粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响.pdf

2012年第1期西南公路XINANGONGLU 3.5错台处治混凝土路面结构内部。 对于完好的混凝土板与板之间发生错台，处治4.2加铺层材料选择 方法为采用压浆抬板并辅以磨平法。对于板块因脱沥青的添加剂、改性剂伴随着沥青在道路工程 空下沉，在压浆完毕弯沉检测满足其要求后，仍有上的使用而逐渐发展起来，现在市场上有各种各样 错台的板块采用磨平机磨平（对高差小于10mm的错的添加剂、改性剂来有针对性地改善沥青的各种性 台，直接用磨平机磨平；对大于10mm的错台，借助能。如纤维就是一种典型的已经证明能有效抑制反 人工将高出的错台板基本凿平，然后再用磨平机磨射裂缝的添加剂，它可以提高沥青混合料的抗拉强 平。），从错台最高点开始向四周扩展，边磨边用度从而减少反射裂缝。 3m直尺找平，直至相邻两块板齐平为止。磨平后，罩面层常采用的已经证明对抑制反射裂缝有良 将接缝内杂物清除干净，并吹净灰尘，及时用聚氨好效果的改性沥青有橡胶改性沥青、SBS改性沥青 酯填缝料填缝。等。由于橡胶沥青当时在省内没有生产成规模、质 3.6接缝维修量较稳定的橡胶沥青厂家，因此采用SBS改性沥青。 对于纵横向接缝填缝料采用填缝料进行重新灌同时采用改性沥青和纤维的沥青玛蹄脂碎石 缝处理；灌缝时将缝内碎屑及杂物用勾子清除，并SMA性能优良，不但具有良好的高温稳定性具有良 将专用填缝料灌入缝内。好的抗反射裂缝能力。 3.7混凝土板块病害处治合格的标准因此经过综合比较，三环路采用SBS改性沥青玛 经过对混凝土板块病害的处理后，砼的弯拉强蹄脂碎石SMA作为路面抗滑表层 度不低于5MPa；采用落锤式弯沉仪FWD逐板检测板 4.3加铺层厚度设计 角处的弯沉，满足不同荷载下弯沉曲线的截距小于我国现行规范并没用白改黑加铺层厚度设计内 30mm、单点弯沉小于0.14mm，相邻板块的弯沉差小容。根据国内外使用经验，较厚的加铺层厚度能减 于0.06mm的技术要求。轻反射裂缝的产生。 沥青面层厚度对防治或减轻反射裂缝的原因有 4加铺沥青面层施工 两点： 沥青罩面层的厚度一般根据交通量的情况取（1）沥青面层越厚，原水泥混凝土面板的温缩 5cm及以上。由于水泥混凝土面板强度较高，作为基应力将减小； 层路面的结构强度一般能满足要求，关键是如何防（2）反射裂缝通过较厚的沥青面层需要较长的 止沥青加铺层产生反射裂缝。时间。 4.1应力吸收中间层但较厚的沥青面层需要花费较高的费用，且根 在水泥面板处治合格后考虑设置抗反射裂中间据国内外的研究资料来看，仅仅依靠增加罩面层厚 层材料。常见的有各类土工类材料，用于防止反射度来防治反射裂缝的尝试仅部分成功，且最少厚度 6 裂缝实际工程中的效果报道相差较大，从没有效必须在15cm以上才有明显效果 。 果，甚至因为使用不当造成水损坏等反作用，到效 对于我国超载情况较严重的实际情况，单靠增 果优越的都有报道。因此使用这类材料时应根据具 加沥青层厚度来防治“白加黑”水泥面板的反射裂 体的裂缝病害选择合适的材料，在施工中应认真细致， 缝显然是不现实的。因此，三环路加铺层厚度的设 不要造成材料的卷起或不平，特别是土工布类材料使用 计根据交通荷载、提高路面平整度以及抗反射裂缝 时候要让沥青浸透，否则还会起到相反的效果。的要求综合确定采用10cm沥青混凝土加铺层。 根据历史资料及使用经验，三环路选择采用橡 5结束语 胶沥青同步碎石应力吸收层作为盈利吸收层使用， 这种结构具有优良的柔韧性和粘结性，可抑制和减 三环路路面整治工程于2011年6月27日开始，于 缓水泥混凝土路面接缝引起的反射裂缝，同时也是 同年9月20日结束，施工仅用了不足3个月的时间。 一层优良的防水层，可以有效地防止路表水分渗入 通过各种性能指标的检测，取得（下转第3 页） 西南 公 路 5 【摘要】 【关键词】混凝土 通过分析粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响，为优化混凝土配合比提供一定的帮 助。 强度；弹性模量；粉煤灰；掺量 （四川济通水运公路工程检测有限责任公司成都610225） 性模量的影响。 