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配合比設計論文范文1
中圖分類號:TU71文獻標識碼: A
前言
目前,我國的高速公路對面層的技術要求都較為嚴格,如要求采用玄武巖集料、優質改性瀝青、SMA路面等,然而要充分發揮其應有的作用,則還應當重視基層質量的提高,否則可能造成更大的浪費。半剛性基層作為主要的承重層,其材料性質和整體質量,對瀝青路面的使用性能和使用壽命有十分重要的影響。只有在優質基層的前提下,優質面層才能充分體現優越性。
一、水泥穩定碎石基層質量的重要性
近年來,我國高速公路的使用經驗表明,半剛性基層的設計,從設計厚度來看,特別是近10年來往往都具有較大安全儲備。然而,我國高速公路的現狀卻是早期破壞現象嚴重,這當中,由半剛性基層引起的荷載型裂縫和非荷載裂縫是重要原因之一。荷載型裂縫表現為局部路面產生網裂、形變,以及在行車道的輪跡帶上出現坑洞等:非荷載行裂縫則在最初往往形式上表現為單獨、較為規則,并且不影響承載能力。荷載型裂縫與基層整體性不好、不均勻性有關,而非荷載型裂縫則與基層材料的溫濕度變化有關,兩者都受施工質量的顯著影響。
反射裂縫,由于水分的滲透,降低基層與土基的承載力,從而加劇路面破壞,進而嚴重影響路面的使用性能,縮短使用壽命,這已成為半剛性基層路面結構的主要缺陷,也是造成高速公路瀝青路面早期損壞的重要原因之一。
本文通過實例對水泥穩定碎石配合比設計及施工對基層的質量的影響進行闡述。
二、工程概況
本項目全長38 km , 整體線路走向呈東西走向,途經微丘、重丘區, 地層以亞粘土、泥質巖、砂巖和粉砂巖為主。設計為雙向4 車道, 寬26 m , 路面結構20cm底基層+40cm基層+8 cmSUP-25 粗粒式瀝青下面層+6 cm SUP-20 中粒式中面層+4 cm SMA-13上面層。
三、配合比設計理論
1、本項目提出了全新的配合比設計方法:振動形型法,其是利用振動壓實儀,在與現場壓實機械相匹配的固定配重,振動頻率、振幅和振實時間條件下的水泥穩定碎石半剛性基層材料配合比設計方法。
1.1、振動成型法改變了現行的水泥穩定碎石基層設計方法對基層抗裂性能考慮不足,水泥穩定碎石混合料重型擊實法不能有效模擬基層實際施工環境,從而造成設計出的水泥穩定碎石混合料水泥劑量偏高,干密度偏小的缺點。
1.2、振動成型法包括“振動壓實試驗方法”和“振動壓實成型試驗方法”,前者主要對給定水泥劑量的水泥穩定碎石混合料在不同含水量時進行成型試驗,用于測算最大干密度及最佳含水量。后者主要用于對給定含水量和水泥劑量的水泥混定碎石混合料進行試件成型并進行水泥穩定碎石混合料的各項性能檢測。
2、振動成型法對集料的要求
2.1 碎石質量如下:
(1)壓碎值不大于25%;
(2)粗集料針片狀含量不大于15%
(3)水洗法集料中小于0.075含量粗集料不大于2%,細集料不大于15%
2.2 水泥
初凝大于3小時,終凝大于6小時,42.5水泥3天強度大于17mpa,
28天強度大于42.5mpa.
2.3 集料分檔
具體規格如下:
0~2.36mm、2.36~4.75,4.75~19mm、19~31.5mm,將細集料分成兩檔主要原因有:
2.3.1細料和粉料對水泥穩定碎石混合料質量有顯著影響,若細料和粉料含量控制不嚴,那么基層的開裂幾率大大增加。
2.3.2水穩混合料中0.6mm以下粉料含量較高時,基層收縮裂縫明顯增加。
2.3.3 2.36mm和4.75mm是水泥穩定碎石混合料設計中的關健篩孔,對混合料合成級配及整體性能影響較大,將4.75以下分成兩檔有利于控制細集料和粉料含量,同時也有利于優化混合料級配。
3、混合料級配
振動成型方將混合料設計成骨架密實型結構,減少細集料用量。
四、原材料質量控制
1、水泥。水泥作為集合料的一種穩定劑, 其質量對集料質量是十分重要, 施工時選用終凝時間較長, 標號較低的水泥。為使穩定土有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及保證其具有足夠的強度, 不應使用快凝水泥、早強水泥。按合同要求本標段使用425#普通硅酸鹽海螺緩凝水泥。
2、碎石。
材料出廠地:瀏陽市南方礦業有限公司(官渡礦場)
材料規格、質量:
1)、具體規格如下:
0~2.36mm、2.36~4.75,4.75~19mm、19~31.5mm
2)、碎石質量如下:
(1)壓碎值23%;
(2)粗集料針片狀含量12%;
(3)0.6以下顆粒的液限24,塑限指數8。
(4)0~4.75集料中小于0.075含量為9%。
五、施工過程控制
