粘改剂在提篮系杆拱桥混凝土灌注中的应用.pdf

粘改剂在提篮系杆拱桥混凝土灌注中的应用裴志勇许 亮孙 艳陈 耀(武汉比邻科技发展有限公司湖北 武汉)收稿日期:作者简介:裴志勇()男湖北武汉人本科工程师主要从事无机材料研发与应用工作摘 要:将粘改剂应用于提篮系杆拱桥提篮拱混凝土中利于灌注施工通过不同粘改剂掺量的调整研究混凝土拌合物的性能当粘改剂掺量为时候拌合物性能最佳混凝土不离析、不泌水 粘改剂的掺量不影响混凝土的竖向膨胀率混凝土能够自密实成型内部结构骨料分布均匀 抗压强度达到 满足施工要求关键词:提篮系杆拱粘改剂拌合物性能自密实竖向膨胀率抗压强度中图分类号:文献标志码:文章编号:():/(.):.:引 言尼尔森体系钢管混凝土提篮式系杆拱桥是一种利用拱肋侧倾来提高其横向整体稳定性的桥型拱肋横截面采用哑铃形钢管混凝土截面钢管由钢板卷制而成每根拱肋的两钢管之间用腹板连接每隔一段距离在圆形钢管内设加劲环在两腹中焊接拉筋拱肋在横桥向内倾形成提篮式钢管拱肋里面灌注混凝土(如图 所示)因其造型美观跨越能力强外部静定结构适应性强桥梁结构竖、横向刚度大整体桥面对轨道的应对性能好造价经济在高速铁路桥梁中广泛应用 图 赣深铁路某钢管混凝土提篮式系杆拱桥而提篮拱钢管内常规使用 微膨胀混凝土灌注因提篮拱跨度较大目前常规采用分段浇筑为保证施工质量需要在拱肋顶面隔舱板附件开设排气孔用于排气并将振捣棒伸入进行人工振捣使用此工法施工效率极低、混凝土控制难度高等极易导致钢管拱内混凝土出现离析、泌水、空洞等现象影响钢管拱质量 为了保证钢管内混凝土质量从而推研出系篮拱施工专用自密实微膨胀混凝土 该混凝土主要特征为 抗压强度 具有高流动性、高间隙通过性、免振自密性、微膨胀性、硬化后内部结构密实等特点而该自密实混凝土配合比中最主要的一种添加剂为粘改剂在赣深铁路某提篮拱桥施工中使用了自密实混凝土进行灌注施工 本文主要对粘改剂在赣深铁路提篮系杆拱桥施工用自密实混凝土中的应用不同掺量对混凝土拌合物性能包括坍落扩展度、扩展时间、含气量、环障碍高差、型仪充填比、泌水率的影响以及竖向膨胀率和抗压强度影响进行研究 试 验 试验原材料水泥:英德海螺水泥有限责任公司 水泥比表面积为 /粉煤灰:广州远宏粉煤灰综合开发有限公司 类 级粉煤灰 方孔筛筛余细度为 需水量比为 活性指数为 矿渣粉:山东盛世高铁工程材料有限公司生产的活性矿渣粉 级比表面积为/活性指数为 上述材料的主要化学成分见表 水泥的物理力学性能见表 表 水泥、粉煤粉、矿渣粉的化学成分项目水泥 粉煤灰 矿渣粉 表 水泥的物理力学性能抗折强度/抗压强度/凝结时间/初凝终凝 粘改剂:武汉比邻科技发展有限公司生产型号为 的粘改剂试验方法参照(/)所述实验方法测试的主要性能指标如表 所示表 粘改剂主要性能指标/碱含量/黏度比/用水量敏感度/()抗压强度比/抗压强度比/收缩率比/膨胀剂:武汉比邻科技发展有限公司生产 型硫铝酸钙类膨胀剂满足混凝土膨胀剂(/)型膨胀剂技术指标要求水中 膨胀率为 空气中膨胀率为 细骨料:惠州市博罗县湖镇新坐塘村生产区河砂细度模数为 紧密孔隙率为含泥量为 粗骨料:惠州市邻岭石场有限公司生产 连续级配碎石表观密度为 /含泥量为 减水剂:天津市晋鑫元科技发展有限公司生产聚羧酸系高性能减水剂 减水率为 拌合水:符合()的要求 试验方法坍落扩展度、坍落坍落度、扩展时间、环障碍高差、型仪充填比、泌水率等拌合物性能试验参照高速铁路型板式无砟轨道自密实混凝土(/)附录、普通混凝土拌合物性能试验方法标准(/)进行竖向膨胀率参照高速铁路 型板式无砟轨道自密实混凝土(/)附录 进行抗压强度试验按照普通混凝土力学性能试验方法标准(/)进行 试验配合比设计自密实混凝土配合比设计参照普通混凝土配合比设计规程()、自密实混凝土应用技术规程(/)并满足铁路混凝土工程施工质量验收标准()要求根据 混凝土配合比设计经验胶凝材料用量不大于 /用水量不大于 /试配强度为 在自密实混凝土中砂率一般选择 粉煤灰掺量占胶凝材料总量 