0前言 在水胶比及其他因素不变的情况下，调整粉煤 灰掺量，用以判断粉煤灰对混凝土强度和混凝土弹 伴随科学技术的发展，工程技术和各种社会需求 性模量的影响。 也不断增长，工程中使用的混凝土除了保证工程质量 根据试验方案设计配合比进行数据收集见表1。 以外，还要追求较高的经济价值和实用性。这样，多 组分混凝土在实际生产过程中的应用也越来越普及。 现代工程施工中的混凝土主要以强度，坍落度作为控 制指标外，经常还需要规定混凝土的抗渗、抗冻、以 及弹性模量值。在计算钢筋混凝土的变形，裂缝扩展 及大体积混凝土的温度应力时，施工单位都需要准确 了解对应混凝土的弹性模量值。在施工过程中，也经 常出现混凝土强度达到设计要求而弹性模量偏低，使 混凝土构件变形较大而不能正常使用，导致混凝土结 构失衡而发生工程质量事故。本文主要讨论粉煤灰对 混凝土强度及混凝土弹性模量的影响。 1试验情况及其设计原理 2试验数据分析 1.1原材料 根据设计试验方案收集整理出的数据见表2。 水泥：广西东泥股份有限公司生产的P.0 42.5 各 项技术指标均符合国家标准的规定。 细骨料：田阳那坡镇机制砂场生产的机制砂， 细度模数2.8。 粗骨料：可袍采石场山碎石，531.5mm连续级配。 粉煤灰：广西田东创源股份有限公司生产的F类 粉煤灰。 搅拌方式：采用120型生产用强制式搅拌机。 1.2试验方案 在粉煤灰掺量及其他因素不变的情况下，调整 水胶比，用以判断粉煤灰对混凝土强度和混凝土弹 粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响 达生润 序号 1d抗压 强度代表 值(M Pa) 3d抗压 强度代表 值(MPa) 7d抗压 强度代表 值(MPa) 28d抗压 强度代表 值(MPa) 28d弹性 模量代表 值(MPa) 56d抗压 强度代表 值(MPa) 90d抗压 强度代表 值(MPa) A17.3034223 B17.3035284 C114.1038326 A24.9030375 B25.8033307 C211.3038089 A33.6029539 B35.5029007 3335 28.03 39.51 43.85 24.70 37.39 41.96 23.77 36.05 5 25.68 36.26 44.25 22.79 27.98 40.20 20.96 30.84 35 25.56 26.61 33.06 18.50 25.70 33.30 16.25 25.28 33 3 15.49 18.16 26.89 10.56 13.32 22.27 9.05 13.20 11.37 11.26 21.21 7.10 9.91 17.50 5.95 7.99 3 表2不同实验方案混凝土的力学性能指标汇总表 设计 标准 水泥用 量(kg) 粉煤灰 用量(kg) 粉煤灰 参量(%) 细集料 用量(kg) 粗集料 用量(kg) 水用量 (kg) 水胶比 C20266662077711201780.54 C30317792076410561930.49 C40349872073210551860.43 C202321003077711201780.54 C302771193076410561930.49 C403051313073210551860.43 C201991334077711201780.54 C302381584076410561930.49 序号 A1 B1 C1 A2 B2 C2 A3 B3 C3C402621744073210551860.43 表1设计配合比汇总表 4 242 C8. 074 440.0.00.117.921 .04 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2012年第1期西南公路XINANGONGLU 20000 25000 30000 35000 40000 0102030405060 粉煤灰掺量 弹 性 模 量 值 A B C 图8弹性模量变化曲线2 2.1粉煤灰掺量一定，不同水胶比的混凝土强度与 龄期的关系分析 对粉煤灰掺量20%、30%、40%三种情况，改变 其水胶比，由强度增长曲线可看出，三种情况都出 现强度在前28d增长非常明显、在第56d之后增长很 少，水胶比大的，其最终强度缺比水胶比小的低 （见图1图3）。 