 9 0 l 7 l 9 3 O 4 8 5 4 8 0 3 5 0 8 0 0 l o o 6 3l O 表 6
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- 碎屑 配制 C50 性能 混凝土 预应力 结构 中的 应用
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