1、廠拌設備的選型。拌和設備的質量直接影響混合料拌和質量, 而拌和設備好壞的關鍵要看骨料、粉料、水等各種物料的配合比精度是否能夠得到保證, 本標段選用WBC600 型水穩拌和樓,該設備采用電磁調速控制系統, 能較好的保證各種物料的配合比, 且拌和均勻, 性能穩定。
2、嚴格控制水泥劑量。水泥劑量太小, 不能保證水泥穩定土的施工質量;而劑量太大, 既不經濟, 還會使基層的裂縫增多、增寬, 從而引起瀝青面層相對應的反射裂縫。所以, 必須嚴格控制水泥用量, 做到經濟合理, 精益求精, 以確保工程質量。
3、混合料的含水量控制。廠拌混合料現場, 每天由后場專職試驗人員在早上、中午、下午時間分別測定各種集料的含水量, 根據施工配合比設計的最佳含水量指標, 結合當天的氣溫、濕度、運距情況確定混合料拌和時的用水量。前場負責檢測壓實度的專職試驗人員, 在混合料攤鋪整型過程中應及時測定混合料的含水量, 及時指揮壓路機碾壓, 力求在最佳含水量條件下碾壓, 盡量避免由于含水量過大而出現“ 彈軟” 、“波浪” 等現象, 影響混合料可能達到的密度和強度,增大混合料的干縮性, 使結構層容易產生干縮裂縫;或由于含水量偏小使混合料容易松散, 不易碾壓成型, 也會影響混合料可能達到的密度和強度。所以只有嚴格按規范施工, 加強每一施工環節的質量控制, 才能保證施工質量。
4、混合料的運輸應避免車輛的顛簸, 以減少混合料的離析。在氣溫較高、運距較遠時要加蓋氈布, 以防止水分過量損失。
5、混合料攤鋪接縫的處理。接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種, 當攤鋪機寬度足夠時, 整幅攤鋪時不存在縱縫接縫問題。當攤鋪機的攤鋪寬度不足時, 采用2 臺攤鋪機一前一后同步向前攤鋪混合料, 并一起進行碾壓, 這樣也可以避免縱向接縫。由于本標段結構物較多, 一般情況下都以兩結構物間為一施工段落, 避免了橫向接縫, 如有特殊情況需設置橫向接縫, 其處理方法是將攤鋪機附近及其下面未經壓實的混合料鏟除, 將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成一橫向垂直向下的斷面, 攤鋪機返回到壓實層的端部,用木墊板墊至虛鋪高度, 再攤鋪新的混合料, 繼續下一步施工。
6、混合料的壓實?;旌狭辖洈備仚C攤鋪成型后, 即可用壓路機碾壓, 碾壓長度需根據施工現場的實際情況確定, 如果實測混合料的含水量高于最佳含水量, 且氣溫較低時可適當延長碾壓長度, 如果混合料已接近最佳含水量且溫度較高蒸發快時, 應縮短碾壓長度, 確保在最佳含水量時進行碾壓。壓實機械配制3臺30t振動壓路機,1臺27t輪胎壓路機。
7、混合料的養生。對已完成碾壓并經壓實度檢測合格后應立即進行養生, 不能延誤。養生可用不透水的塑料薄膜覆蓋或用濕砂覆蓋進行養生, 也可用瀝青乳液進行養生, 還可以在完成的基層上即時做下封層, 利用下封層進行養生,同時也可在已完成的混合料中直接灑水養生。按技術規范的規定養生期應不小于7 d , 在養生期間應由專人負責限制車輛行駛, 除灑水車外, 絕對禁止重型車輛行駛。本標段采用兩種方法養生, 加蓋塑料薄膜和灑水車進行養生。
結束語
根據振動成型設計出的水穩基層混合料,和以往混合料最大的區別在于粗集料用量增加,細集料明顯減少。并通過施工過程及原材料的控制,本項目水穩基層橫向裂縫幾乎沒有,項目完工通車兩年,瀝青路面幾乎沒有橫向裂縫,達到了最初的設計預期。
通過本項目,施工過程中嚴格控制原材料的質量,利用先進合理的配合比設計理論,嚴格按照規范組織施工,規范拌和、運輸、攤鋪、碾壓、養生等各個環節,保證組織管理到位,路面早期破壞還是可以得到改善。
參考文獻:
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[2] 潘兆平,黃曉明.水泥穩定碎石路面基層材料水泥劑量范圍試驗[J]. 南京建筑工程學院學報. 1998(04)
配合比設計論文范文2
關鍵詞:Superpave-13,SBS改性瀝青,配合比
我國從建設高等級公路以來瀝青路面的設計一直采用馬歇爾設計方法,其混合料類型的選擇一般是:采用空隙率小、不透水的連續級配瀝青混凝土AC型, AC型是一種密實型瀝青混凝土結構,其礦料級配按最大密實原則設計,屬于連續性級配,強度和穩定性主要取決于混合料的粘聚力和內摩阻力,因為結構密實、空隙率小,所以AC型路面的水穩定性較好。免費論文。但是,由于其表面不夠粗糙,耐磨、抗滑、高溫抗車轍等性能明顯不足,并且礦料間隙率也難以滿足要求,通常采用減少瀝青用量的方法來滿足間隙率的要求,這樣使瀝青路面的耐久性能降低,因此,AC型在高等級公路的上面層中已很少采用,主要用于中、下面層。鑒于以上原因,在S243省道句容段的路面設計中將原設計中AC型調整為superpave型。同時在上面層中采用SBS改性瀝青。
