孟加拉卡拉夫里三桥混凝土施工浅析

孟加拉卡拉夫里三桥混凝土施工浅析孟加拉卡拉夫里三桥混凝土施工浅析摘要：常年的高温天气对无掺合料混凝土施工的影响及混凝土施工质量的控制。分析施工总结表明：对拌和用水进行降温以及对粗骨料的清洗有助于降低混凝土拌和温度，超塑化剂的使用用助于混凝土塌落度的保持及无掺料混凝土的施工。关键词：高强混凝土，高温天气，配合比设计，施工控制1前言卡纳夫里三桥项目所在地为孟加拉国东南部的世界著名港口城市吉大港，本桥是卡纳夫里（Karnaphuli）河上的第三座桥梁，连接起吉大港市和科克斯巴扎尔市。本项目全桥长为950m，宽24.47m；主桥为预应力砼连续梁四塔矮塔斜拉桥结构，桥长830m，跨径为115＋3200＋115m；引桥结构为现浇大孔板梁，桥长120m，跨径组成为16＋422＋16m。项目工程范围还包括1.5km引道（含收费站），350m河岸防护和拆除既有老桥（ShahAmanat桥）等工程。本项目大桥局施工部分共计混凝土2.92万立方（其中水泥1.33万吨、砂2.1万吨、碎石3.16万吨、外加剂110吨），钢筋5971吨，预应力钢筋870吨，斜拉索310吨等。根据前期料源调查和相关试验，砂石采用孟加拉Sylhet产品，水泥采用孟加拉Ruby产品，外加剂采用阿联酋Fosroc产品。除试桩钢筋约100吨采用孟加拉BSRM产品外，其余钢筋、预应力钢筋及斜拉索均采用中国产品。本桥下部结构施工采用圆柱体C30标号（立方体C37）混凝土，外加剂选用阿联酋FosrocConplast-rp264，上部结构为圆柱体C50（立方体C62）混凝土，外加剂选用江苏伯特JM-PCA超塑化剂。1.1本课题的目的和意义孟加拉国气候属热带季风气候，湿热多雨，气温年较差小。全年可分为3季：10月至翌年3月为旱季，盛行干燥而较凉的东北季风；4～6月为热季，4月气温最高，月平均气温最高可达40.5℃，东南部的吉大港也可达38℃；7～9月盛行西南季风为雨季，降水丰沛，占全年降水量80％。常年的高温天气及大降雨量对工程施工造成一定的影响，如何控制混凝土拌合物的温度及塌落度显的尤其重要，对整体工程质量的控制起到关键的影响。在无掺合料的情况下如何提高混凝土的28天强度保证混凝土施工质量也具有相当的意义。2.试验部分2.1原材料的准备2.1.1实验用水泥2.1.1.1下部结构所使用水泥本工程下部结构采用德国海尔德堡水泥厂生产的42.5级复合硅酸盐水泥，考虑到此桥跨卡拉夫里河（临近入海口，有潮汐现象，对下部结构的混凝土要求具有抗硫酸盐腐蚀性能），对下部结构所使用的水泥需做抗硫酸盐性能试验42.5级复合硅酸盐水泥的初凝时间为2小时5分钟，终凝时间为3小时45分钟。标准稠度用水量为155ml。2.1.1.1.1硫酸盐腐蚀机理硫酸盐腐蚀是环境中的SO42-与硬化水泥浆的某些组成(水化硫铝酸钙、氢氧化钙)起化学反应，生成二水石膏或钙矾石，其同相体积比反应物增加一倍多，在水泥石内产生很大的膨张应力，造成膨胀开裂以至毁坏。环境水中SO42-含量不同，能使硬化水泥浆产生不同性质腐蚀。当SO42-浓度较低时，它使硬化水泥浆产生硫铝酸钙腐蚀。当SO42-浓度大于1000mg/L时，除了硫铝酸钙腐蚀外，还会产生石膏型的腐蚀。因为在正常情况下，二水石膏的溶解度为2020mg/L～2100mg/L，25℃硬化水泥浆中饱和Ca(OH)2的溶解度为1200mg/L，故要达到SO42-1000mg/L才会产生石膏沉淀。但钙矾石的溶解度比石膏的小得多，25℃时为CaO:43mg/L；Al2O3:35mg/L；CaSO4:215mg/L。