2.3混凝土弹性模量值的分析 粉煤灰掺量确定后，28d弹性模量值随水胶比的 变大而变小（见图7）。 水胶比确定后，28d弹性模量值随粉煤灰掺量增 大而减小（见图8）。 2.2水胶比一定，不同粉煤灰掺量的混凝土强度随 龄期的变化情况 选水胶比为0.54、0.49、0.43三种情况，从强度 增长曲线（见图4图6）可以看出：当水胶比一定 2.4综合分析 时，粉煤灰掺量高的，其强度还低些，当28d时，两 由强度增长曲线图1图3可以看出，水胶比是决 者强度几乎一致，随着龄期的增加，两者强度缓慢 定混凝土最终强度的主要因素；由强度增长曲线图 增长、直至第56d后强度基本不再增长，粉煤灰掺量 4图6可以看出，粉煤灰掺量的提高会影响混凝土的 高的偏低。 最终强度和强度增长速度（尤其是7d、56d强度）； 水胶比对混凝土弹性模量值有一定的影响，粉煤灰 掺量对混凝土弹性模量值的影响不是很大。 3结论 经过试验研究与对工程实体检测，得到以下结论： （1）混凝土强度要想提高就（下转第50页） 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 020406080 龄期 强 度 值 A1 B1 C1 图120%粉煤灰掺量强度增长曲线 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 020406080 龄期 强 度 值 A2 B2 C2 图230%粉煤灰掺量强度增长曲线 图340%粉煤灰掺量强度增长曲线 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 0102030405060708090 龄期 强 度 值 A3 B3 C3 图5水胶比为0.49时强度增长曲线 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 0102030405060708090 龄期 强 度 值 B1 B2 B3 图6水胶比为0.43时强度增长曲线 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 0102030405060708090 龄期 强 度 值 C1 C2 C3 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 0102030405060708090 龄期 强 度 值 A1 A2 A3 图水胶比为 5 时强度增长曲线 20000 25000 30000 35000 40000 0.40.50.6 水胶比 弹 性 模 量 值 1 2 3 图7弹性模量变化曲线1 6 西南 公 路 狭窄，呈“”字型，于相克宗处开始翻越剪子弯 1项目概述 山后沿山脊斜坡地带展线，过卡子拉山后到达理塘 县城；地形坡度一般为40左右，局部为悬崖、陡 国道318线上海至樟木口岸公路甘孜境段（习惯 坎地形。两岸边坡高陡，崩塌、碎落较为普遍。土 称“川藏公路”或“川藏南线”）是国家西部大开 质边坡组成物质为第四系全新统崩坡积、冲洪积、 发省际公路通道之一，是我国西南“世界屋脊”上 坡残积堆积的块石土、块碎石土、卵石土等，土方 的一条重要国防战备公路。东俄洛至海子山段公路 类别多为普通土；岩质边坡段岩性为砂岩、板岩 （简称东海路）改建工程为国道318线四川甘孜州境 等，石方类别为次坚石及软岩。 内的一段，是甘孜州府康定通往甘孜州西部各县城 的交通要道。A2合同段经过甘孜州的雅江县、理塘 3路基设计 县，海拔较高（见表1），路线总长为132.467km， 采用三级公路技术标准，设计速度40km/h（其中困3.1路堤设计 难路段K81+200K111+700采用设计速度30km/h），全段路堤基本上采用路基挖方中的岩石、坡积 路基宽度8.5m。碎石土、漂卵石土进行填筑，当地面自然横坡或纵 坡陡于1:5时，设宽度不小于2m、向内倾斜24%的 横向台阶。 