摘要:自密實(shí)混凝土具有良好力學(xué)性能、工作性能和耐久性能,將其用于橋梁的在橋梁搶險(xiǎn)工程中,可以解決了普通混凝土澆筑困難、無(wú)法振搗密實(shí)的施工技術(shù)難題。本文就自密實(shí)砼的特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,同時(shí)也探討了自密實(shí)砼在橋梁搶險(xiǎn)工程中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:自密實(shí)砼;橋梁搶險(xiǎn)工程;應(yīng)用
中圖分類號(hào):K928文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
自密實(shí)砼是一種無(wú)收縮、高強(qiáng)度、高自流密實(shí)性水泥基復(fù)合材料。自密實(shí)砼可自流密實(shí)成型,且硬化過程無(wú)收縮,與鋼筋握裹力強(qiáng),與舊混凝土界面粘接及耐介質(zhì)侵蝕性相當(dāng)好。自密實(shí)砼綜合運(yùn)用了當(dāng)前水泥基復(fù)合材料高強(qiáng)技術(shù)、流態(tài)混凝土技術(shù)、膨脹混凝土技術(shù)、高性能混凝土技術(shù)、混凝土界面改性技術(shù)和混凝土防沉降泌水技術(shù)。因此,自密實(shí)砼的應(yīng)用逐漸的廣泛起來。
1、自密實(shí)砼的概述
所謂的自密實(shí)砼,即自密實(shí)混凝土,簡(jiǎn)稱SCC。其實(shí)自密實(shí)砼是指在自身重力作用下,能夠流動(dòng)、密實(shí),即使存在致密鋼筋也能完全填充模板,同時(shí)獲得很好均質(zhì)性,并且不需要附加振動(dòng)的混凝土。這項(xiàng)技術(shù)早在20世紀(jì)70年代早期,歐洲就已經(jīng)開始使用輕微振動(dòng)的混凝土,但是直到20世紀(jì)80年代后期,SCC才在日本發(fā)展起來。但是日本的自密實(shí)砼技術(shù)僅僅也直接解決熟練技術(shù)工人的減少和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提高之間的矛盾。而這項(xiàng)技術(shù)真正的走向世界是20世紀(jì)末期,EC建立了一個(gè)多國(guó)合作SCC指導(dǎo)項(xiàng)目。從此以后,自密實(shí)砼技術(shù)才真正的邁向廣泛實(shí)用的階段。
而自密實(shí)砼技術(shù)之所以能迅速的發(fā)展,是因?yàn)樗牧己玫男詢r(jià)比優(yōu)勢(shì)。其優(yōu)點(diǎn)主要是:⑴硬化過程不收縮,具有微膨脹作用,且膨脹變形穩(wěn)定快;⑵自密實(shí)混凝土能保證混凝土具有良好的均勻性和密實(shí)性;⑶改善工作環(huán)境和安全性。沒有振搗噪音,避免工人長(zhǎng)時(shí)間手持振動(dòng)器導(dǎo)致的“手臂振動(dòng)綜合癥”;⑷當(dāng)遇到難以澆筑甚至于無(wú)法澆筑的結(jié)構(gòu),能夠解決傳統(tǒng)混凝土在施工中的漏振、過振及鋼筋密集難以振搗等問題;⑸改善混凝土的表面質(zhì)量和避免了振搗對(duì)模板產(chǎn)生的磨損;⑹節(jié)省了勞動(dòng)力和振搗設(shè)備,降低工人勞動(dòng)量和能耗;⑺增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自由度。不需要振搗,可以澆筑成型形狀復(fù)雜、薄壁和密集配筋的結(jié)構(gòu)。
自密實(shí)砼的特點(diǎn)
自密實(shí)砼的配合比設(shè)計(jì),需要充分考慮自密實(shí)砼流動(dòng)性、抗離析性、自填充性、漿體用量和體積穩(wěn)定性之間的相互關(guān)系及其矛盾,同時(shí)也對(duì)其工作性和耐久性的要求也是非常高(自密實(shí)砼推薦配合比(卵石)見表1)。