一、具體設計:
4cm superpave-13 (SBS改性瀝青)上面層
7cm superpave-20下面層
二、施工中的配合比設計及控制
Superpave瀝青混合料采用旋轉壓實儀成型試件,依據瀝青混合料初始、設計和最大旋轉壓實次數時的密實度以及在設計壓實次數時的空隙率、礦料間隙率、瀝青填隙率、填料與有效瀝青之比進行瀝青混合料的組成設計。它在瀝青混合料組成設計時首先依據石料的性質進行級配組成設計,然后再進行油石比的選擇。
在本工程中,生產配合比在施工現場完成,用生產配合比進行試拌,瀝青混合料的技術指標合格后鋪筑試鋪段(K8+160-K9+000)。免費論文。取試鋪用的瀝青混合料進行旋轉壓實檢驗、馬歇爾試驗檢驗和瀝青含量、篩分試驗,檢驗標準配合比礦料合成級配中,至少應包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑篩孔的通過率接近目標配合比級配值,并避免在0.3mm~0.6mm處出現駝峰。由此確定正常生產用的標準配合比。
在本工程中采用的Super-13型目標及生產配合比見表一
Super-13型目標及生產配合比表 表一
配合比級 配瀝青用量(%)
1#2#3#4#礦粉
目標配合比(%)
52133144.7
生產配合比(%)2518193234.7
瀝青性能整套檢驗,各施工單位和駐地監理組工地試驗室按蘇高技(2004)203號《關于進一步明確高速公路瀝青路面原材料檢測項目和檢測頻率的通知》規定對到場瀝青進行檢測,并留樣備檢。
三、施工中瀝青混合料的溫度控制
由于在本工程的上面層superpave-13的瀝青混合料中采用了SBS改性瀝青,而SBS改性瀝青混合料的施工溫度要求較高,SBS瀝青比普通瀝青的溫度要提高15~20°C,因此在路面施工時攤鋪溫度控制在160°C,前兩車出料溫度提高5°C。運輸車必須加蓋篷布或其它保溫材料,防止結合料表面結硬,為確保攤鋪連續以及平整度大小符合技術規范要求,必須保證攤鋪機前至少有兩輛車等待卸料,決不能出現攤鋪機等料的現象。施工中具體的各工序溫度控制指標見表二。
瀝青混合料的施工溫度℃ 表六
混合料出廠溫度正常范圍165℃-185℃ 超過190℃者廢棄
混合料運輸到現場溫度不低于165℃
攤鋪溫度不低于160℃
開始碾壓混合料內部溫度不低于150℃
碾壓終了表面溫度90℃~100℃
三、施工中的碾壓控制
對于上面層superpave-13瀝青混合料使用了SBS改性瀝青,適宜的碾壓溫度范圍是130~150°C,最終碾壓溫度不低于110°C。在本工程中,上面層瀝青混合料的壓實工藝本著“緊跟、慢壓、高頻、低幅”進行,壓路機必須緊跟攤鋪機的后面,如在高溫條件下碾壓可取得更好的效果,壓實速度控制在4~5km/h。碾壓速度均衡,倒退時關閉振動,方向要逐漸地改變,不許擰著彎行走,在每一道碾壓起點或終點可稍微扭彎碾壓,消除碾壓接頭輪跡。決不允許在新鋪瀝青混合料上轉向、調頭、左右移動、突然剎車或停車休息。改性瀝青路面碾壓,不宜用膠輪壓路機。我們通過做實驗段,確定的壓實工藝為:英格索蘭DD110初壓1遍,戴納派克CC722或DD130壓路機中、低檔各碾壓2遍,即高頻低幅振動碾壓2遍,DD110終壓2遍。特別注意:施工時若發現壓路機粘輪時,用洗衣粉水處理效果較好。
四、施工接縫的處理
(1)本工程中,采用兩臺攤鋪機攤鋪,縱向接縫采用熱接縫,即施工時將已鋪混合料部分留下10~20cm寬暫不輾壓,作為后鋪部分的高程基準面,然后再跨縫碾壓以消除縫跡。上下面層縱縫錯開15cm以上
配合比設計論文范文3
關鍵詞:再生混凝土,再生骨料
本試驗采用顎式破碎機將廢棄混凝土破碎得到再生骨料,然后再用篩子把細顆粒(粒徑<5mm)和粗顆粒(粒徑≥5mm)分開。細顆粒因吸水率過高等因素的影響,目前還未找到合適的回收再利用途徑,因此本文僅對再生粗骨料作相關研究。作對比的天然粗骨料為南寧某采石場生產的碎石,砂子為邕江河砂(細度模數為2.8)。
2.2再生骨料工程技術指標的測定
由于目前再生骨料尚無統一的試驗方法,本試驗以《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》依據,檢測粗骨料的級配、粒徑、表觀密度、松散堆積密度、吸水率、壓碎指標等工程技術參數。論文參考。
表1 骨料的基本性能
天然粗骨料 再生粗骨料 細骨料
粒徑(mm)5~37.55~37.5<5
表觀密度(kg/m3) 2692.12615.2 2660.3
松散堆積密度(kg/m3)1469.31285.3 1610.0
松散空隙率(%)45.450.9 39.5
緊密堆積密度(kg/m3) 1586.81445.6 --
緊密空隙率(%) 41.144.7 --
吸水率(%)1.025.46--
