C級(jí)高拋?zhàn)悦軐?shí)鋼管混凝土配制

C80級(jí)高拋?zhàn)悦軐?shí)鋼管混凝土的配制摘要：采用用I級(jí)粉煤灰和和硅灰作為細(xì)細(xì)摻和料，控控制新拌鋼管管核心混凝土土的工作性能能和體積變形形性能。經(jīng)過(guò)過(guò)大量試驗(yàn)，進(jìn)進(jìn)行混凝土配配合比優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)，成功地地研制出滿足足高位拋落施施工工藝要求求的、流動(dòng)性性好、不離析析泌水、具有有自密實(shí)性和和適宜膨脹性性能的C80鋼管混凝土土，并在直徑徑010000mm高1200mmm的鋼管柱中中進(jìn)行了高拋拋試驗(yàn)。結(jié)果果表明，本文文提出的一整整套研制高拋拋免振搗自密密實(shí)混凝土技技術(shù)是切實(shí)可可行的。關(guān)鍵詞：高拋?zhàn)宰悦軐?shí)混凝土土；鋼管混凝凝土；配制前言隨著建筑技術(shù)術(shù)的迅速發(fā)展展，鋼管混凝凝土在高層建建筑和大跨度度結(jié)構(gòu)工程中中得到了廣泛泛的推廣應(yīng)用用。鋼管混凝凝土是將混凝凝土填充人鋼鋼管內(nèi)形成的的組合材料。它它能利用鋼管管和混凝土兩兩種材料在受受力過(guò)程中相相互之間的協(xié)協(xié)同承載作用用，使鋼管混混凝土具有承承載能力高、塑塑性和韌性好好、耐火和抗抗震性能好、經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)良良等特點(diǎn)。鋼鋼管混凝土的的應(yīng)用越來(lái)越越得到人們的的重視。然而而，鋼管混凝凝土的灌注施施工難度相當(dāng)當(dāng)大。高拋免免振自密實(shí)混混凝土由于具具有很高的流流動(dòng)性而不離離析、不泌水水，能不經(jīng)振振搗或少振搗搗而自動(dòng)流平平并達(dá)到密實(shí)實(shí)的特點(diǎn)，可可有效解決鋼鋼管混凝土的的施工困難，并并可避免出現(xiàn)現(xiàn)因無(wú)法振搗搗或振搗不足足而造成空洞洞、蜂窩等質(zhì)質(zhì)量缺陷，大大大降低施工工噪聲，加快快施工速度，保保證和提高施施工質(zhì)量，是是鋼管混凝土土施工方法的的發(fā)展方向之之一[1~33]。1工程概況況某連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋，引引橋?yàn)?0m簡(jiǎn)支T形梁橋，主主橋橋墩最高高墩高為182．5m，引橋墩高高為40～117m；橋墩擬采采用鋼管混凝凝土組合柱。在在橋墩鋼管混混凝土當(dāng)中，核核心混凝土擬擬采用C80強(qiáng)度等級(jí)的的自密實(shí)微膨膨脹超高強(qiáng)混混凝土，采用用高拋免振搗搗的方式進(jìn)行行施工，要求求混凝土具有有良好的流動(dòng)動(dòng)性和工作性性，因而我們們按高強(qiáng)高性性能自密實(shí)混混凝土的要求求進(jìn)行設(shè)計(jì)試試配。2原材料2．1水泥泥某公司司產(chǎn)P．042．5R水泥，性能能指標(biāo)見(jiàn)表1。2．2骨料料細(xì)骨料料：河砂，細(xì)細(xì)度模數(shù)2．3。粗骨料料：碎石，5~20mmm連續(xù)級(jí)配，壓壓碎值8．4％，針片狀狀含量6．5％。2．3礦物物摻合料粉煤灰灰：I級(jí)粉煤灰，需需水量比92％。硅灰：：Si02含量94．6％，比表面面積200000m2/kg。2．4外加劑膨脹劑劑：深圳某公公司產(chǎn)鋼管混混凝土專用微微膨脹泵送劑劑。高效減減水劑：深圳圳某公司產(chǎn)聚聚羧酸系高效效減水保塑劑劑，固含量為為25％左右、減減水率30％。3優(yōu)化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果與分析析3．