路基挖方中清除的地表耕植土、淤泥质土、腐 质土等除部分用作绿化或取弃土场还林、还耕外， 东海路的改建对提高道路通行能力和防灾、抗其余均集中堆放，以利于环保绿化施工单位利用， 灾能力，整合区域富集的旅游资源，促进国民经济全线路堤填方利用挖方中的岩石、坡积碎石土、漂 的可持续发展和提高藏族同胞的生活水平，改善交卵石土等符合要求的材料填筑，液限大于50，塑 通基础设施条件，巩固国防，维护社会稳定，促进性指数大于26的土以及含水量超过规定要求的土不 民族团结和地区经济全面发展具有重要意义。得用作路基填料。 路 堤 填 筑 高 度 小 于 8m时 ， 边 坡 坡 度 采 用 2路基工程地质条件 1:1.5，当填筑高度大于8m时，则在其高度8m处设置 改建公路沿麻格沟逆流而上，大部分地段河谷不小于5 宽的边坡平台，从上至下边坡坡度依次 【摘要】 【关键词】 【中图分类号】 U416.02【文献标识码】A 东俄洛至海子山段公路（简称东海路）改建工程为国道318线四川甘孜州境内的一段，是 甘孜州的经济主干线，也是州府康定通往甘孜州西部县城及西藏的交通要道。该项目采用三级公路技术标 准，路基宽度8.5m。重点介绍了其路堤、路堑路段、特殊路基和不良地质路段的设计。 改建工程；路基设计；泥石流；冻土；动态设计 国 道318线 东 俄 洛 海 子 山 公 路 改 建 工 程A 2段 路 基 设 计 刘明刚蔡贤俊黄厚罡 （四川省交通运输厅交通勘察设计研究院成都610017） 表1海拔高度分布表 海拔（m）2500300030003500350040004000 长度（km）5.18.910.9107.5 40. 4 227 1. m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 【摘要】 【关键词】 【中图分类号】 U443.33【文献标识码】A 以广（元）陕（西）高速公路LJ3合同段施工为例，对桥梁桥面铺装砼施工极易出现裂缝 进行原因分析，并对实际施工中为保证质量采取的措施进行总结。 桥面铺装；防裂；施工；措施 （四川路桥建设股份有限公司公路隧道分公司成都610200） 王华珍 紧贴梁体顶面，削弱了钢筋网承受荷载的能力； 1工程概况 （4）砼的干缩作用。目前大多数桥面铺装均采 用罐车运送砼，甚至采用泵送砼的施工工艺。由于 近年来随着四川高速公路的快速发展，对工期 罐车运输或者泵送对砼的坍落度要求较大，除掺外 的要求越来越短，对质量的要求越来越高，桥梁工 加剂外，还采取增大水泥用量和增大水灰比的方 程在桥面铺装施工中往往追求快速，对砼的浇筑极 法。水泥用量增大，水化热加大。水灰比大，其用 不重视，施工过程中出现开裂的情况比较普通，如何 水量大，水挥发较快，干缩作用明显，极易出现开 采取措施有效防止桥面铺装砼的开裂是非常重要的。 裂； 广 陕 路 LJ3合 同 段 起 于 K0+325.15，终 于 K5+ （5）砼本身的质量影响。配制砼的原材料质量 677.47 ，全长5.352km，全段设计桥梁2711.52m/8座 低劣、砂率过大、水灰比控制不好，粗骨料的颗粒 （旧铺院大桥、四季坪大桥、校场坝大桥、崔家坝 级配差，砼拌和物和易性差，砼浇筑时漏振或振到 大桥、瓦窑铺大桥、史家坝大桥、鱼贡坝大桥、向 不到位出现蜂窝麻面，破坏了砼本身的整体性和内 家沟大桥），设计桥面混凝土铺装厚度10cm，铺装 2在强度； 面积约60000m ，工程数量较大。 （6）养护不到位。砼在强度生成期，其保湿保 2桥面铺装砼开裂原因分析 温非常的关键，特别是终凝阶段，如果养护不到 位，水份散失太快，表面将迅速龟裂。 施工中桥面铺装砼出现开裂，其原因主要有： （1）桥面铺装层与梁体顶面接触不好。在浇筑 3施工防治措施 桥面铺装砼时，梁体表面的松散物、油污等清除不 由于引起开裂的原因很多，因此在实际施工中 彻底，梁体顶面未凿毛或凿毛的深度和密度不够， 采取多种措施予以防治。 