32m超低高度梁高强混凝土泵送施工工艺

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1、概述
    铁路跨线地段以及平原河网地区需要建筑高度最低、施工简便、造价经济的超低高度梁,该梁型可大大降低路堤高度,经济效益显著。
    32m超低高度曲线梁,混凝土设计强度等级C65,其水泥用量大、初凝时间短,要求必须加快浇筑进度,缩短施工周期。通过泵送流态混凝土,使钢筋密集,下料困难的问题得到很好的解决。
    超低高度梁张拉时,为抵抗传力锚固阶段预应力对上缘混凝土产生过大的拉应力,而掺入少量钢纤维,增加了混凝土的抗裂能力。高强混凝土与钢纤维混凝土交叉施工,增加了浇筑难度。
    配制高强混凝土,原材料选择是重中之重,其次是配合比设计,施工控制,这3点相互关联,互为制约,只有精心设计,精心组织,才能生产出优质梁。
    2、原材料选择
    (1)水泥选择
    高强混凝土的配制,宜使用高强度等级水泥,以便合理地控制水泥用量,避免水泥用量过大带来的弊端。经比选,用52.5级的水泥配制C65混凝土,完全满足规范要求。
    具体是,前2片梁采用葛州坝水泥厂生产的三峡低热52.5级大坝水泥。该水泥特点:水化热小,温度上升慢,早期强度低,后期强度高,终张拉所需时间长,但因其水泥运距长,供应困难,强度发展太慢,影响台座周转。从多种因素分析后,改用山东水泥厂产“五岳”52.5级水泥。该水泥早期强度高,水化热较大,凝结时间快,初凝1.5h。因此在浇筑时,应采取措施,使混凝土初凝时间在3h以上。
    (2)掺和料
    因《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支梁》(GB7418-87)中未列明允许掺用掺和料,且相关技术文件中也未说明,因比,在选用材料时不作考虑。
    (3)细骨料
    配制高强混凝土用砂,主要满足以下技术指标:①砂必须是非碱活性材料;②砂细度模数310～312,砂硬度高,级配曲线合理;③含泥量小于1%,不含泥块;④砂坚固性符合规范要求。经检测大沽河前朱毛砂,满足上述关键要求。
    (4)粗骨料
    在胶州梁场方圆120km范围内,有3个产地的碎石适宜配制高强度混凝土,经考察,选用距梁场120km的孟疃碎石,母岩为石灰岩,抗压强度142MPa,与混凝土强度比大于210倍,符合规范要求。生产工艺为锤击式破碎,滚筛分级,5～20mm级配良好,针片状,压碎指标值均满足规范要求,配制C65混凝土用碎石。配制前,全部用强制式搅拌机搅拌、冲洗,以彻底去除泥块和石粉。
    (5)水
    拌和、养护用水均采用饮用水。
    (6)高效减水剂
    配制高强混凝土,高效减水剂的选择是技术关键。经多家知名厂家筛选、分析,淄博NOF-1A价格适中,泌水性小,被选为制梁用减水剂。
    3、配合比设计
    (1)32m超低高度曲线梁梁体混凝土配合比设计混凝土强度等级C65,弹性模量≥3170×104MPa,坍落度要求160mm左右。
    混凝土试配强度必须按《铁路混凝土与砌体工程施工规范》(TB10210-2001)表5.8.4的规定。因是新建梁场,尚未统计资料,混凝土强度标准差δ值在混凝土强度等级大于C40时为510MPa,经计算混凝土施工配制强度为73.2MPa。
    水泥活性按强度保证值52.5MPa计算,确保保证率。利用水灰比与强度的线性关系式计算出水灰比为0.322。由于混凝土中集料总用量的变化范围很小,高强混凝土、高弹性模量混凝土石子用量范围更受限制,一般为1100～1180kg/m3,直接定出每m3混凝土的粗骨料用量,然后调整砂率。该配合比碎石用量取1140kg/m3。
    根据《普通混凝土配合比设计规程》(JJG55-2000),高强混凝土最大水泥用量不应大于550kg的要求,求出最大用水量为550×01322=177kg。外加剂用量在018%～110%时为推荐最佳掺量,外加剂用量取中间值019%,按假定容重法,计算初步配合比。假定容重为2465kg/m3,C65混凝土每m3用料配合比为:水泥∶砂∶石子∶水∶外加剂=550∶593∶1140∶177∶4195。