C30顶升混凝土试验研究及在工程上的应用

2017-05-25 03:53陈向哲
商品混凝土 2017年5期
关键词:矿砂河砂模数

陈向哲

(河北建设集团有限公司混凝土分公司,河北 保定 071051)

C30顶升混凝土试验研究及在工程上的应用

陈向哲

(河北建设集团有限公司混凝土分公司,河北 保定 071051)

本文介绍某工程 C30 顶升混凝土的配合比设计、工作性能、顶升施工方法。在公司技术、维修制造车间配合下,该项目施工取得良好效果。

顶升混凝土;抱箍;配合比优化

0 引言

河北冶金建设集团—唐银南、北料堆场封闭改造工程±0.000mm 以上采用钢框架结构(图 1),其核心筒柱采用C30 顶升混凝土进行施工,钢结构与混凝土结合受力。

图 1 工程现场图

钢管柱混凝土顶升浇筑工艺就是在钢柱的下部(高度以便于施工为宜)柱壁上开一个比输送管略大的孔洞,用输送管将混凝土输送泵的出口与之连接,混凝土靠泵压通过输送管连续注入钢柱内,直至柱内注满混凝土。公司维修制造车间,运用废弃泵管及钢材,制作了一组简易抱箍装置(图2),既将该装置用螺栓固定在已开口的钢管上,然后连接输送泵管,混凝土浇筑采用“低压慢打”的方式,待钢管顶部开口处有砂浆冒出,停止打泵,缓慢松螺栓至将事先割好、尺寸开口稍大的小铁板用铁锤嵌入抱箍内,拧紧螺栓。混凝土终凝后,拆除抱箍装置,并对小钢板与钢管间进行焊接处理。

图 2 抱箍装置

根据工程实际要求,该顶升混凝土应具备以下几点要求:首先保证不离析、不泌水、不分层;其次流动性、匀质性、稳定性要好,具备良好的保塑性能,现场坍落度、扩展度较普通房建混凝土相比要大,且坍落度损失要小,凝时要稍长;此外还应具有一定的微膨胀性能。根据本站现有的原材料,通过优化混凝土配合比和外加剂配合比,配制出的C30 混凝土达到了钢管柱混凝土顶升浇筑工作性能的要求。

1 试验研究

1.1 原材料

(1)水泥:唐山冀东 P·O42.5 普通硅酸盐水泥,性能指标见表 1。

表 1 水泥性能指标

(2)矿粉:河北钢建 S95 级高炉矿渣粉,流动度比102%,7d 活性为 77.6%,28d 活性为 101.3%。

(3)粉煤灰:勇昭 F 类Ⅱ 级,细度 13%,烧失量2.3%,需水量比 103%,含水率 0.4%。

(4)粗骨料:丰润碎石,粒径范围 5~25mm,堆积密度 1495m2/kg,表观密度 2690m2/kg,石粉含量 1.1%。

(5)细骨料:铁选尾矿砂,细度模数 2.2,含泥量2.6%;滦县河砂,细度模数 3.3,含泥量 1.1%。

1.2 试验方案[1]

(1)要保证钢管内芯混凝土的顺利浇筑和质量,使其在无振捣下具备一定的自密实性能。关键步骤之一是选用性能良好的外加剂,根据唐山地区十月份的气候条件,结合本地的原材料情况,复配的聚羧酸泵送剂具备缓凝、保塑效果好、坍损小(135min 内无损失)的特点,外加剂配合比(聚羧酸母液:唐山恒誉;缓凝剂:葡萄糖酸钠,唐山恒誉;保坍剂 S-6:天津武清)及混凝土性能[2]见表 2。

(2)运用所选的原材料,进行混凝土配合比优选试验,根据美国垦务局 Denver 实验室的经验,以细度模数 2.75 为标准状态,(细碎机)砂子细度模数每增减 0.1,相应混凝土砂率应增减 0.5%;同时砂率每增减 1%,混凝土用水量相应增减 1%。因此按照 A1(10% 河砂+90% 尾矿砂)、A2(15%河砂+85% 尾矿砂)、A3(20% 河砂+80% 尾矿砂)、A4(25% 河砂+75% 尾矿砂)、A5(30% 河砂+70% 尾矿砂)、A6(35% 河砂+65% 尾矿砂)、A7(40% 河砂+60%尾矿砂)、A8(45% 河砂+55% 尾矿砂)、A9(50% 河砂+50% 尾矿砂)将其分别进行筛分,结果如表 3,根据筛分试验结果,确定 A6 为本次试验细骨料方案。

表 2 聚羧酸泵送剂及其性能

表 3 A1~A9 筛分试验细度模数

(3)配合比设计:选定砂率为 48%,分别以胶材总量380kg/m³、410kg/m³、440kg/m³ 进行试拌,确定 B3 为最佳方案,混凝土性能[3]如表 4。

表 4 试拌混凝土的性能

根据试验结果进行配合比优化,制定对比优选方案,混凝土配比如表 5。

表 5 优化配合比 kg/m3

对试样进行检测,结果见表 6。

(1)从表 6 可知,在坍落度相同的情况下,胶材总量越多,混凝土扩展度越大,中心石子堆积现象越不明显,要想使混凝土达到自密实性能,除坍落度要大,砂率要适当提高外,水灰比一定要低,保证有足够多的胶材包裹骨料。

(2)掺合料的掺量对混凝土的强度、坍落度、扩展度及粘聚性存在一定影响。矿粉掺量越多,混凝土黏度越大,混凝土流动性较小;随着粉煤灰掺加比例的提高,流动性增加,到达一定程度后,由于缺少矿粉黏度的制约,保水能力变差,混凝土表面气泡增多,泌水加大。当粉煤灰掺量在20%、矿粉掺量在 25% 时混凝土状态最佳。

表 6 混凝土工作性能与力学性能检测结果

2 结语

综上得知,C4 混凝土配合比工作性能最佳,抗压强度能够满足结构要求,确定 C4 为最佳的配合比施工方案;在维修制造车间配合下制作简易抱箍装置,混凝土浇筑采用“低压慢打”的方式成功在工地应用,项目施工取得了良好效果。

[1] JGJ 55—2011.普通混凝土配合比设计规程[S].

[2] GB 8076—2008.混凝土外加剂[S].

[3] GB/T 50081—2002.普通混凝土力学性能试验方法标准[S].

[4] GB/T 50107—2010.混凝土强度检验评定标准[S].

[通讯地址]河北省保定市天威西路 3083 号(071051)

陈向哲,男,工程师,主要从事预拌混凝土生产管理相关工作。

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