矿渣粉掺量占胶凝材料 减水剂掺量按照 膨胀剂占胶凝材料总量的 按照上述配合比思路粘改掺量按照胶凝材料总量的、并与空白组进行试验对比分析粘改剂掺量对拌合物性能及物理力学性能的影响试验配方如表 所示表 粘改剂与空白组配合比单位:/试验编号胶凝材料骨料减水剂水水泥粉煤灰矿渣粉膨胀剂粘改剂砂石子空白组 结果与分析 粘改剂掺量对拌合物性能的影响根据表 试验配方对自密实混凝土拌合物性能包括混凝土坍落扩展度、扩展时间、含气量、环障碍高差、泌水率进行了测试测试结果如表 所示表 不同粘改剂掺量拌合物性能测试结果试验编号/坍落扩展度/含气量/环障碍高差/泌水率/型仪充填比/空白组 根据表 试验结果显示空白组不加粘改剂扩展度较差且出现泌水不利于施工 号试验粘改剂掺量为 时自密实混凝土拌合物各项试验结果均满足技术要求扩展时间 为 、扩展度达 说明具有极好的流动性 环障碍高差为 、型仪充填比为 说明拌合物具有极好的抗障碍通过性能且拌合物 泌水 通过粘改剂掺量试验表明不添加粘改剂拌合物不利于施工掺量从 过程中扩展时间越来越快扩展度也越来越大含气量影响不大且当掺量时拌合物完全无泌水当掺量超过 时扩展度逐渐变小抗障碍通过性变差 通过自密实混凝土拌合物性能试验结果表明当粘改剂掺量为时拌合物性能最佳 图 为粘改剂掺量为 坍落扩展度测试图 为粘改剂掺量为 含气量测试图 为粘改剂掺量为 环障碍高差测试图 为粘改剂掺量为 型仪充填比测试图 为空白组拌合物表面图 为 号试验粘改剂掺量为 的拌合物的表面图 扩展度测试图 含气量测试图 环障碍高差测试图 型仪充填比测试图 空白组拌合物图 粘改掺量 拌合物通过图 的对比再次表明当自密实混凝土中不掺粘改剂拌合物表面不仅出现泌水且有大量的掺和料的析出拌合物性能较差不利于施工而掺 粘改剂拌和物拌合均匀无泌水、无掺和料的析出性能很好 粘改剂对拌合物竖向膨胀率及抗压强度的影响按照表 试验配比对 自密实混凝土的 竖向膨胀率和抗压强度进行了测试其中空白组试件为振动台振捣成型 号试件为自密实成型测试结果如表 所示表 不同粘改剂掺量拌合物竖向膨胀率及抗压强度的测试结果试验编号 竖向膨胀率/抗压强度/抗压强度/空白组 表 试验结果显示随着粘改剂的增加对自密实混凝土的竖向膨胀率基本无影响且与空白组相比也没有明显的变化说明粘改改性掺量对混凝土的竖向膨胀率无影响自密实混凝土 和 抗压强度随着粘改剂的增加强度出现递增的趋势增加的幅度不大但是抗压强度均略高于振捣成型的不掺粘改剂的空白组 为验证自密实混凝土自密实成型的硬化后的硬化体内部效果对掺 粘改剂的自密实混凝土自密实成型的断面进行了切割断面情况如图 所示图 自密实混凝土切割后断面图根据图 可以看出自密实混凝土成型后内部成型密实、骨料分部均匀、浆体无分层完全满足提篮系杆拱桥钢管柱的灌注施工 年 月粘改剂掺量为 的自密实混凝土完成了赣深铁路某提篮系杆拱桥钢拱的灌注施工 结 论)粘改剂掺入混凝土中能改善拌合物的性能提高混凝土的流动性且不泌水、不离析便于施工)粘改剂在提篮拱钢管灌注用自密实混凝土中最佳掺量为 施工应用效果较好)粘改剂的掺入能让混凝土自密实成型内部密实天强度达到 )粘改剂的掺量变化不影响混凝土的竖向膨胀率)混凝土的抗压强度与粘改剂的掺量成正比且强度高于不加粘改剂混凝土的强度:参 考 文 献:冯楚桥.高速铁路无砟轨道 尼尔森体系提篮系杆拱桥设计.铁道工程学报():.赵季军.高速铁路先拱后梁法提篮拱桥设计研究.铁道工程学报():.向伟.特大跨钢箱提篮拱施工过程分析及控制.重庆:重庆交通大学.龙武建王卫仑冼向平等.高强自密实混凝土研究及其在工程中的应用.混凝土():.李信陈露一黄有强等.粘度改性材料在 超高层泵送混凝土中的应用研究.新型建筑材料():.陈艳丽刘赫龙广成等.型板式轨道结构充填层自密实混凝土拌合物稳定性测试方法及评价.混凝土():.黄有强陈露一.新型粘度改性材料对自密实混凝土性能的影响.世界桥梁():.陈正杨绿峰冯庆革等.混凝土断面浆体和骨料面积的图像分析方法研究.混凝土():.