华千素(HQS)在超高桥塔及桥塔锚固区

C60自密实抗裂混凝土中的应用


在大跨度桥梁工程中,桥塔塔身及桥塔锚固区是重要的结构部位。在实际施工,由于桥塔塔身一般为钢筋混凝土结构,布筋密集且所处的服役环境比较恶劣,桥塔锚固区也要求采用收缩小或不收缩、体积稳定性好、抗裂性能强的高性能混凝土进行施工。所以,在超高桥塔塔身及桥塔锚固区施工中,必须采用具有良好的不收缩、抗开裂性能,且体积稳定性与耐久性的优良的C60自密实混凝土(SCC)施工。

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一般地,常规的普通C60自密实混凝土(SCC)无法满足超高桥塔塔身及桥塔锚固区施工要求,原因如下:(1)由于水泥与胶凝材料用量普遍较高,导致混凝土收缩较大、水化温升高,浇筑后会出现较大的内外温差,从而导致混凝土出现收缩裂缝和温度裂缝,影响混凝土力学性能和耐久性能;(2)由于普通的C60自密实混凝土(SCC)也具有结构密实、孔隙少等特点,即使采取严格的喷淋养护,水份也难以进入混凝土内部,无法起到应有的养护效果。

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鉴于此,本文提供了通过掺加由北京华千新技术有限公司自主研制生产的特种外加剂——华千素(HQS)的方式实现混凝土自密实、不收缩、抗裂与高耐久性的配制技术,即通过减少C60自密实混凝土(SCC)配合比中的水泥与胶凝材料的用量,掺入华千素(HQS)进行增强混凝土的收缩补偿能力,进而实现混凝土的自密实、不收缩、抗开裂与高耐久性。

1 原材料

1.1水泥:安徽海螺水泥有限公司生产的P.O 52.5普通硅酸盐水泥,性能指标见表1。

表1  海螺P.O 52.5普通硅酸盐水泥物理性能

细度(0.08mm筛余)/

%

凝结时间/min

抗压强度/Mpa

安定性

初凝

终凝

7d

28d

2.7

155

258

41.5

60.4

合格

1.2粉煤灰:某公司生产的优质I级粉煤灰,0.045mm筛余7.3%,需水量比94%。

1.3超细矿粉:某公司生产的S95级优质矿渣微粉,比表面积436m2/kg,28d活性指数98.4%,流动度比101%。

1.4细骨料:某公司生产的精选河砂,细度模数2.46,含泥量1.6%。

1.5粗骨料:某公司生产的普通碎石,粒径为5-20mm连续级配,针片状含量2.75%,压碎值7.0%。

1.6外加剂:某公司生产的聚羧酸减水剂,固含量25%,减水率23%;北京华千新技术有限公司自主研制生产的华千素(HQS-Super),掺加量为胶凝材料的1.5-2.5%,取2%;或北京华千新技术有限公司自主研制生产的华千素(HQS-A),掺加量为胶凝材料的3-5%,取5%。

2 试验方法

混凝土力学性能根据GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行,试件尺寸为150mm×150mm×150mm;混凝土的体积稳定性能与早期抗裂性能评价根据GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》、JGJ 193-2009《混凝土耐久性检验评定标准》进行。

3 配合比

采用密实骨架堆积高性能混凝土配合比设计方法和华千素(HQS-Super)进行混凝土配合比设计,C60自密实混凝土(SCC)配合比见表2。

表2  C60自密实混凝土配合比(kg/m3

编号

水泥

/kg

粉煤灰

/kg

矿粉

/kg

/kg

/kg

减水剂

/kg

华千素(HQS-Super)/kg

/kg

1

400

120

----

748

1076

9.36

----

156

2

360

120

----

807

1069

----

9.60

145

3

300

120

60

807

1069

----

9.60

145


4 性能测试

4.1 按照表2中的C60自密实混凝土(SCC)配合比拌和混凝土,并制备成试验用150mm×150mm×150mm试件进行测试,测试结果见表3。

表3  C60自密实混凝土工作性能与力学性能

编号

坍落度/mm

扩展度/mm

T500/

s

抗压强度/Mpa

0h

1h

3h

0h

1h

3h

3d

7d

28d

1

240

170

----

620

380

---

15.5

43.6

56.4

73.3

2

255

260

240

650

650

630

11.2

45.1

58.2

76.5

3

260

255

240

660

640

625

9.50

41.9

54.6

73.7

4.2 按照表2中编号3的C60自密实混凝土(SCC)配合比拌和的混凝土,其体积稳定性能及耐久性能测试结果见表4。

表4  C60自密实混凝土体积稳定性能与耐久性能

28d自收缩率/10-6

28d干缩率/10-6

28d碳化深度/mm

84d氯离子迁移系数/(10-12m2/s)

抗裂等级

212

287

3.2

1.3

L-III


5 数据分析与结论

采用华千素(HQS)的基于密实骨架堆积法设计出的C60自密实混凝土(SCC)具有不收缩、抗开裂性能,其工作性能、力学性能与耐久性能完全满足超高桥塔塔身及锚固区施工设计要求。




















2018年11月10日 17:14
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