孟加拉卡拉夫里三桥混凝土施工浅析-论文发表

　　孟加拉卡拉夫里三桥混凝土施工浅析
　　杨品祥
　　（中铁大桥局集团第四工程有限公司，江苏南京210031）
　　摘要：常年的高温天气对无掺合料混凝土施工的影响及混凝土施工质量的控制。
　　分析施工总结表明：对拌和用水进行降温以及对粗骨料的清洗有助于降低混凝土拌和温度，超塑化剂的使用用助于混凝土塌落度的保持及无掺料混凝土的施工。
　　关键词：高强混凝土高温天气配合比设计施工控制
　　1前言
　　卡纳夫里三桥项目所在地为孟加拉国东南部的世界著名港口城市——吉大港，本桥是卡纳夫里（Karnaphuli）河上的第三座桥梁，连接起吉大港市和科克斯巴扎尔市。本项目全桥长为950m，宽24.47m；主桥为预应力砼连续梁四塔矮塔斜拉桥结构，桥长830m，跨径为115＋3×200＋115m；引桥结构为现浇大孔板梁，桥长120m，跨径组成为16＋4×22＋16m。项目工程范围还包括1.5km引道（含收费站），350m河岸防护和拆除既有老桥（ShahAmanat桥）等工程。
　　本项目大桥局施工部分共计混凝土2.92万立方（其中水泥1.33万吨、砂2.1万吨、碎石3.16万吨、外加剂110吨），钢筋5971吨，预应力钢筋870吨，斜拉索310吨等。根据前期料源调查和相关试验，砂石采用孟加拉Sylhet产品，水泥采用孟加拉Ruby产品，外加剂采用阿联酋Fosroc产品。除试桩钢筋约100吨采用孟加拉BSRM产品外，其余钢筋、预应力钢筋及斜拉索均采用中国产品。
　　本桥下部结构施工采用圆柱体C30标号（立方体C37）混凝土，外加剂选用阿联酋Fosroc
　　Conplast-rp264，上部结构为圆柱体C50（立方体C62）混凝土，外加剂选用江苏伯特JM-PCA超塑化剂。
　　1.1本课题的目的和意义
　　孟加拉国气候属热带季风气候，湿热多雨，气温年较差小。全年可分为3季：10月至翌年3月为旱季，盛行干燥而较凉的东北季风；4～6月为热季，4月气温最高，月平均气温最高可达40.5℃，东南部的吉大港也可达38℃；7～9月盛行西南季风为雨季，降水丰沛，占全年降水量80％。
　　常年的高温天气及大降雨量对工程施工造成一定的影响，如何控制混凝土拌合物的温度及塌落度显的尤其重要，对整体工程质量的控制起到关键的影响。
　　在无掺合料的情况下如何提高混凝土的28天强度保证混凝土施工质量也具有相当的意义。
　　2.试验部分
　　2.1原材料的准备
　　2.1.1实验用水泥
　　2.1.1.1下部结构所使用水泥
　　本工程下部结构采用德国海尔德堡水泥厂生产的42.5级复合硅酸盐水泥，
　　考虑到此桥跨卡拉夫里河（临近入海口，有潮汐现象，对下部结构的混凝土要求具有抗硫酸盐腐蚀性能），对下部结构所使用的水泥需做抗硫酸盐性能试验
　　42.5级复合硅酸盐水泥的初凝时间为2小时5分钟，终凝时间为3小时45分钟。标准稠度用水量为155ml。
　　2.1.1.1.1硫酸盐腐蚀机理
　　硫酸盐腐蚀是环境中的SO42-与硬化水泥浆的某些组成(水化硫铝酸钙、氢氧化钙)起化学反应，生成二水石膏或钙矾石，其同相体积比反应物增加一倍多，在水泥石内产生很大的膨张应力，造成膨胀开裂以至毁坏。环境水中SO42-含量不同，能使硬化水泥浆产生不同性质腐蚀。当SO42-浓度较低时，它使硬化水泥浆产生硫铝酸钙腐蚀。当SO42-浓度大于1000mg/L时，除了硫铝酸钙腐蚀外，还会产生石膏型的腐蚀。因为在正常情况下，二水石膏的溶解度为2020mg/L～2100mg/L，25℃硬化水泥浆中饱和Ca(OH)2的溶解度为1200mg/L，故要达到SO42-1000mg/L才会产生石膏沉淀。但钙矾石的溶解度比石膏的小得多，25℃时为CaO:43mg/L；Al2O3:35mg/L；CaSO4:215mg/L。钙矾石晶体在SO42-浓度不大时就能产生。故当SO42-浓度小于1000mg/L时，产生的是钙矾石的腐蚀破坏，而当SO42-大于1000mg/L后，就产生硫铝酸盐(钙矾石)和石膏的混合腐蚀。