壓碎指標(%) 10.817.8--
針片狀顆粒含量(%) 9.13.7--
3、試驗結果與分析
3.1再生粗骨料的表面特征及針片狀顆粒含量
如圖1與圖2所示,再生粗骨料的外形介于碎石與卵石之間,大部分再生粗骨料顆粒表面附著部分廢舊砂漿,少部分為廢舊砂漿完全脫離的原狀顆粒,還有很少一部分為廢舊砂漿顆粒。
從表1可以看到,再生粗骨料的針片狀顆粒含量為3.7%,天然粗骨料的針片狀顆粒含量為9.1%。骨料中的針片狀顆粒不僅本身受力時易折斷,而且含量較多時會增大骨料的空隙率,使混凝土拌和物和易性變差,同時降低混凝土強度。因此,單就針片狀顆粒含量來說,再生粗骨料優于天然粗骨料。
圖1 再生骨料圖2 碎石
3.2再生粗骨料的顆粒級配和粒徑
再生粗骨料的篩分析試驗結果如表2所示。從表中可看出:(1)機械生產出來的再生粗骨料的顆粒級配既不滿足連續粒級要求,也不滿足單粒級的要求。因此,要想獲得最佳級配,就必須用標準篩將剛生產出來的骨料進行分級,把各粒徑范圍的骨料分開,使用時再根據不同需要將骨料混合,使之滿足規范要求。(2)盡管篩分試驗前已把粒徑小于5mm的顆粒篩除,但經過震篩機進行篩分試驗后,仍有5.82%的細顆粒(粒徑<4.75mm)產生,其原因之是機械破碎法得到的再生骨料內部存在大量的微裂縫,在震篩機的振動下,骨料在微裂縫處出現應力集中,導致骨料顆粒從裂縫處分解;原因之二為附著在再生粗骨料表面的廢舊砂漿,當其附著面積較小時,在震篩機的振動過程中,有可能從骨料顆粒中分離出來,形成細粒和粉粒。根據這一特點,在再生粗骨料使用前可采用振動等方法促使含有微裂縫的骨料顆粒分解,減少含有微裂縫的骨料顆粒,這是提高再生混凝土抗壓強度的途徑之一。論文參考。(3)中等粒徑顆粒較多。從本試驗看,粒徑為16mm的顆粒最多,占到試樣總質量的31.89%,31.5mm、19mm、9.5mm顆粒的含量基本相當。當然這一結論可能僅適用于本例,因為再生粗骨料的粒徑與原混凝土(即母材)中的天然骨料粒徑有很大的關系。論文參考。此外,破碎機械的工作方式也會影響骨料的粒徑。
表2 再生粗骨料的篩分試驗結果表
徑(mm)篩余量(kg)分計篩余(%)累計篩余(%)
53.00.0000.000.00
37.50.6458.068.06
31.51.08213.5321.59
19.01.41617.7039.29
16.02.55131.8971.18
9.51.40517.5688.75
4.750.4355.4494.19
2.360.0260.3394.51
篩底0.4395.49100.0
3.3再生粗骨料的壓碎指標值
從表1可知,再生粗骨料的壓碎指標值高于天然粗骨料,這主要是由于再生粗骨料顆粒表面附著的砂漿在壓力的作用下,從骨料表面剝離出來,使得其壓碎指標值增大。
3.4再生粗骨料的表觀密度、堆積密度、空隙率
從表1中我們可以看到,再生粗骨料的表觀密度、松散堆積密度、緊密堆積密度、松散空隙率和緊密空隙率均低于天然骨料。出現上述結果,可能是再生骨料表面包裹著相當數量的水泥砂漿,表面粗糙、棱角較多,由于水泥砂漿孔隙率大,再加上混凝土塊在解體、破碎過程中由于損傷積累使再生骨料內部存在大量微裂紋,從而導致再生骨料的密度偏小,空隙率偏大。
3.5吸水率
骨料的吸水率是反映骨料顆粒密實程度和質量的一個重要指標,吸水率越小,表示骨料顆粒越密實,質量越好[2]。從表1的試驗結果來看,再生骨料的吸水率比天然骨料高出了4.44個百分點。其主要原因是再生骨料中水泥砂漿含量較高,再加上機械破碎中造成損傷積累使再生骨料內部存在大量微裂紋,使再生骨料孔隙率高,吸水性能較強。
3.6再生混凝土的抗壓強度
為了比較再生混凝土和普通混凝土在抗壓強度等方面的差異,本文以《普通混凝土配合比設計規程(JGJ55-2000)》為依據,完成了10個配合比的設計,分為RC-Ⅰ和RC-Ⅱ兩個配合比系列,試塊采用邊長為150mm的立方體試塊,水泥為古廟P.O.42.5普通硅酸鹽水泥。兩系列配合分別以RC-Ⅰ-00和RC-Ⅱ-00作為基準配合比,在其它條件不變的情況下,用再生粗骨料部分或全部取代基準配合比中的天然骨料(即碎石),混凝土配合比編號的最后兩位數字為再生粗骨料取代率(RCA占粗骨料總量重量百分比),如RC-Ⅰ-30是將RC-Ⅰ-00中30%的天然粗骨料用相同質量的再生粗骨料代替。各混凝土配合比與坍落度及抗壓強度試驗結果見表3。
表3 混凝土配合比與坍落度及抗壓強度試驗結果
編號配合比(Kg/m3) 坍落度(cm) 7d抗壓強度 28d抗壓強度
W:C:S:G:RCA (Mpa) (Mpa)
RC-Ⅰ-00 185:330:754:1131:06522.333.7
RC-Ⅰ-30 185:330:754:791.7:339.359 21.428.7
