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桥梁预制混凝土的结构分析
混凝土材料组成与配合比
混凝土是连续梁等现代土木工程最主要的结构材料;组成普通水泥混凝土的原材料包括5种:水泥、水、粗集料(石子)、细集料(砂)和外加剂;必要时,高强混凝土配制中还可加入了矿物掺合料。混凝土的配合比是指混凝土中水泥、水、砂、石子四种主要组成材料用量之间的比例关系,其表示方法可分为质量表示法和比例表示法。
目前悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥一般采用C50 N C60混凝土,属于高强度混凝土(我国定义强度等级达到或超过C50时为高强混凝土),因此本书主要介绍高强混凝土。本文由混泥土桥梁预制预压水袋厂家小编整理提供。
配制高强混凝土的水泥一般采用标号不低于525号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;对于C50混凝土必要时也可以采用425号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。立窑生产的水泥由于。 其质量稳定性问题,不推荐使用。水泥用量应根据强度要求、混凝土工作度要求以及收缩、水化热等因素决定,一般用量控制在400-500kg/m3,不宜超过500kg/rrr3。水泥含量过低造成胶凝物质含量过低,不利于强度提高与混凝土工作度,水泥用量过大会产生水化放热量大和过大收缩等问题,同时水泥用量达到一定程度后,继续增大用量对混凝土强度的提高作用减弱。
配置高强混凝土的粗骨料的性能对混凝土的抗压强度及弹性模量起到决定性的制约作用,粗骨料宜选用坚硬密实的石灰岩或辉绿岩、花岗岩、正长岩、辉长岩等深层火成岩碎石,其抗压强度应比所配制的混凝土强度高50%以上,含泥量应小于1%0粗骨料针片状颗粒含量越多,空隙率越大,导至此针片状颗粒含量应小于5%。
通常情况下,级配良好的粗骨料最大粒径越大,所有骨料堆积后的表面积就越小,因而能够减少浆体用量,对强度、变形、工作度都有利,但是粗骨料粒径愈大,骨料本身强度也愈低,同时混凝土的抗渗性也愈差。配置高强度混凝土应采用立方形的碎石,不宜采用天然砾石,要求粗集料表面干净无粉尘。同时,粗骨料还必须严格控制有害物质含量。
桥涵混凝土的细集料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净、粒径小于5mm的河砂,特殊情况下也可选用山砂或用硬质岩加工的机制砂,不宜选用海砂。高强混凝土宜使用细度模数较大的中粗砂,以减少拌和物需水量,因此配置高强混凝土的细集料应选用级配良好的中粗砂,细度模数不小于2.6为宜;对于泵送高强混凝土宜选用中砂,细度模数在2.6-2.9之间为宜。细集料中的粘土以及云母含量应尽可能低,其含泥量应小于2%。
为了提高混凝土拌和物的流动性,便于泵送,同时尽可能降低水胶比(水与胶结料的重量比,后者包括水泥及混合材料的重量),减少用水量。减少部分的用水量应通过高强混凝土的细骨料在骨料总量中的比值适当提高来弥补。
拌制混凝土的水不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质,也不得包含有糖类、油脂以及游离酸类等。一般可不经过试验即采用供饮用的水作为拌和用水,但是不得采用海水。污水、叫值小于5的酸性水以及含硫酸盐量按s暖—计超过水的质量0. 27mg/cm3的水不得使用。所配制的混凝土强度等级愈高,用水量愈应减低到最低限度,高强混凝土水胶比宜控制在0.24-O.38范围内。
由于混凝土外加剂能够比较好地解决高强混凝土低水灰比和高坍落度之间的矛盾,所以在高强混凝土配合比中大多有等。外加剂除了要符合现行《混凝土外加剂》(GB 8076)和《公路桥涵施工技术规范》( JTJ 041-2000)的规定外,还需要对水泥和高效减水剂进行低水灰比条件下的相容性检测,以确定添加了高效减水剂后混凝土拌和物是否具有良好的流动性、是否能够在较长时间内保持流动性、是否能够满足从拌制、运输以及现场浇筑成型的整个过程的需要。
混凝土外加剂中的有害物质诸如氯盐、氯离子、碱等应该得到严格的控制,有时为了增加施工时的可泵性,可以在混凝土拌和物掺入加气剂(限于C50 N C60),但是加气剂对混凝土强度不利,因此混凝土的含气量宜控制在3. 50-/0—5.5u/o之间。目前国内常用的减水剂有NF、FDN、UNF和木质素硫酸盐系减水剂等。在正确使用的条件下能够改善水泥的水化条件和提高混凝土的密实性,所以能够提高混凝土的抗拉强度和弹性模量,减少徐变,对钢筋以及混凝土的耐久性也无不利影响。但是超量使用高效减水剂会影响混凝土的凝结、早期强度的发挥和耐久性。
矿物掺合料主要包括粉煤灰、火山灰质材料、粉化高炉矿渣等,掺人混凝土中可以起到两种作用:一为代替部分水泥使硅酸盐水泥或普通水泥成为粉煤灰水泥等掺用混合材料的水泥;二为起填充材料的作用,可改善混凝土的和易性等性能。掺人混凝土的混合材料质量应符合我国相关国标规定。不同的混合材料具有不同的作用:粉煤灰能有效地提高混凝土的抗渗性,显著改善混凝土拌和物的工作性并具有减水作用,泵送混凝土掺入粉煤灰后可提高其可泵性;
磨细矿渣粉对混凝土的早期增强效果明显优于粉煤灰,其细度越细,其增强效果越佳,同时还能改善混凝土的抗化学侵蚀性;硅粉混凝土的特点是特别早强和耐磨,很容易获得高强,而且耐磨性优良。在混凝土中同时掺入两种或两种以上的不同矿物掺合料要比单一矿物掺合料的使用效果更好,如磨细矿渣粉和粉煤灰、磨细矿渣粉和沸石粉、粉煤灰和硅粉等,可以产生“超叠效应”,互相取长补短。本文来自互联网由混泥土预制预压水袋厂家重庆君正新型复合材料有限公司小编整理提供。