钙矾石晶体在SO42-浓度不大时就能产生。故当SO42-浓度小于1000mg/L时，产生的是钙矾石的腐蚀破坏，而当SO42-大于1000mg/L后，就产生硫铝酸盐(钙矾石)和石膏的混合腐蚀。水泥被侵蚀的外因是外部环境有侵蚀介质(如硫酸盐或镁盐)和侵蚀介质的载体环境水共同存在，环境水是指水泥混凝土建筑物所处工作环境中的地面水和地下水；内因是水泥水化形成的水泥石内有抗腐蚀性差的组分和水泥石不密实，抗腐蚀性差组分是指水泥石中水化产物Ca(OH)2和CSH，水泥石不密实是有孔隙存在，特别是与外部相通的开口孔隙的存在。当外部侵蚀介质随环境水从开口孔隙入侵水泥石时，Ca(OH)2和CSH与侵蚀介质中的SO42-或Mg2+反应生成膨胀性较大的石膏、钙矾石或松散无胶结能力的Mg(OH)2，久而久之，造成水泥石破坏，通常硫酸盐侵蚀引发胀裂破坏，镁盐引发松散剥蚀破坏，硫酸镁盐则引发上述两种侵蚀破坏[13]。硫酸盐浓度越大，对混凝土侵蚀越历害。按照原先美国农垦局制订的标准为依据[11]，在ACI建筑法规318-3中将暴露在不同硫酸盐浓度的混凝土侵蚀分为四种不同程度。a)当土壤中硫酸盐含量小于0.1%或水中SO42-浓度小于150mg/L时，可认为对混凝土没有侵蚀；b)当土壤中硫酸盐含量在0.1%～0.2%或水中SO42-含量为150mg/L～1500mg/L时，对混凝土有中等程度侵蚀；c)当土壤中硫酸盐含量在0.2%～2%或水中SO42-浓度为1500mg/L～10000mg/L时，为严重侵蚀；d)当土壤中硫酸盐含量超过2%或水中SO42-浓度超过10000mg/L时，对混凝土产生非常严重的侵蚀。经铁道部产品质量监督检验中心桥梁与基础检验站检测水泥的耐腐蚀性符合要求经武汉理工大学交通工程研究所检测中心水泥中氯离子及碱含量符合标准要求2.1.1.2上部结构所使用水泥上部结构采用德国海尔德堡水泥厂生产的52.5级普通硅酸盐水泥。52.5级普通硅酸盐水泥的初凝时间为2小时25分钟，终凝时间为4小时05分钟。2.1.2实验用砂本项目实验用砂采用孟加拉Sylhet产品，该砂为中粗砂，符合其规范要求的级配2区（见表2.4）2.1.3实验用石子本项目所使用碎石采至Bholagong大型卵石扎制而成，最大粒径为20mm，其级配符合技术规范要求见表2.5表2.5通过B.S.筛子重量百分比2.1.4实验用外加剂本项目下部结构使用的外加剂为印度产ConplastRp-264型减水缓凝剂，掺量为0.8L/100kg，其中可溶性氯化物含量为0，碱含量小于3g.Na2O当量/每升外加剂，符合技术标准要求。上部结构使用外加剂为PCA（I）高效减水剂，是由江苏省建筑科学研究院研制开发的以羧酸类接枝聚合物为主体的复合添加剂，具有大减水、自流平、高保坍、高增强、高耐久性等功能。2.2试验方法2.2.1混凝土配合比设计下部结构采用圆柱体C30级（立方体C37级）混凝土，水泥为42.5级复合硅酸盐水泥，设计塌落度为150~200mm，胶凝材料用量不少于400kg/m3,根据此要求设计出混凝土的配合比为水泥∶水∶砂∶石=1∶0.40∶1.642∶2.437根据配合比对混凝土进行试拌，得出7D,14D,28D强度如下表表2.6C37混凝土试拌强度上部结构采用圆柱体C50级（立方体C62级）混凝土，水泥为52.5级普通硅酸盐水泥，设计坍落度为150~200mm，胶凝材料用量不大于500kg/m3,根据此要求设计出混凝土的配合比为水泥∶水∶砂∶石=1∶0.28∶1.440∶2.139根据配合比对混凝土进行试拌，得出7D,14D,28D强度如下表3.试验结果及其分析根据对圆柱体C3