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预制T梁混凝土强度问题影响因素及改进措施

发布于:2022-11-15 14:06:15 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

预制T梁是公路桥梁施工的关键工序,受原材料、设计配合比、施工工艺、养生等因素影响,经常会出现预制T梁混凝土的强度偏差系数大、后期强度增长慢等问题,从而影响T梁混凝土的使用,降低结构承载能力。本文分析了芒梁高速第二合同段预制T梁施工中,混凝土强度不均、后期强度增长慢的原因,并采取相应技术措施,较好地解决了预制T梁混凝土强度问题。

一、T梁预制中混凝土的强度问题

芒梁高速第二合同段桥梁上部结构采用30m预应力T梁。预制施工检查发现,T梁混凝土回弹强度差异较大。设计为C50,经回弹检测3d强度最小值42.2MPa,最大值57.9MPa,偏差系数3.64;7d回弹强度最小值44.7MPa,最大值5 8 . 2 M Pa,偏差系数3.63;28d回弹强度最小值54.1MPa,最大值60MPa,偏差系数4.56。通过试验结果,可以看出改进前的强度分布不均,且后期回弹推定强度增长缓慢,主要表现为预制T梁混凝土3d现场回弹推定强度增长快,达到设计强度的80%以上,但7d、28d混凝土现场回弹推定强度增长缓慢,甚至个别T梁28d现场回弹推定强度不能达到设计强度。


二、强度问题原因分析

通过调查分析预制T梁施工的全过程,结合相邻合同段T梁预制现场的参观交流,以及多次研讨和现场对比试验,确定预制T梁混凝土后期强度增长缓慢的主要原因包括水泥、外加剂、设计配合比、振捣工艺和养生。

(一)水泥

水泥是形成混凝土强度的关键因素,水泥质量的优劣直接影响混凝土强度的高低。经过试验室检测,该项目采用的海螺52.5#水泥出厂时间短、储存时间短、水泥性能不稳定,混凝土在浇筑完成后前3d与其他原材料快速反应,水化热基本释放完毕,导致预制T梁混凝土强度在前期增长迅速,但后期增长缓慢。

(二)外加剂

混凝土减水剂的主要作用是在不改变原材料配合比的情况下,提高混凝土流变性和可塑性,减少水的用量,提高混凝土强度。但经试验室对比试验发现,该项目采用的聚羧酸减水剂与水泥适应性差,化学反应迅速,导致混凝土水化热释放过快,混凝土强度前期迅速增长,后期增长缓慢;同时导致混凝土坍落度损失较大,混凝土和易性及工作性能降低,影响混凝土强度的均质性。


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(三)混凝土配合比

原设计T梁C50配合比为水泥:中砂∶0.5~1石子∶1~2石子∶水∶外加剂=1∶1.44∶0.73∶1.71∶0.33∶0.014,即每立方米混凝土用水泥470kg,中砂675kg,0.5~1碎石345kg,1~2碎石805kg,水155kg,外加剂6.58kg,水胶比为0.33。水胶比是影响混凝土强度的重要因素,在相同配合比下,水胶比越小,混凝土强度越高。通过配合比对比试验可知,按设计配合比拌制的混凝土水胶比偏大,影响预制T梁混凝土的强度发展。

(四)混凝土振捣

混凝土振捣工艺是影响T梁混凝土强度形成的重要环节,混凝土振捣密实程度直接关系到预制T梁混凝土强度内在质量。混凝土振捣过程中最常见的问题是过振和漏振,过振导致局部混凝土表面聚集浮浆,漏振导致混凝土内部疏松、形成气泡,两种情况都会影响混凝土的匀质性。检查施工过程发现,附着式振捣器振捣时间过短,插入式振捣器振捣不规范,存在过振和漏振,导致预制T梁混凝土整体不密实,局部出现气泡,影响T梁混凝土强度的匀质性。

(五)养生

养生用水为地下水,虽经蓄水池晾晒,水温仍较低,浇洒于梁体表面使得混凝土水化热释放过快;且当地昼夜温差大,紫外线强烈,采用土工布全覆盖洒水养生,易导致梁体表面温度低,影响腹板混凝土强度增长。洒水养护不均匀会导致预制T梁强度增长不均。