因此,在配制自密實(shí)砼時(shí),首先是通過外加劑、膠結(jié)材料和粗細(xì)骨料的選擇與搭配和精心的配合比設(shè)計(jì),將混凝土的屈服應(yīng)力減小到足以被因自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力克服,使混凝土流動(dòng)性增大,同時(shí)又具有足夠的塑性粘度,令骨料懸浮于水泥漿中,不出現(xiàn)離析和泌水問題,能自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間,形成密實(shí)且均勻的膠凝結(jié)構(gòu)。實(shí)際上,自密實(shí)砼配合比的突出特點(diǎn)是高砂率、低水膠比、高礦物摻合料摻量。因此,在自密實(shí)混凝土配置前首先必須要應(yīng)確定其參數(shù),也就是確定混凝土配制強(qiáng)度、水膠比、用水量、砂率、粉煤灰、膨脹劑等主要參數(shù)。然后再經(jīng)過混凝土性能試驗(yàn)強(qiáng)度檢驗(yàn),從而反復(fù)調(diào)整各原材料參數(shù)來確定混凝土配合比的方法。
3、自密實(shí)砼在橋梁搶險(xiǎn)工程中的應(yīng)用
混凝土是當(dāng)前用于最廣的建筑材料,隨著工程建設(shè)對(duì)混凝土材料性能要求的提高,高強(qiáng)高性能混凝土的應(yīng)用也越來越多,尤其是自密實(shí)砼的應(yīng)用。自密實(shí)砼技術(shù)在我國(guó)發(fā)展起步晚于西方國(guó)家,直到上世紀(jì) 90 年代初期我國(guó)才開始研究自密實(shí)混凝土,其后在地下暗挖、配筋密實(shí)、無(wú)法澆筑和振搗的工程中進(jìn)行了自密實(shí)混凝土的應(yīng)用。隨著自密實(shí)混凝土制備和質(zhì)量控制技術(shù)的成熟,具有眾多優(yōu)點(diǎn)的自密實(shí)混凝土必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文就以青島2號(hào)疏港高速公路K8+360中橋搶修為例,從而解析自密實(shí)砼在橋梁搶險(xiǎn)工程中的應(yīng)用。
3.1、工程概況
2013年4月27日清晨2點(diǎn)左右,青島前灣港區(qū)2號(hào)疏港高速公路K8+360中橋膠南側(cè)右幅外側(cè)墩柱被大貨車撞擊破損,并發(fā)生了局部扭曲變形,蓋梁有向下位移。本次事故橋梁中心樁號(hào)為K8+360,跨徑布置為4×13m,橋梁與被交路交角115度;上部結(jié)構(gòu)采用先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土空心板;發(fā)生事故橋墩位于本橋右幅,右幅橋面寬度為17.5m,采用樁柱式橋墩加蓋梁結(jié)構(gòu)(單排四柱);橋面鋪裝結(jié)構(gòu)為11cm瀝青混凝土+10cm現(xiàn)澆混凝土調(diào)平層;支座采用板式橡膠支座。
3.2、工程施工重點(diǎn)及相應(yīng)措施
根據(jù)本工程的特點(diǎn),對(duì)一些重要施工工藝擬采取如下措施:第一是采用雙排40工字鋼拼接頂撐支架且加水平剪刀撐,以便頂升時(shí)工字鋼更平穩(wěn)避免傾斜,從而使梁板能夠受力平衡整體頂升位移;第二是原損壞墩柱在拆除施工時(shí),先鑿除墩柱根部砼,可以減少對(duì)原橋墩柱保留部分及樁基擾動(dòng),將留出足夠的鋼筋搭接長(zhǎng)度,達(dá)到設(shè)計(jì)要求,下系梁、承臺(tái)我們將采用植筋法將系梁主筋與墩柱主筋連接,植筋法具體施工工序:鉆孔→清理鉆孔→注膠→插入鋼筋→調(diào)整→保護(hù)→檢測(cè)。
