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自密實高性能混凝土在鋼管混凝土拱橋中的應用研究

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【摘 要】本文綜述了自密實混凝土的特點、國內外研究情況,論述了自密實混凝土在鋼管混凝土拱橋中應用研究的方法和技術路線,并針對莆田闊口大橋的建設進行了相關配合比試驗研究。

【關鍵詞】自密實混凝土 鋼管拱橋 試驗研究

1 自密實混凝土在國內外的研究情況

自密實高性能混凝土是日本東京大學教授岡村甫率先提出的,80年代后半期岡村甫教授首次開發(fā)了"不振搗的高耐久性混凝土"。日本在90年代有采用免振搗自密實混凝土的工程實例。1996年岡村甫教授在美國泰克薩斯大學講學,介紹了自密實混凝土的概念、性能和工程實例。美國也有自密實混凝土的實例。美國對鋼筋混凝土結構,仍強調需要適當振搗以確保鋼筋混凝土結構的力學性能。

在我國,90年代清華大學開始進行自密實混凝土的研究,近年來國內不少單位對自密實混凝土開展了較多的研究并取得了可喜的成果,如福州大學對自密實混凝土的配制、自密實鋼筋混凝土配筋結構的力學性能、自密實混凝土在鋼筋混凝土結構工程中的應用等進行了系列研究。但至今尚缺少鋼管自密實混凝土結構的力學性能及實際工程的應用研究,因此開展相關的研究工作很有必要。

2 研究的意義

在世界范圍內,隨著混凝土工程不斷向大規(guī)模化、復雜化、高層化方面發(fā)展,鋼筋混凝土體內配筋越來越復雜,施工難度很大,與此同時城市噪音也越來越成為重要的問題,因此高流態(tài)混凝土的研究受到人們廣泛重視。自密實混凝土是在較低水灰比條件下,通過使用復合高效減水劑等外加劑和礦物細摻料配制的比一般流態(tài)混凝土的流動性更好,具備更良好的抗分離性、填充性、優(yōu)良的穿越稠密鋼筋間隙性能的新型材料。該混凝土拌合物在較低的水膠比下不經振搗僅靠自重就能填充到復雜模型的各個角落,使其具有均勻自密實成型性能。自密實混凝土為改善和解決過密配筋、薄壁、復雜形體等振搗困難的工程施工條件帶來了極大的方便,因此非常適合用于無法振搗的鋼管混凝土拱橋中。

鋼管混凝土結構以其承載力高、塑性和抗震性能好、經濟效果顯著和施工簡便等優(yōu)點,自六七十年代開始就受到工程界的重視,特別是近年來,鋼管混凝土結構正被大規(guī)模地應用于公路橋梁中。

鋼管混凝土的管內混凝土強度等級要求在c30級以上,且高強度等級混凝土的應用越來越多。為便于澆筑,要求混凝土坍落度大,和易性好,且不泌水不離析同時為充分發(fā)揮鋼管套箍作用,要求混凝土的收縮率小,填充飽滿。而自密實高性能混凝土是在較低的水膠比下不經振搗僅靠自重就能填充到復雜模型的各個角落,具有均勻自密實成型的性能,又保證混凝土硬化后具有優(yōu)良的力學性能和優(yōu)異的耐久性能。自密實高性能混凝上應用在鋼管混凝土結構中,對方便鋼管混凝土的施工,確保工程質量、降低工程成本都將具有主要的作用,并將取得顯著的經濟、技術效益

3 研究方法與技術路線

首先按照當?shù)氐乃?、石子、砂、粉煤灰等原材料進行自密實混凝土的配合比試驗研究,得出較為優(yōu)化的實驗室配合比。將此配合比在混凝土攪拌站實驗室再進行試配,并適當調整。為了使實際工程的施工順利,按照一定比例制作鋼管,模擬實際施工順序進行現(xiàn)場試泵自密實混凝土。在以上試驗研究的基礎上,研究并提出鋼管自密實拱橋的方案。

4 自密實混凝土配合比優(yōu)化試驗

4.1 自密實混凝土配合比的優(yōu)化方法

⑴ 優(yōu)選原材料,降低膠結料用量,在保證自密實混凝土工作性同時,盡量降低砂率,并優(yōu)化集料級配。自密實混凝土拌合物的砂率值,對混凝土拌合物的工作性能有很大影響。由于自密實混凝土要求有較好的流動性,因此砂率一般比普通混凝土或泵送混凝土會大一些。當自密實混凝土的砂率值較小時,拌合物中粗集料體積含量太大,容易使自密實混凝土穿越狹窄間隙時堵塞,影響自密實混凝土的穿越能力。當砂率較大時,拌合物通過間隙的能力較好,但砂率過大會使混凝土硬化后彈性模量降低,也會使混凝土的粘性增大,影響拌合物的流動性。因此在保證混凝土拌和物工作性的同時,應盡量降低自密實混凝土的砂率,以使其具有較好的變形抵抗能力。同普通混凝土一樣,自密實混凝土骨料的間隙要由漿體來填充,當骨料級配較差時,骨料的空隙率很大,大量的漿體被用于填充空隙,此時混凝土的膠結料用量較高。因此,在進行自密實混凝土的配制時,應對骨料的級配給予足夠的重視。

 

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發(fā)布:2007-08-14 12:18    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關閉]
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