RC-Ⅰ-50 185:330:754:565.5:565.545 20.727.3
RC-Ⅰ-70 185:330:754:339.3:791.733 19.725.7
RC-Ⅰ-100 185:330:754:0:113118 18.824.9
RC-Ⅱ-00 185:430:643:1142:057 33.843.1
RC-Ⅱ-30 185:430:643:799.4:342.6 50 29.138.2
RC-Ⅱ-50 185:430:643:571:57142 29.436.2
RC-Ⅱ-70 185:430:643:342.6:799.4 35 25.533.8
RC-Ⅱ-100 185:430:643:0:11421524.130.9
由表3可以看到,兩系列混凝土的坍落度隨著再生骨料取代率的增大都表現出降低的趨勢。出現以上情況可能是再生粗骨料的吸水率比天然粗骨料高,在拌制過程中,再生粗骨料吸入大量的拌合用水,導致實際拌合水減少,從而影響到混凝土拌和物的坍落度。因此,在實際應用中應考慮再生粗骨料的吸水特性,在拌制過程中適當補充了拌合水[3],使坍落度能增加到滿足施工要求。
由表4可看出,當再生粗骨料取代率分別為30%、50%、70%和100%時,再生混凝土的強度均低于同齡期的普通混凝土,而且強度降低的程度隨再生粗骨料取代率的增加而增加。再生混凝土抗壓強度低于普通混凝土的原因可能是再生粗骨料生產過程中骨料內部出現了累積損傷[1],在壓力作用下,骨料損傷部位出現應力集中,這一特點會加速混凝土試塊的破壞速度;原因之二可能是再生骨料的表面環境不利于水泥石和再生骨料間粘結強度的發展,再生粗骨料與新舊砂漿之間存在的粘結較為薄弱,這也會使再生混凝土的強度降低。
4、結論
本文以《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》為依據,測定再生粗骨料的工程技術參數,設計并完成10個混凝土配合比試驗,最后進行立方體試塊抗壓強度試驗,通過對比分析,得出:
(1)再生粗骨料的外形介于碎石與卵石之間,與天然粗骨料相比,其針片狀顆粒含量較少,這一特點可減少骨料的空隙率,同時提高再生混凝土的抗壓強度。
(2)與天然粗骨料相比,再生粗骨料的表觀密度和堆積密度小,而空隙率大。為獲得最佳顆粒級配,再生粗骨料應用于混凝土前,應先過篩分級;使用時根據連續粒級或單粒粒級的技術要求將不同粒徑范圍的骨料顆粒均勻混合。
(3)再生粗骨料的壓碎指標值原高于天然粗骨料,也就是說再生粗骨料抵抗受壓碎裂的能力比天然粗骨料弱,這是影響再生混凝土抗壓強度的因素之一。
(4)再生骨料的吸水性能對再生混凝土拌和物的工作性能影響很大,再生混凝土配合比設計時應考慮骨料吸水率。
(5)再生混凝土強度與再生骨料的摻量密切相關,抗壓強度隨再生骨料取代率的增大而降低。因此,工程應用時應根據實際情況,通過配合比試驗選用合適的再生骨料摻量,以便獲得相應的強度。
(6)符合《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》要求的再生粗骨料用于配制混凝土是可行的。
參考文獻
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配合比設計論文范文4
關鍵詞:高性能混凝土,混凝土性能,混凝土質量控制
高性能混凝土(HPC)是在研究發展高強混凝土的過程中發展起來的,以其易澆筑不離析、力學性能穩定、高強度、高耐久性、高體積穩定性以及高工藝性而越來越被業內人事所關注。
1. 高性能混凝土的性能
1.1高強度
混凝土的強度對結構來說是最基本的性能要求,而在大跨度結構物允許減少斷面的構件部位,應盡量采用強度高的混凝土,同時也要保證其性能高。大多數國家將強度等級在50Mpa及以上的混凝土稱為高強度混凝土。
1.2高耐久性
普通混凝土建造的構筑物,在經過自然老化和人為劣化后,還未到達設計的使用壽命就進入了老化期,質量和安全問題逐漸突出,修復和更新的費用也耗資巨大。因此,在橋梁、港口等重大工程中,對混凝土耐久性的關注程度已經躍居其強度之上。
經研究和實踐證明,在普通的混凝土原材料中通過合理的摻加外加劑和摻合料配制而成的混凝土可以很好的改善其耐久性能,其耐久性能可達百年之久,是普通混凝土的3-10倍,主要表現在抗滲性、抗侵蝕性、抗凍性、耐磨性、抗碳化和抗堿骨料反應能力的增強。京滬高速鐵路基礎設施設計速度目標值為350km/h,混凝土結構耐久性要求:混凝土結構的實際使用年限為100年,環境類別為碳化環境,作用等級T1。為滿足高速鐵路工程結構耐久性要求,橋涵等結構物采用高性能耐久性混凝土。
1.3高體積穩定性