在橋梁自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)過程中,首先要注重本次施工的單位用水量。在滿足和易性要求的前提下應(yīng)該盡量減少用水量,調(diào)整砂率、摻外加劑及活性摻合料等手段來減小用水量;其次是要注重水膠比。根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)的要求,選用與之相符的水泥品種及強(qiáng)度等級(jí),保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度及施工的和易性的要求,水膠比的設(shè)計(jì)原則是宜小不宜大;第三是注重其含砂率,在滿足和易性要求的前提下,宜用單位用水量來確定砂率,一般為百分之四十到百分之五十之間;第四是單位水泥用量;炷猎谑┕さ臅r(shí)候會(huì)出現(xiàn)少量水泥漿流失,從強(qiáng)度、抗?jié)B性及耐久性等方面來說,應(yīng)將水下混凝土單位水泥用量提高。
為保證新澆筑的混凝土與原橋梁混凝土具有良好的粘結(jié)界面,需要對(duì)橋梁腹板表面混凝土進(jìn)行人工鑿毛,并用水清洗混凝土表面的浮碴、塵灰。由于橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋的布置較為密集,為保證自密實(shí)混凝土的澆筑質(zhì)量,需要控制澆筑口之間的間距。同時(shí)由于自密實(shí)混凝土在流動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生一定的壓力,需要澆筑模板具有足夠的剛度,并采取固定和支撐措施確保模板在自密實(shí)混凝土在流動(dòng)中的穩(wěn)定,還要在模板和梁之間采取密封措施,防止混凝土漿液從縫隙中滲漏。同時(shí)蓋梁施工是采用自密實(shí)砼施工技術(shù),為確保材料力學(xué)性能和施工性能,施工前我們將進(jìn)行相關(guān)的力學(xué)試驗(yàn)(包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量等)和澆注工藝試驗(yàn),我們根據(jù)設(shè)計(jì)院標(biāo)示出施工洞口的位置準(zhǔn)確留置以便放料。
而在自密實(shí)砼施工中,還要注意以下幾點(diǎn):⑴用水充分潤(rùn)濕新舊砼結(jié)合面,且澆筑前結(jié)合面不得有積水,殘余水分必須清除干凈;⑵灌漿料的攪拌,將采用機(jī)械攪拌方式,拌和時(shí)間控制在3-4min。每次攪拌量根據(jù)使用量而定,保證30分鐘內(nèi)將料用完。澆注過程中可以適當(dāng)振搗或適當(dāng)敲擊模板;⑶灌漿完畢后30分鐘內(nèi)將立即加蓋塑料膜、濕草袋或巖棉被,以便保持濕潤(rùn);⑷灌漿后拆模及養(yǎng)護(hù)時(shí)間,由于自密實(shí)混凝土的早期收縮較大,為保證自密實(shí)混凝土的混凝土強(qiáng)度和耐久性,應(yīng)做好自密實(shí)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。在自密實(shí)混凝土澆筑完成后 12 小時(shí)方可拆模,并及時(shí)施水養(yǎng)護(hù),并保證 7~14 天養(yǎng)護(hù)期,從而保證自密實(shí)混凝土的質(zhì)量;⑸在蓋梁澆注施工完畢后,如有要剔除部分,可以在灌漿完畢3-6小時(shí)后,即灌漿層硬化前,用抹刀或鐵鍬等工具輕輕鏟除;⑹養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)避免橋面震動(dòng)對(duì)灌漿料硬化產(chǎn)生不利影響。
結(jié)束語(yǔ)
自密實(shí)砼具有良好力學(xué)性能、工作性能和耐久性能,在建筑工程中的應(yīng)用越來越廣。本文通過對(duì)青島2號(hào)疏港高速公路K8+360橋搶修中運(yùn)用的自密實(shí)砼施工技術(shù)進(jìn)行分析,探討自密實(shí)砼施工的施工要點(diǎn)和注意事項(xiàng),同時(shí)也介紹了自密實(shí)砼的特點(diǎn)、配合比及發(fā)展史,以此推動(dòng)我國(guó)的自密實(shí)砼施工技術(shù)的理論發(fā)展!
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