寒冷地区城市小型道桥高品质混凝土研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 6 期 (总 第 2 6 0 期 ) Nu mb e r 6in 2 0l 1 ( To t a l No 2 6 0) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THEORETI CAL RESE ARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 6 0 0 1 寒冷地区城市小型道桥高品质混凝土研究 唐明 。蒋祖宁 ,刘宏 亮 ,李婧琦 ( 1 沈阳建筑大学 材料科学 与工程学院,辽宁 沈阳 1 1 0 1 6 8 ;2 鞍山市千 山区齐大山镇政府 ,辽宁 鞍山 1 1 4 0 4 1 ) 摘
2、要 : 为提高寒冷地 区城市小型道桥普通混凝土T程 的内在质量 和表面质量 , 结 合某桥梁工程的不 同部位 、 不同强度等级混凝 土的设 计及施工验收技术要求, 探索了普通混凝土高品质建造的配合比优化、 表面质量的保证、 桥墩高耐冻融循环和桥面混凝土耐盐冻的相关技 术特征 。 研究表明, 掺聚羧酸高性能减水剂的混凝土试件的混凝土表面状况最好 , 气泡总数 、 单位面积上 的气泡数和气泡平均半径 3个指标 均最小 掺萘系高效减水剂的指标次之, 掺氨基磺酸盐高效减水剂的试件 3 个指标均最高。 基准混凝土氯离子渗透系数较高, 普通强度等级 的混凝土掺人聚羧酸减水剂和优质掺合料 , 具有很好的耐氯
3、离子渗透能 力, C 4 0复掺的效果最佳 , 氯离子渗透性很低 。 C 3 0 桥墩混凝土 3 0 0次 冻融循环其强度损失为 7 6 , 表面无剥落现象 ; C 4 0混凝土桥面板混凝土的耐盐冻试验其质量损失率小于 3 8 ; 表现 出很好的抗冻性 。 关键词 : 泵送混凝土;分形 ;掺合料 ;氯离子渗透;孑 L 隙 中图分类号 : T U 5 2 8叭 文献标志码: A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 6 0 0 0 1 一 O 4 St u dy on h i gh pe r f or ma nc e c onc r e t e u s e d
4、 i n mi ni a t u r e b r i d ge o f c i t y i n c ol d a r e a T ANG M i n g , J I AN GZu - n i n g , LI U Ho n g - l i a n g , LI J i n g - q i 。 ( 1 S c h o o l o f Ma t e ri a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g , S h e n y a n g J i a n z h uUn i v e r s i t y , S h e n y a n g1 1 叭 6 8
5、 , Ch i n a ; 2 A n s h a n C i t y Qi a n s h a n Qi d a T o w n Go v e r n me n t , An s h a n 1 1 4 0 4 1 , Ch i n a ) Ab s t r ac t : I n o r d e r t o i mp r o v e t h e i n t e m a l a n d s u rfa c e q u a l i t y o f o r d i n a r y c o n c r e t e u s e d i n mi n i a t u r e b rid g e o f
6、c i t y i n c o l d a r e a, e x p l o r e s t h e r e l a t e d t e c h n o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e o p t i m u m m i x p r o p o r t i o n f o r h i g h q u a l i t y b u i l ding o f o r d i n a ry c o n c r e t e, s u r f a c e q ua l i t y g ua ran t e e , a n d h
7、i g h r e s i s t a n c e t O n a t ur a l fre e z e t h a w c y c l e o f pi e r s , a n d s a l t fro s t r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e for b rid g e d e c k, Co mb i n e t h e s tud y o n t he d i ff e r e n t p a ns o f t h e c e r t a in bri d g e e n g i n e e rin g , t h e d i ffe r
8、 e n t s t r e n g t k g r a d e o f t h e c o n c r e t e d e s i g n a n d t h e c o n s t r u c t i o n t e c h n i c a l r e q u i r e me n t s T he r e s u l t s s h o w t h a t t h e c o n c r e t e s a mp l e s wh i c h mi x e s wi t h p o l y c a r b o x y l i c a c i d h a s t h e b e s t s
9、 u rfa c e a p p e a r a n c e An d i t s t o t a l b u b b l e s t h e n u mb e r o f b u b b l e s i n u - n i t e a r e a a nd a v e r a g e v a l u e o f b u b b l e s a r e a l l t h e l e a s t Th e s e i n d e x e s o f c o n c r e t e s a mp l e s wh i c h mi x e s wi t h e f f e c t i v e n