三、混凝土施工改进措施

针对上述预制T梁混凝土强度增长不均衡等问题,经反复试验和分析,提出以下改进措施。

(一)采购性能良好的水泥材料

与水泥生产厂家联系,对供应水泥的存放时间提出要求,在各项技术指标满足要求的前提下,至少储存14d以上,消除水泥性能不稳定造成的影响,确保水泥质量可靠,方可进场使用。

(二)更换与水泥适配性好、坍落度损失小的外加剂

经过选用不同品种外加剂的对比试验,最终采用与水泥适配性好、坍落度损失小的某聚羧酸外加剂,提高水泥与外加剂的适应性,降低水化热前期的快速释放,确保混凝土强度的持续增长;同时改善混凝土的流动性和黏聚性,提高混凝土浇筑完成后的匀质性,确保预制T梁混凝土的强度均匀提高。

(三)优化施工配合比

经过不同施工配合比对比试验,在保证混凝土和易性前提下,选定最佳施工配合比为水泥∶复合粉∶0.5~1石子∶1~2石子∶中砂∶水∶外加剂=1∶0.1∶0.47∶2.17∶1.39∶0.29∶0.018,即每立方米混凝土用水泥443kg,复合粉45kg,0.5~1碎石208kg,1~2碎石963kg,中砂615kg,水128kg,外加剂7.8kg。水胶比采用0.26。经过调整后施工效果良好,增加的复合粉既改善了混凝土的和易性,又提高了混凝土的内部密实度,水胶比的降低提高了混凝土的强度,有利于混凝土强度的后期可持续增长。

(四)改进振捣工艺

选择合理的振捣工艺是保证混凝土强度的重要途径,经过多次现场振捣试验,确定了T梁混凝土振捣方式。附着式振捣器的振捣时间改为20s~30s,插入式振捣器遵循“快插慢拔”的原则,腹板及翼缘板以插入式振捣器为主,布振间距宜控制在30cm左右,振捣时间一般控制在10s~15s左右,且需在间隔10min~15min后回振,有效避免了过振和漏振,振捣效果良好,确保了预制T梁混凝土均匀、密实,表面没有浮浆和气泡,T梁混凝土强度偏差系数明显减小。

(五)采用符合当地环境条件的养护工艺

根据梁河县当地气候特点,改变原有土工布全覆盖洒水养护方式,改为仅用土工布覆盖顶板、腹板采用洒水后裹覆塑料薄膜养护的方式,且养护用水增加晾晒时间。避免了水温过低导致梁体表面水化热释放过快的问题。经过一段时间的养护试验,预制T梁混凝土腹板强度增长正常,达到了设计要求。由表1可知,采取综合措施后T梁混凝土3d~28d回弹检测强度持续稳定增长,28d抗压强度测定值偏差系数由4.56降为1.32,使T梁混凝土的整体质量得到有效控制,改进措施效果显著,有效保证了预制T梁总体质量稳定。

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四、结语

预制T梁混凝土强度不均匀、后期强度增长缓慢的主要原因是原材料选用不当,水泥出厂时间短;外加剂与水泥的相融性差,外加剂与水泥的化学反应剧烈;过振和漏振影响预制T梁混凝土均匀性;养生方式不合理影响预制T梁混凝土强度的形成和持续增长。

该项目的施工实践证明,要保证T梁混凝土强度均匀及有效增长,应从以下几方面加强控制:选择性能稳定的水泥材料是保证混凝土强度的基础;确定合理的施工配合比是保证混凝土强度的根本;外加剂的选用要与其他原材料相匹配,不得影响混凝土的和易性和均质性;制定合适的振捣工艺是保证混凝土强度的关键;选择切合实际的养生方式是保证混凝土强度稳定增长的有效途径。

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只看楼主 我来说两句抢地板
  • cof1587627901916

    太厉害了

    2022-11-17 13:43:17

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  • 杜弈秋
    杜弈秋 板凳

    好,非常实用,收藏了

    2022-11-15 14:16:15

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