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中铁一局集团新运工程有限公司 陕西咸阳 712000
摘要:当前形势下,我国经济发展迅速,人民生活水平不断提高,环境问题日益凸显出来,成为人们关注的焦点,国家加强了环境管理,加大了环境保护整治力度。本文结合实际的工程概况,简述了由于矿粉生产厂家涨价、断供,造成某合同段T梁预制成本增加和生产进度受影响,合同段试验室通过增加粉煤灰掺量替代矿粉,改善混凝土性能,从而减少混凝土成本。
1引言
近年来国家对环境保护加大了管理力度,在环保风暴的席卷下,不合规的企业被陆续关停,河砂、碎石、矿粉等混凝土用原材料价格也随之水涨船高,尤其是矿粉生产厂家出现断供、涨价、质量不稳定情况,为了能按时完成预制T梁生产任务,决定对混凝土配合比进行优化,要求在不影响混凝土强度、耐久性、工作能的前提下,提高粉煤灰掺量代替原配比中的矿粉。梁场试验室结合预制梁用混凝土为高性能混凝土,具有整体性强、抗扭刚度大等特点。对于配合比进行优化。中铁一局集团有限公司乌审制梁场承担了蒙华铁路蒙陕段365孔后张法预应力混凝土简支T梁的预制,设计梁体混凝土强度等级C60,属于高强混凝土。梁场于2016年10月开始T梁预制,由于工程量少、矿粉质量不稳定,原材料涨价等问题造成质量、成本不可控。
1.2试验方法与试验方案
根据TB/T3043-2005《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》的要求,水泥用量不易小于400Kg/m3,采用低碱普通硅酸盐水泥,掺合料采用粉煤灰和矿渣粉,采用优质聚羧酸减水剂可以增大减水率的同时使新拌混凝土具有良好的坍落度保持性能, 对于降低水灰比,降低水泥水化热具有至为关键的作用。同时外加剂的选取对于调整混凝土的凝结时间和控制早期强度有着较大影响,而骨料的性质则对于混凝土的弹性模量有着较大的影响。
对粉煤灰掺量为14%,16%,18%分别进行试拌,在拌制混凝土的过程中,根据混凝土的和易性及其抗压强度等性能,得出符合试验需要的合理的水胶比,并计算出每组所选材料用量,制作150mm×150mm×150mm立方体试件24组,进行室温养护,并测得3、7、14、28不同龄期所做试件的抗压强度,对其结果进行分析,在强度、弹模满足后,挑选一组经济合理的送第三方检测单位做耐久性试验。试验材料数据见表1。
试验材料数据表1
材料名称及掺量 | 水泥 kg | 粉煤灰kg | 砂 kg | 碎石 kg | 减水剂kg | 引气剂kg | 水 kg |
14% | 420 | 70 | 700 | 1086 | 4.9 | 2.45 | 136 |
19% | 410 | 80 | 700 | 1086 | 4.9 | 2.45 | 136 |
22% | 400 | 90 | 700 | 1086 | 4.9 | 2.45 | 136 |
2试验结果及分析
本次试拌结果见试验数据汇总表2,通过本次试验可以看出,不同掺量的粉煤灰对混凝土的强度、坍落度、扩展度等工作性能是有一定影响的。从表中可以看出掺14%的粉煤灰坍落度小、扩展度不好,强度高,但在实际施工中,搅拌站搅拌混凝土时阻力较大,混凝土不易从料斗放出,水泥浆粘连料斗,造成现场施工速度变慢;掺量22%的粉煤灰坍落度大、流动性好,但是前期强度增长较慢,梁场制梁台位较少,不能满足台位周转,也不能满足14d终张拉要求。掺量为19%的粉煤灰,在搅拌站的出料速度及浇筑地的放料速度满足现场施工要求,坍落度满足要求、强度满足14d终张拉要求,因此将掺量为19%的粉煤灰,混凝土耐久性试件送往第三方检测,经检测抗渗性大于P20,抗冻性质量损失1.8%,相对动弹摸89.2%合格,电通量763C合格。
试验数据汇总表2
项目及 掺量 | 坍落度 mm | 扩展度 mm | 3d Mpa | 7d Mpa | 14d Mpa | 28d Mpa |
14% | 120 | 300 | 50.1 | 55.6 | 64.3 | 75.5 |
19% | 160 | 410 | 43.3 | 47.5 | 60.4 | 70.5 |
22% | 200 | 450 | 38.5 | 43,7 | 55.8 | 67.3 |
通过检测数据确定配比后,我们对确定的配比与原配比每方混凝土成本进行比对,见成本比对表3,通过表3可以看出每方混凝土省了4.89元。
成本比对表3
2.1 粉煤灰在其他梁场的应用。
在决定使用粉煤灰单掺前,梁场试验室还对库尔勒东制梁场见表4、寿光制
梁场见表5配合比进行了学习和讨论.
库尔勒东配合比表4
材料名称 | 水泥 | 粉煤灰 | 细骨料 | 粗骨料 | 粗骨料 | 水 | 减水剂 | 引气剂 |
规格 | P.O 42.5低碱 | F类I级 (C50及以上) | 中砂 | 5~10mm 碎石 | 10~20mm 碎石 | 饮用水 | / | / |
用量(Kg) | 420 | 70 | 732 | 220 | 879 | 143 | 4.90 | 0.49 |
3结论
事实证明,采用新配合比后,工作性能有了明显的提高,粉煤灰中的活性硅酸盐可以与水化产物反应,形成更加致密的水化产物,从而提高混凝土的强度和抗压性能。此外,粉煤灰中的细微颗粒可以填充混凝土中的孔隙,减少混凝土中的空隙率,提高混凝土的密实性和耐久性,此外混凝土的泌水现象得到改善。在坍落度不变的前提下,能够减少混凝土的泌水现象,提高混凝土和易性能。在混凝土施工中粉煤灰可以降低混凝土温度,混凝土的温度是一个重要的问题。粉煤灰可以通过吸收水化反应中产生的热量,降低混凝土的温度。这可以避免混凝土在施工过程中的温度过高,从而减少混凝土的收缩和开裂。以上措施保证了混凝土的工作性能得到了提高,保持了混凝土良好的和易性能,为施工提供了有效的保证。
参考文献
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