10、 a p h t h a l e n e wa t e r r e d u c i n g a g e n t t a k e s s e c o n d p l a c e An d t h e s e i n d e x e s o f c o n c r e t e s a mp l e s whi c h mi x e s wi t h a mi n o s u l f o n i c b a s e d s u p e r p l a s t i c i z e r i s t h e h i g h e s t T h e c h l o r i d e io n p e r me
11、 a b i l i t y c o e ffi c i e n t o f s t a n d a r d c o n c r e t e i s s u p e rio r I f o r d i n a r y c o n c r e t e mi x e s wi t h p o l y c a r bo x y l ic a c i d a n d s u p e r i o r a d mi x t u r e , i t s a b i l i t y o f e n d u r i n g c h l o rid e p e r me a b i l i ty a r c v
12、e ry g o o d C4 0 c o n c r e t e h a s t h e b e s t e ffe c t b y c o mb i n e d a d mi x t u r e o ft h e s e two k i n d s o fma t e r i a 1 I t s c h l o rid e i o np e n e t r a t i o ni sv e ry l o w Th e s t r e n g t hl o s s o f C3 0 c o nc r e t eus e di np i e r si s 7 6 a ft e r 3 0 0t
13、i me s o ffre e z e t h a w c y c l e s An dt h e r ei s n ofla k ep h e n o me n o n o nt h e s u r f a c e o fi t I nt h e e x p e r i me n t o f s a l t fro s t r e s i s t an c e o fc o n c r e t efor bri d g e d e c k t h ema s sl o s s r a t ei sl e s s t ha n 3 8 An di t s h o ws g o o d fre
14、e z i n g r e s i s t a n c e Ke y w or ds : p u mp i n g c o nc r e t e; fra c t a l ; a d m i x tur e; c h l o rid e p e r me a b i l i ty; p o r e 0 引言 寒冷地区公路混凝土路面及混凝 土桥涵构造物 内在与外 观质量 欠佳 , 内在质量主要表现在局部混凝土施1 一 振捣密实度 不足, 外在质量表现在混凝土路面及构造物表面气孔较多, 特别 是模板夹角部位 , 振捣排气不充 分, 昆 凝 土构造物 的暴露面密 实欠佳, 不仅影响外观质量, 严重的
15、导致渗透性增大 , 腐蚀气体 或有害冰雪水 、 盐水等长驱直入 , 抗冻性 、 抗盐冻性等耐久性明 显不足。 许多 程竣 工后一个冬季就发生了严重的破坏 。 为提高寒冷地区城市小型道桥普通混凝土工程的内在质 量和表面质量, 结合辽宁地区某桥梁_工程的不同部位、 不同强 度等级混凝土的设计及施_T验收技术要求 , 探索了普通混凝土 高品质建造的配合比优化 、 表面质量的保证 、 桥墩高耐冻融循 收稿 日期 :2 0 1 O - 1 2 1 9 基金项目:国家 自然科学基金资助 ( 5 l 0 7 8 1 4 7 ) 环和桥面混凝土耐盐冻 的相关技术特征。 1 材料与试验 方法 1 1 设计对材料
16、的基本要求 鞍山某小型桥梁工程为新建 8 跨 T型简支梁桥 , 该桥南北 两端 长度 约为 l 3 5 m, 桥面宽度 3 3 m, 桥梁设计 洪水水位参 照 上游已建桥, 下部结构采用钢筋混凝土桥台, 六柱式桥墩及混 凝土盖梁 , 单排钻孑 L 灌注桩基础 , 在桩与墩之 间设置系梁 。 该桥的主要技术要求如下 : ( 1 ) 设计荷载: 城市 A级, 人群荷载 3 5 k N m: 。 ( 2 ) 计算行车速度 : 5 0 k m h 。 ( 3 ) 地震烈度 : 按 7 级设防。 设计对材料的基本要求如下: 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ( a ) 混凝
17、 土桥伸缩缝 损害 ( b ) 防 撞墙 的冻 害 图 1 一个冬季混凝土损害情况 ( 1 ) 混凝土: 预制 T梁采用 C 3 0混凝土, 现浇盖梁、 桥墩 、 钻 孑 L 桩及 系梁采用 C 3 0混凝土 , 搭板采用 C 2 5混凝土 ; 栏杆柱 、 栏 杆下撑等采用 C 3 0 混凝土; 桥面铺装采用 1 0 c m C 4 0防水混凝 土及 9 c m沥青混凝土 ; 人行道基础采用 l 5 3 0 5 c m泡沫混凝土。 ( 2 ) 钢筋 : 应 符合 G B 1 4 9 9 2 2 0 0 7 钢 筋混凝土用钢 带肋 钢筋 标准规定, 直径1 2 IT lr l l 者 , 采用
18、HR B3 3 5钢筋; 直径 1 2 1 T l I n者 , 采用 R 2 3 5钢筋。 ( 3 ) 钢板: 应符合 G B 7 0 0 2 o 0 6 碳素结构钢 标准规定的 普通碳素结构钢 ( A 3 ) 。 ( 4 ) 支座和伸缩缝: 支座采用 2 0 0 mmx 3 0 0 ton i 四氟板式橡 胶支座 , 伸缩缝采用 S G F 一 1 2 0型。 1 2高品质化 应考虑 的混凝 土 问题 如前所述, 设计的混凝土材料为 C 3 0和 C 4 0普通强度等级 混凝土, 但该桥处于寒冷地区, 公路桥下有流水 , 因此, 桥下的 混凝土桥墩必须要考虑较高的抗冻融循环能力 , 其他部
19、位也应 考虑混凝土的抗冻性。 因此 , 现浇盖梁、 桥墩、 钻孔桩及系梁的 C 3 0混凝土重点考虑抗冻问题, 通过合理含气量保证抗冻融循 环的能力。 此外混凝土应具有较大坍落度、 小的坍落度经时损失 ( 6 0 mi n坍落度基本无损失) , 这点对钻孔灌注桩尤为重要。 混凝土桥面部分在寒冷地区必须考虑除冰盐的冻害损伤问 题, 因此, 本研究对桥面铺装的 1 0 c m C 4 0防水混凝土除按设计要 求满足防水之外, 重点考虑耐盐冻问题, 同时控制混凝土总氯离子 含量、 检测电通量, 确保钢筋保护层厚度等措施增强抗锈蚀性, 控 制混凝土总碱量和禁止使用碱集料, 严防碱集料反应等。 1 3
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