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后张法有粘接预应力工程C50混凝土配合比设计

信息来源:hunningtu.biz  时间:2009-11-27  浏览次数:96

  摘要:本文通过工程实例,介绍了后张法有粘接预应力工程c50混凝土配合比的设计过程,并提出了相应的施工质量控制措施,通过实际工程应用认为,所配置c50混凝土完全满足施工要求。
  关键词:预应力 c50混凝土 配合比设计
  1 工程概况
  晋江s.m.国际广场占地65亩,建筑平面为“品”字形,其中地下一层,地上四层,建筑层高多为4.7m,总高度为正负零以上25.67m,建筑面积达166642m2,单层达34000m2。建筑物采用现浇后张法有粘接双向预应力钢筋混凝土框架结构,预应力施加于主次梁。其中每层104根内柱,62根外柱、主次梁构成,柱网尺寸为20m×20m,相应柱截面为ф1.1m,钢筋为63ф36和60ф32,梁、柱的混凝土设计强度等级为c50,该工程于1993年开始施工,1995年完成。
  2 混凝土原材料选择与配合比设计
  2.1原材料
  (1)水泥:采用江苏巨龙p.o.525r水泥,fce3d =37.5mpa,fce28d =61.0mpa。其技术指标符合gb175-92标准规定要求;
  (2)砂:中砂,细度模数mx≥2.6,其技术指标符合jgj52-92标准规定;
  (3)石:碎石,粒径5mm~20mm连续级配,其技术指标符合jgj53-92标准规定;
  (4) 外加剂:tw-4缓凝高效减水剂,福建省建筑科学研究院研制,掺量为水泥用量的2.0%;
  (5)水:生活用自来水。
  2.2配合比设计
  2.2.1配合比计算
  (1)试配强度的确定
  通常c50混凝土施工配制强度要求≥60mpa,其计算式如下:
  fcu,o=fcu,k+1.645σ
  式中:fcu,o-混凝土的施工配制强度,mpa;
  fcu,k-混凝土的设计强度,mpa;
  σ—施工单位的混凝土强度标准差,如无近期同一品种混凝土强度的统计资料σ取6mpa。
  (2)水灰比的确定
  根据普通混凝土配合比设计规程,采用全国参用的a、b值,计算出基准配合比的水灰比为0.32,然后再设计3个配合比,其水灰比在基准配合比基础上分别增加或减少0.02~0.03,用水量与基准配合比相同。
  (3)用水量的确定
  根据粗骨料的粒径,高效减水剂的减水率及掺量来确定。一般坍落度为70mm~90mm时,用水量宜控制在145kg/m3~160kg/m3,坍落度在170mm~200mm时,用水量控制在160kg/m3~170kg/m3。该c50混凝土为预应力梁柱,结构断面较好,钢筋较密集,采用现场机械搅拌,选混凝土坍落度100~120mm较合适。
  (4)砂率
  由于选用砂子的细度模数为2.6,选用配合比砂率在普通混凝土配合比设计规程表4.0.2的说明,并根据以往c50混凝土配合比的设计经验,确定为0.34,其余3个配合比其砂率分别增加或减少0.01。
  (5)砂、石用量
  按绝对体积法计算。
  (6)外加剂的选用
  根据gbj146-90《粉煤灰混凝土应用技术规范》要求,预应力混凝土跨度≥6m,不能掺加粉煤灰。本工程预应力混凝土单跨>6m,故不掺加粉煤灰,因此给c50流动性混凝土配制带来一定难度。由于不能掺入粉煤灰,单方混凝土水泥用量太大,所拌制的混凝土粘度很大,不宜施工,同时,水泥用量过大,水泥水化热大,容易使混凝土产生裂缝,此外,水灰比过大,混凝土干缩量大,也容易产生干缩裂缝,这都给预应力张拉带来相当大困难,必须掺加缓凝高效减水剂,来降低水灰比,并延缓水泥水化热出现,从而降低预应力混凝土粘性,减少混凝土收缩,从而避免预应力混凝土的裂缝产生,提高预应力混凝土强度和静弹性模量,而满足预应力张拉的要求。