水泥被侵蚀的外因是外部环境有侵蚀介质(如硫酸盐或镁盐)和侵蚀介质的载体——环境水共同存在，环境水是指水泥混凝土建筑物所处工作环境中的地面水和地下水；内因是水泥水化形成的水泥石内有抗腐蚀性差的组分和水泥石不密实，抗腐蚀性差组分是指水泥石中水化产物Ca(OH)2和CSH，水泥石不密实是有孔隙存在，特别是与外部相通的开口孔隙的存在。当外部侵蚀介质随环境水从开口孔隙入侵水泥石时，Ca(OH)2和CSH与侵蚀介质中的SO42-或Mg2+反应生成膨胀性较大的石膏、钙矾石或松散无胶结能力的Mg(OH)2，久而久之，造成水泥石破坏，通常硫酸盐侵蚀引发胀裂破坏，镁盐引发松散剥蚀破坏，硫酸镁盐则引发上述两种侵蚀破坏[13]。
　　硫酸盐浓度越大，对混凝土侵蚀越历害。按照原先美国农垦局制订的标准为依据[11]，在ACI建筑法规318-3中将暴露在不同硫酸盐浓度的混凝土侵蚀分为四种不同程度。
　　a)当土壤中硫酸盐含量小于0.1%或水中SO42-浓度小于150mg/L时，可认为对混凝土没有侵蚀；
　　b)当土壤中硫酸盐含量在0.1%～0.2%或水中SO42-含量为150mg/L～1500mg/L时，对混凝土有中等程度侵蚀；
　　c)当土壤中硫酸盐含量在0.2%～2%或水中SO42-浓度为1500mg/L～10000mg/L时，为严重侵蚀；
　　d)当土壤中硫酸盐含量超过2%或水中SO42-浓度超过10000mg/L时，对混凝土产生非常严重的侵蚀。
　　经铁道部产品质量监督检验中心桥梁与基础检验站检测水泥的耐腐蚀性符合要求
　　表2.1水泥耐腐蚀性检测
　　工程名称中铁大桥局孟加拉卡拉夫里三桥
　　委托项目水泥耐腐蚀性
　　材料名称规格
　　水泥 “Ruby”PortlandCompositeCement42.5R
　　试件编号浸泡介质抗折破坏荷载平均值（N）抗蚀系数
　　KL-1~9 3%Na2SO4 129 1.05
　　KL-10~18 淡水 123
　　备注所用标准砂为饱和面干状态
　　经武汉理工大学交通工程研究所检测中心水泥中氯离子及碱含量符合标准要求
　　表2.2水泥中氯离子含量检测
　　委托单位中铁大桥局孟加拉卡拉夫里三桥项目部
　　样品产地孟加拉吉大港“Ruby”PortlandCompositeCement42.5R
　　实验依据 GB/T176—1996《水泥化学分析方法》
　　水泥中氯离子含量检测结果（%）
　　检测内容技术要求检测结果单项评价
　　氯离子含量，% ≤0.06 0.05 合格
　　表2.3水泥中碱含量检测
　　委托单位中铁大桥局孟加拉卡拉夫里三桥项目部
　　样品产地孟加拉吉大港“Ruby”PortlandCompositeCement42.5R
　　实验依据 GB/T176—1996《水泥化学分析方法》
　　水泥碱含量检测结果（wt%）
　　检测内容技术要求检测结果单项评价
　　Na2O含量，% / 0.15 /
　　K2O含量，% / 0.50 /
　　碱含量，%（Na2O+0.658K2O） ≤0.6 0.48 合格
　　2.1.1.2上部结构所使用水泥
　　上部结构采用德国海尔德堡水泥厂生产的52.5级普通硅酸盐水泥。52.5级普通硅酸盐水泥的初凝时间为2小时25分钟，终凝时间为4小时05分钟。
　　2.1.2实验用砂
　　本项目实验用砂采用孟加拉Sylhet产品，该砂为中粗砂，符合其规范要求的级配2区（见表2.4）
　　表2.4通过B.S.筛子重量的百分比
　　B.S.410
　　试验筛子级配1区级配
　　2区级配3区
　　9.52mm 100 100 100
　　4.76mm 90-100 90-100 90-100
　　No.7 60-95 75-100 85-100
　　No.14 30-70 55-90 75-100
　　No.25 15-34 35-59 60-79
　　No.52 5-20 8-30 12-40
　　No.100 0-10 0-10 0-10