混凝土的體積穩定性直接影響結構的受力性能,甚至會影響其結構的安全。HPC在此方面有了明顯的改善,具有較高的體積穩定性,即混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱,硬化過程中不開裂,收縮徐變??;硬化后期具有較小的收縮變形,不易產生施工裂縫。
1.4良好的工作性
HPC具有良好的工作性,在成型過程中不分層、不離析,易充滿模型,坍落度經時損失小,具有良好的可泵性,滿足泵送混凝土的要求;施工完成后的混凝土密實、勻質、平整、表面光潔,提高施工效率。
2. HPC的配制
2.1原材料的選擇
HPC在配制上的特點是低水灰比,選用優質的原材料,除水泥、水和骨料外,必須摻加足夠數量的礦物摻加劑和高效減水劑,減少水泥用量、混凝土內部孔隙率,減少體積收縮,提高強度,提高耐久性。論文格式。必須對拌制混凝土所用的原材料進行檢驗,尤其要控制好集料、水泥和礦物摻合料的質量,主要技術指標必須達到施工規范的要求。
2.2配合比設計
在對混凝土配合比設計時,采用優化設計原則,不僅要滿足強度等級、彈性模量、最大水膠比、最小膠凝材料用量、含氣量等技術要求,同時還應對其抗滲性、抗氯離子滲透性能、抗堿骨料反應、抗凍性、抗裂性等進行嚴格要求。論文格式。
3.提高混凝土耐久性的措施
耐久性是高性能混凝土所追求的重要指標,對混凝土工程來說意義重大,耐久性的提高是降低使用過程中巨額維修費用和重建費用的重要手段。下面簡要介紹一下提高高性能混凝土耐久性的幾項措施:
3.1摻入高效減水劑和高效活性礦物摻合料:
為保證施工中混凝土拌合物具有所需的工作性,在拌合時須適當地增加用水量,這樣就會使水泥石結構中形成過多的孔隙。在加入高效減水劑后,不但能使水泥體系處于相對穩定的懸浮狀態,還可以使水泥絮凝體內的游離水釋放出來,因而達到減水的目的,可將水灰比降低到0.38以下。同時,加入高效減水劑后,在保持混凝土良好的流動性時,還能使混凝土坍落度損失值??;不含Na2SO4,堿含量低,對混凝土耐久性有利。
摻入高效活性礦物摻合料能改善混凝土中水泥石的膠凝物質的組成,消除游離石灰,使水泥石結構更為致密,阻斷可能形成的滲透路,從而提高混凝土的穩定性,增進混凝土的耐久性和強度。
3.2.控制混凝土的水灰比及水泥用量:
水灰比的大小是決定混凝土密實性的主要因素,它不但影響混凝土的強度,而且也嚴重影響其耐久性,故必須嚴格控制水灰比。
4.質量控制
4.1加強原材料的質量控制和管理。論文格式。
原材料是混凝土的基本組成部分,材料的變異將影響混凝土的強度,因此收料人員應嚴把質量關,不合格的材料不得進場。使用檢驗合格的原材料,不合格品堅決退場不能使用。不同類別不同規格的材料分類分區堆放,并且標示明顯。
4.2嚴格按照施工配合比施工。
攪拌前通過測定砂石的含水率,將設計配合比換算為施工配合比(重量比),并根據含水率的變化及時調整;使用精確度高、檢定合格的稱量設備進行準確計量。質檢人員應及時檢查原材料是否與設計用原材料相符。
4.3嚴格控制高性能混凝土的運輸。
應根據具體建筑工程的結構特點和工程量的大小以及道路氣候狀況等各種因素綜合考慮確定HPC的運輸設備,保持混凝土的均勻性,保證運到澆筑地點時不分層、不離析、不漏漿,并具有要求的坍落度和含氣量等工作特性。運輸過程中對運輸設備采取保溫隔熱措施,防止局部混凝土溫度升高或受凍。嚴禁在運輸過程中向混凝土中加水。減少混凝土的轉載次數和運輸時間,保證從攪拌機卸出混凝土到混凝土澆筑完畢的延續時間不影響混凝土的各項性能。采用混凝土泵輸送混凝土時,應在混凝土攪拌后60min內泵送完畢,且在1/2初凝時間前入泵,并在初凝前澆筑完畢;因各種原因導致停泵時間超過15min,每隔4-5min開泵一次,使泵機進行正反轉方向的運動,,同時開動料斗攪拌器,防止斗中混凝土離析。
4.4科學合理的澆筑。
澆筑一般包括布料、攤平、搗實、抹面和修整等諸多工序,混凝土的澆筑質量直接關系到結構的承載能力和耐久性,所澆混凝土必須均勻密實且強度符合施工的具體要求。嚴格控制所澆混凝土的入模溫度、坍落度和含氣量等工作性能。澆筑采用分層連續推移的方式進行,泵送混凝土的一次攤鋪厚度不易大于600mm,間隙時間不得超過90min,不得隨意留置施工縫。在炎熱、低溫、風速較大的條件下澆筑時應采取相應的措施,保證混凝土的澆筑質量。采用插入式高頻振搗棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等振搗設備振搗混凝土。振搗時避免碰撞模板、鋼筋和預埋鐵件,不得加密振搗或漏振,且不宜超過30s,避免過振。加強檢查支撐系統的穩定性,澆筑后按照工藝仔細抹面壓平,嚴禁灑水。
4.5加強高性能混凝土的養護。