1高拋拋?zhàn)悦軐?shí)混凝凝土的性能指指標(biāo)根據(jù)工程應(yīng)用用要求，將C80高拋免振自自密實(shí)混凝土土拌和物性能能指標(biāo)控制在在以下范圍：：坍落度SLP≥250mm；擴(kuò)展度LSF≥650mm；擴(kuò)散速度(從靜止擴(kuò)散散到500mm的時(shí)間)≤20s；含氣量≤1．50％[1]。3．2配合合比優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)：：在確定水膠膠比后，依據(jù)據(jù)正交試驗(yàn)進(jìn)進(jìn)行配合比設(shè)設(shè)計(jì)。按照三三個(gè)水平、四四個(gè)因素設(shè)計(jì)計(jì)，四個(gè)因素素分別是減水水劑摻量、I級(jí)粉煤灰摻摻量、硅灰摻摻量，以及一一個(gè)空列作誤誤差分析。膠膠凝材料總量量、W／C、膨脹劑用用量都為定值值?；炷僚渑浜媳纫?jiàn)表2?；炷恋母黜?xiàng)項(xiàng)物理力學(xué)性性能指標(biāo)見(jiàn)表表3。結(jié)果分分析見(jiàn)表4。由表4坍落度極極差分析可知知：各因素中中影響坍落度度顯著性的因因素依次為：：減水劑>硅灰>粉煤灰>空列；各因因素中影響擴(kuò)擴(kuò)展度顯著性性的因素依次次為：減水劑劑>硅灰>空列>粉煤灰；各各因素中影響響R28顯著性的因因素依次為：：硅灰>減水劑>空列>粉煤灰。優(yōu)質(zhì)粉煤灰中含含有大量活性性較強(qiáng)的SiO2和A12O3，摻人混凝凝土拌和物中中能與水泥水水化產(chǎn)物Ca(OHH)2進(jìn)行二次反反應(yīng)，生成穩(wěn)穩(wěn)定的水化硅硅酸鈣凝膠，具具有明顯的增增強(qiáng)作用。同同時(shí)，優(yōu)質(zhì)粉粉煤灰中含有有70％以上的球球狀玻璃體，這這些玻璃體表表面光滑、無(wú)無(wú)棱角、性能能穩(wěn)定，在混混凝土中起潤(rùn)潤(rùn)滑作用，減減小了混凝土土拌和物之間間的摩擦阻力力，能顯著改改善混凝土拌拌和料的和易易性，提高?昆凝土拌和和物的可泵性性。此外，混混凝土中摻加加優(yōu)質(zhì)粉煤灰灰還可以降低低水化熱、降降低混凝土干干燥收縮率，有有效提高混凝凝土的抗?jié)B性性、抗凍性、彈彈性模量等，還還可提高混凝凝土抗硫酸鹽鹽腐蝕性能，抑抑制堿硅反應(yīng)應(yīng)的膨脹。因因此，配制C80高強(qiáng)高性能能混凝土應(yīng)采采用I級(jí)粉煤灰，且且SiO2和A12O3的總含量超超過(guò)70％。硅粉中含有大量量顆粒極細(xì)、活活性較強(qiáng)的非非晶體球形顆顆粒Si02，摻人到水水泥混凝土中中，其增強(qiáng)作作用表現(xiàn)在：：均勻分布于于水化產(chǎn)物中中，具有良好好的微填充效效應(yīng)，使混凝凝土密實(shí)化，對(duì)對(duì)混凝土早、中中期的強(qiáng)度發(fā)發(fā)展特別有利利，使混凝土土中游離的Ca(OHH)2減少，原片片狀晶體尺寸寸縮小，在混混凝土中的分分散度提高，且且使混凝土中中界面結(jié)構(gòu)得得到明顯改善善。此特性使使混凝土的強(qiáng)強(qiáng)度和耐久性性得到顯著提提高。用于C80高強(qiáng)高性能能混凝土的硅硅灰應(yīng)符合下下述質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)：一是活性性無(wú)定形二氧氧化硅(SiO2)含量不小于90％；二是比比表而積(BFF--N2吸附法)不小于180000m2／kg；三是密度度在2200kkg／m3左右；四是是平均粒徑0．1～0．2μm[44-5]。綜合各各影響因素可可確定C80強(qiáng)度等級(jí)鋼鋼管核心混凝凝土的配合比比如表5所示。3．3混凝凝土主要性能能分析(1))混凝土的工工作性能與力力學(xué)性能本配合合比生產(chǎn)的混混凝土拌和物物粘聚性好，保保水性好，流流動(dòng)性好，符符合本工程的的要求。