直接影响了桥面铺装砼与梁体之间的有效结合，破 3.1高压水枪清理桥面 坏了水泥砼的整体性； 先用扫帚对梁板顶面进行清理，对顶面有砼锅 （2）左右分幅施工时，已施工桥面铺装砼靠未 巴的要用錾子或空压机凿除，然后用高压水枪进行 施工一侧表面未切平顺，废砼块等松散物较多未清 冲洗，保证T梁顶面无杂物、无松散混凝土，无残留 除干净，左右幅接合不好，易出现开裂； 灰浆，特别是调平带边子（或已浇半幅的纵向边 （3）桥面钢筋网人工绑孔不规范。钢筋网在绑 子）和桥面连续的位置要清理干净，松散砼要凿除。 孔和浇筑水泥砼时，受人工和施工机具荷载作用和 清理完成后，将梁板预留钢筋全部扳起（见图1）。 砼的自重影响，定位或垫块失去作用，导致钢筋网 浅 淡 高 速 公 路 桥 梁 桥 面 铺 装 砼 防 裂 施 工 措 施 （。（2）顶板钢格室超浇排气。 在已浇段顶面设置预埋件，通过型钢将结合段顶板钢格室超浇砼，超浇的砼对格室顶板形成 钢箱梁和已浇段锁定，防止结合段钢箱梁跑位并撕反压，反复振捣直到密实的砼从压浆孔及角部的排 裂新浇的砼。气孔溢出。 （7）控制好砼的水灰比。（3）养护。 浇注过程中控制好水灰比，水灰比过大容易导砼内掺加的膨胀剂是高结晶水化合物，如养护 致砼收缩量过大，致使钢混结合出现质量问题。不到位，砼表面出现微裂缝将非常严重，因此对养 （8）加强浇筑能力。护方法做了优化补充，除顶面覆盖保水养护外，另 增加砼的拌合能力及运输能力，在首盘砼初凝增加项措施：一是在封闭的内箱室内进行蓄水养 前完成整个结合段浇筑，从而避免因支架继续下沉护，保证内箱室的湿度，使水泥能充分水化，膨胀 导致砼初凝后未形成强度而开裂。剂能够充分吸水，二是在钢格室加强段也覆盖保 （9）养护。水，防止钢箱梁在日照下温度的升高。 在结合段砼顶面覆盖土工布保水养护不少于 6结束语 10d。 （10）支架晚拆除。 （1）黄舣长江大桥打破常规，在国内创新性地 # 提出直接用桥面吊机起吊首节钢箱梁的大胆设想，钢混段支架需在4 钢箱梁吊装后允许拆除，避 通过优化设计，使桥面吊机纵向调位幅度超常规地免砼因自身强度不足出现微裂缝。 达到了4.05m，从而简单有效地解决了钢箱梁从起吊（11）在钢格室顶面不密实部位开孔压浆，以 到落梁过程中一系列复杂的技术难题，不但规避了保证砼与钢格室顶板贴实。 安全风险，而且经济效益明显；（12）浇注选择在阴天或夜晚进行，通过优化 （2）结合段砼在施工过程中，通过掺入适量微配合比控制水化热，并对骨料进行防晒、遮盖，利 膨胀剂、底板钢格室开孔排浆、顶板钢格室超浇反用冷却水拌和等措施，确保砼的入模温度不高于 压排气解决了砼与钢箱梁壁板之间的密实问题，通28。 过内箱室蓄水养护保证湿度、顶板土工布覆盖保水5. 4保证结合段砼质量的优化补充措施 （1）底板钢格室开孔振捣、排浆、排气。养护两项措施保证了砼的养护质量，层层措施保证 在底板钢格室的顶部开孔振捣，并排除浮浆，（了结合段砼的内实外美； 直至密实砼从开孔溢出，并在角部开孔排气，底板（3）黄舣长江大桥钢混结合段技术方案的完美 钢格室振捣密实后封闭开孔。实施，必将为类似工程提供良好的借鉴。 6）劲性骨架锁定 西南 公 路 55 （上接第26页）需要降低水胶比即增加胶凝材料用量； 参考文献 （2）少量粉煤灰在代替水泥参入混凝土中时会降 低混凝土的强度，且会降低混凝土的强度增长速度；1 焦亚明,朱效荣,魏秀军.设计参数对混凝土弹性模量的影响J.辽宁建材. 2008.2 （3）粉煤灰的掺入和水胶比均不是影响混凝土 2 中国建筑科学研究院.普通混凝土配合比设计规程(JGJ55- 2000)S.北 弹性模量值的决定性因素。 京:中国建筑工业出版社.2000.12 3 清华大学老科技工作者协会.北京交通大学土建学院.高性能混凝土应用 （4）在实体工程施工时，一些工期要求不是 技术规程(CECS207:2006)S.北京:中国计划出版社.2006.10 很紧迫及构筑物不需要太高早期强度时，可以通过 4中国建筑科学研究院.普通混凝土力学性能试验方法标准(GB 50081- 2002)S.北京:中国建筑工业出版社.2003.1提高粉煤灰的掺量来降低混凝土的成本。 2012年第1期西南公路XINANGONGLU 01 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m