混凝土的養護能創造使水泥得以充分水化的條件,加速混凝土的硬化,同時防止混凝土成型后因日曬、風吹、寒冷、干燥等自然因素而出現超出正常范圍的收縮、裂縫及破壞現象,因此要個控制溫度和濕度條件,保證混凝土的水化反應在適宜的環境條件下進行,確保高性能混凝土在施工中的使用功能。
5.結束語
高性能混凝土以其優異的性能在當前的國民建設中起著不可估量的作用,是混凝土發展的必然趨勢。本文就高性能混凝土的性能、配制、提高混凝土耐久性的措施、質量控制等方面進行探討,希望通過本文能提供一定借鑒。
配合比設計論文范文5
【關鍵字】橋梁承臺,大體積,混凝土,溫度控制,技術
中圖分類號:K928.78 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
某大橋設計為(104+2×168+112) 連續剛構,1 號~3 號墩跨沙灣水道設計為(104+2×168+112)m 連續剛構。設計時速100km。其中1 號、2 號、3 號主墩基礎均采用12 根直徑為250cm 鉆孔樁,承臺設計為低樁承臺,尺寸為23.5m×17m×5m,混凝土量為1997.5m3。主橋承臺屬大體積混凝土施工。
二.橋梁承臺大體積混凝土溫度施工控制技術
水泥水化熱產生較大的溫度變化及收縮作用,是導致大體積混凝土出現裂縫的主要原因,合理的控制溫差變化是保證不產生裂縫的根本。一般規定將非均勻溫差應控制在25°C 內。施工中主要從降低水泥水化熱、降低混凝土入模溫度、降低混凝土內部溫度通水散熱保持混凝土表面溫度嚴格控制拆模時間等方面做好混凝土溫度控制工作,盡量降低混凝土內部溫度的升降速率,確保內外溫差控制在25°C 以內。
1.采用降溫管降低混凝土內部溫度技術
(一)采用 50 鍍鋅管材,經過計算單根管水流流量按3m3/h 控制?;炷羶炔繙囟群退疁夭羁刂魄笤?0°C ~25°C 之間。按承臺溫度應力場特征,水平布置散熱管,主墩承臺各設4 層,每層設15 道測溫管,上下層距底面和表面均為1.0m; 采用 25.4 的鋼管,散熱管進出水口均露出承臺側面20cm; 同一層散熱管的進水口連接在一根總管上,各設閥門,用1 臺25-120 型離心式水泵,單根管水流流量按3m3/h控制,出水口匯于同一水箱內; 為便于控制溫度,分別設3 個6m33的水箱供水。
(二)在降熱過程中,若通過測溫管實測混凝土內部溫度與測量進水口水溫差別大于25°C 時,應調整水溫,若水溫比混凝土內部溫度低的多,則加熱進水散熱管采用耐腐蝕的鍍鋅鋼管,與鋼筋一起綁扎。在使用前要求通水進行密閉性試驗,防止管道在焊接接頭位置處漏水或阻塞。通水散熱后對散熱管作壓漿處理。
(三)為提供可靠的數據控制混凝土內外溫差,考慮承臺平面對稱性,在承臺平面1/4 位置及對角線上布置溫度應變片,用溫度顯示儀采集數據,測點布置與編號如圖1 所示。采集的數據主要包括不同施工時段的入模溫度、每個溫度應變片處混凝土不同齡期溫度、草袋內溫度、外界氣溫、散熱管進出水溫度。綜合考慮混凝土的入模溫度、混凝土水化熱的發展變化規律、養護條件、通水散熱等因素,確定混凝土的溫控標準為: 混凝土的內表溫差不超過25°C,拆模時內外溫差小于25°C,最大降溫速率要小于20°C/天。
圖一主墩測點布置與編號圖(單位:mm)
2.采用混凝土配合比設計降低水泥水化熱技術
(一)水泥選用山東鋁業公司P.O32.5R 低堿普硅水泥,水泥中嚴格控制鋁酸三鈣含量小于6%,堿含量小于0.6%。骨料選用連續級配石子,細骨料選用中砂,施工中嚴格控制粗細骨料的含泥量小于1.5%,以提高混凝土的均勻性,增加抗裂能力混凝土中摻入復合多功能超細粉(A 粉) ,以保證混凝土的自密實,且不產生泌水和離析。經過多次試配,混凝土采用配合比如表1 所示,性能要求如表2 所示。
(二)摻入了1.9%的NOF-2A 型高效緩凝減水劑,延長了混凝土緩凝時間,改善混凝土的和易性,同時減少了拌和用水量,降低了水灰比,降低了水化熱,起到了明顯降低水化熱的作用,還推遲了澆筑最高溫度峰值出現的時間。
表一C30 混凝土配合比表(每m3用量)
表二混凝土主要性能指標表
3.采用材料預降溫技術
了解每天、周、旬的氣象資料,將承臺施工避開陰雨、大風等惡劣天氣,選擇一天氣溫度較低的時間開始施工,利用冰水混合物攪拌混凝土,降低混凝土的入模溫度,在澆筑過程中,根據現場實際情況采取控制水溫(加冰塊、吹風散熱等)、加快水循環、覆蓋集料、模板防曬等措施進行混凝土溫度控制。
4.混凝土施工技術
(一)為避免施工縫造成混凝土腐蝕介質的侵入和處理鋼筋接頭工程量,利于鋼筋施工質量控制; 提高混凝土耐久性,提高因樁基約束對混凝土造成不利影響的抵抗力,降低因混凝土收縮徐變出現裂縫的幾率,混凝土的澆筑采用泵送一次性澆筑施工。施工中采用2 臺布料桿分2 個區進行,保證混凝土均勻入模到位。每區按一定的厚度、順序和方向分層進行澆筑,每層的澆筑厚度不大于50cm,相鄰兩區的交界處注意振搗,防止出現漏振。