同時(shí)時(shí)，該混凝土土還具有早強(qiáng)強(qiáng)的特性，其其3d抗壓強(qiáng)度達(dá)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度度的80％以上，3d彈性模量為38GPa；28d抗壓強(qiáng)度達(dá)達(dá)到98．4MPa，彈性模量量為45GPa。試驗(yàn)結(jié)果果如表6所示。(2))混凝土的體體積變形性能能試驗(yàn)測(cè)測(cè)試了C80微膨脹鋼管管混凝土在封封閉條件下的的自由膨脹率率，測(cè)試按《普普通混凝土長(zhǎng)長(zhǎng)期性能和耐耐久性能試驗(yàn)驗(yàn)方法》(GBJ882-85))相關(guān)條文進(jìn)進(jìn)行測(cè)量：測(cè)測(cè)定混凝土收收縮采用100mmm×l00mmm×5155mm的棱柱體試試件。試件兩兩端預(yù)埋測(cè)頭頭或留有埋設(shè)設(shè)測(cè)頭的凹槽槽測(cè)頭，測(cè)頭頭由不銹鋼或或其它不銹的的材料制成。試試件成型后在在室內(nèi)靜停24h脫模，采取取石蠟密封或或先用塑料薄薄膜進(jìn)行包裹裹，再涂抹凡凡士林，使試試塊與周?chē)蟠髿猸h(huán)境相隔隔絕。試件在在溫度為21℃的養(yǎng)護(hù)室中中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，然然后用混凝土土收縮儀測(cè)量量混凝土在各各齡期的變形形值[6]。試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果如表7所示。眾所周知，鋼管管與核心混凝凝土間的套箍箍作用是鋼管管混凝土具有有一系列突出出優(yōu)點(diǎn)的根本本原因。由表表7的結(jié)果可得得，混凝土在在28d之前的膨脹脹比較顯著，28d后仍有少量量膨脹，這有有利于形成核核心混凝土與與鋼管的套箍箍作用，提高高鋼管混凝土土的承載力和和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性性。4模擬高拋拋試驗(yàn)高位拋落免振搗搗法是利用混混凝土從高位位落下時(shí)產(chǎn)生生的動(dòng)能達(dá)到到振實(shí)混凝土土的目的，其其施工的關(guān)鍵鍵技術(shù)是混凝凝土的配合比比設(shè)計(jì)。在整整個(gè)混凝土施施工結(jié)束前，混混凝土不能初初凝。采用此此法施工時(shí)，在在灌注混凝土土之前，需要要先向管內(nèi)澆澆灌一層與混混凝土相同或或高一強(qiáng)度等等級(jí)的水泥砂砂漿，以潤(rùn)滑滑鋼管和封閉閉管底，使自自由落下的混混凝土中的粗粗集料不致產(chǎn)產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象象。砂漿的厚厚度應(yīng)控制在在100~2200mm之間，不宜宜過(guò)厚，否則則會(huì)影響混凝凝土硬化后的的彈性模量和和徐變。模擬擬工程實(shí)際進(jìn)進(jìn)行鋼管混凝凝土的高拋施施工，對(duì)優(yōu)化化后確定的配配合比生產(chǎn)的的高拋免振自自密實(shí)混凝土土的工作性能能及成型后的的自密實(shí)性能能進(jìn)行進(jìn)一步步的試驗(yàn)驗(yàn)證證。在直徑￠￠1000mmm高1200mmm的鋼管柱中中進(jìn)行高拋模模擬試驗(yàn)，試試驗(yàn)如圖1、圖2所示。圖1模擬高高拋施工圖圖2模擬高拋試試驗(yàn)效果圖從模擬效果圖可可以看出，混混凝土在高位位拋落時(shí)粗集集料沒(méi)有從混混凝土中分離離，混凝土不不離析、不泌泌水，粘聚性性好，能自動(dòng)動(dòng)填滿鋼管柱柱達(dá)到自密實(shí)實(shí)。5結(jié)論(1)利用硅硅酸鹽水泥+活性礦物摻摻合料+高效減水劑劑這一技術(shù)路路線，選擇5～20mm優(yōu)質(zhì)碎石，40％～45％的砂率