  2.2.2配合比试拌、确定
  依据上述配合比原材料的确定和配合比的计算原则,进行4组配合比试验,其结果见表1所示。
  根据上述4组配合比绘制灰水比与混凝土强度关系曲线如图1所示,并确定混凝土强度为58.5mpa。由图1得强度为58.5mpa时,其灰水比为3.13,即水灰比为0.32,混凝土配合比为:水泥∶砂∶石子∶水∶外加剂=494∶592∶1144∶160∶9.9=1∶1.20∶2.32∶0.32∶0.02。采用此组配合比再次进行试拌,检查结果为:工作性符合要求,3d抗压强度为42.3mpa, 28d抗压强度为58.8mpa,满足要求。最终确定试验室配合比为水泥∶砂∶石子∶水∶外加剂=494∶592∶1144∶160∶9.9=1∶1.20∶2.32∶0.32∶0.02。
  3 混凝土施工质量控制
  (1)原材料控制
  针对砂石料质量波动大的特点,加大现场抽检频率。对每一车每一船砂石料都要抽样检验,符合标准要求方可进场。
  (2)混凝土拌和质量控制
  必须依据实验室的出具的配合比要求,严格控制混凝土的水灰比,准确掺入tw-4缓凝高效减水剂,并经常检测混凝土的坍落度,以保证混凝土具有良好的和易性。此外,混凝土拌和时间控制在2min,不能过短,也不能过长。搅拌时间短混合料不均匀,时间过长,会破坏材料的结构。
  (3)混凝土浇注质量控制
  混凝土浇注应选择一天中温度较低的时候进行,采用插入式振捣器振捣时,移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍,对每一振捣部位必须振动到混凝土停止下沉,不在冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆,边振动边徐徐提出振动棒,避免过振,造成混凝土离析。此外,应尽量避免振动棒直接触动波纹管,确保不损坏波纹管,确保预应力筋锚垫板周围混凝土密实、不漏浆。混凝土浇筑过程中,应派出专人进行跟班监控,以便及时发现问题并做出处理。
  (4)混凝土养护质量控制
  混凝土浇注收浆完成后,尽快进行草帘覆盖和洒水养护,使混凝土表面始终保持在湿润状态,不允许混凝土在高温下裸露暴晒。由于水泥在水化过程中产生很大的热量,混凝土浇注完成后必须在侧模外喷水散热,以免由于温度过高,混凝土体积膨胀过大,再冷却后体积收缩过大产生裂缝。养护时间不少于两周。
  (5)预应力端部混凝土质量控制
  当预应力筋端部的混凝土质量不好,出现蜂窝时,必须按以下情况进行处理:凿掉该部分混凝土,先清洗干净,再浇筑上不低于构件混凝土强度等级的细石混凝土,并作好养护,达到张拉要求后,方可进行预应力张拉。
  4 结语
  本工程c50级预应力混凝土施工制作检查试件100多组, 3d抗压强度41.0~43.5mpa,静弹性模量达到3.6~3.8(104mpa);28d抗压强度58.2~61.0mpa,完全达到了预应力张拉要求。实际中预应力混凝土的施工质量和外观均良好。所设计的c50混凝土在晋江s.m.广场后张法有粘接预应力工程的成功应用,说明采用tw-4缓凝高效减水剂,通过优选原材料配制,一定能取得了满意的效果。通过现场施工,完全满足了设计及施工要求。
  参考文献
  [1] 冯乃谦.高性能混凝土[m].北京:中国建筑工业出版社,1996.
  [2] 中国土木工程学会高强混凝土委员会. 高强混凝土结构设计与施工指南[m].北京:中国建筑工业出版社,1995.
  [3] 粉煤灰混凝土应用技术规范[s].gbj146-90.

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