(二)混凝土的澆筑順序為自墩身預留鋼筋位置向外澆筑,澆筑時要防止承臺邊部浮漿太多,造成表面收縮裂縫; 不斷調整水灰比,盡量使混凝土的坍落度均勻一致,保證其和易性;在模板的一側設置了預留孔,隨時將泌水及浮漿排出,提高混凝土的密實性; 采用不同長度直徑為200mm 的鋼管作為導管將混凝土送入模板內部,保證混凝土下落高度小于1.5m,不產生離析現象,避免鋼筋的污染。
(三)因承臺的面積較大,表面收光需要的時間較長,將混凝土的結束時間控制在下午16:00 以后,以免表面的的水分散發較快,產生收縮裂紋; 混凝土澆筑前用一層毛氈外加兩層草袋將側面模板覆蓋,降低混凝土的內外溫差,并在最后一層混凝土終凝前即用一層毛氈外加兩層草袋覆蓋,在草袋表面灑水保濕,使表面覆蓋層始終處于濕潤狀態,但不使草袋處于飽水狀態,以免失去保溫作用。
(四)根據測量的混凝土內部溫度與外界氣溫的差值來決定拆模時間,若兩者溫差大于25°C,則不能拆模,繼續通水散熱; 直至外界氣溫與混凝土內部溫差小于25°C 時才可拆模。
5.優化技術措施
(一)優化混凝土配合比,采取“雙摻”措施,即摻加粉煤灰、礦粉來改善混凝土的和易性,適當減少水泥用量,以降低混凝土硬化時的水化熱。
(二)冷卻管被混凝土埋沒3個小時后即開始通水,冷卻水使用干凈的井水,冷卻管通水后,冷卻水就不再中斷,直到混凝土處于連續降溫階段(降溫速度不應超過0.5~1.0℃/h)。
(三)通冷卻水時,進水口的水溫與混凝土實體內部測量溫度的溫差應不大于20℃;當冷卻水出水口與進水口溫差不大于5℃時方可停止通冷卻水。
(四)冬季施工時,混凝土澆筑后及時搭棚進行保溫養護,在冷卻管停止通水后及時將冷卻管內的水排出,防止冷卻管內的水結冰。
(五)冷卻管通水結束后及時對冷卻管灌漿封閉,管口處鑿楔形口進行封閉。
三.橋梁承臺大體積混凝土施工的溫控效果
圖3為一組實際施工測溫的承臺混凝土內部溫度峰值。從圖中可以看出,承臺施工中芯部最大溫度不超過47℃,圖4為一組實際施工測溫的承臺芯部和外部溫差。圖4顯示混凝土芯部和表面最大溫差不超過20℃,最大溫差為19.2℃,承臺芯部最高溫度出現在混凝土澆筑完畢后3—4 天。施工中混凝土芯部最高溫度出現時間比理論時間提前大約l 天,現場施工情況與理論分析情況基本吻合。
圖三承臺混凝土內部溫度峰值/℃
圖四臺芯部和外部溫差/℃
四.結束語
橋梁承臺大體積混凝土施工的溫度控制技術對于橋梁的質量具有重要的作用,如何做好橋梁承臺大體積混凝土施工的溫度控制就變得尤為重要了。因此,在實際的工程施工中,就要不斷的探索新的溫度控制技術,保證橋梁的質量,這是具有十分重要意義的。
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配合比設計論文范文6
關鍵詞: 地方師范院校;電子專業;畢業論文;教學質量;教學改革
中圖分類號:G652 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)01-0111-02
1 概述
近年來,越來越多的新建地方師范院校在完成大學升格和大幅擴招后,正逐步完善教學管理體制,通過加強內涵建設不斷提高教育教學質量。隨著社會對師范類畢業生需求的減弱,以及對應用性較強的理工類專業畢業生需求的增長,很多新建地方師范類院校如重慶長江師范學院提出了建設應用型大學的目標,在專業建設方面越來越注重理工類專業的開設、培育和完善。我校電子專業開設時間不長,底子薄弱。在當前建設應用性大學的目標下,如何提高電子專業畢業生的生的質量就成為了需要思考的一個重要課題。
在實踐中,我們體會到提高畢業論文的質量是提高學生專業技能的一個有效途徑。進行畢業設計,撰寫畢業論文是學生在整個大學學習過程的最后一環。目的是通過總結前期專業理論知識,結合實際問題,對相關課題進行設計和研究,從而培養和鍛煉學生面向實際問題,進行獨立學習,獨立思考并獨立解決問題的能力[1-3]??梢?,畢業設計既是對學生專業知識一次綜合考核,更是通過剖析課題、制定項目方案、動手實做、總結研究成果撰寫論文等一系列工作,將學生的專業知識、創新能力轉化為學生的實踐創新能力的過程。
然而,由于學校管理體制、實驗環境、師資條件等各種原因,現有畢業設計中存在著多個方面的不足,導致畢業設計對提高教育教學質量幫助不大,未能有效發揮其應有的作用。
2 當前畢業論文實施中存在的主要問題
從指導多屆電子專業畢業生的實踐中,我們感受到當前的畢業設計主要存在如下不足:
2.1 論文選題
論文選題很大程度上影響著學生對畢業設計是否感興趣,是否對完成畢業論文有充分信心,關系到是否能有效發揮學生自身特長和創造潛力獲得相應研究成果[4-6]。但是,在論文選題上方面,選題較為缺乏創新性。一方面,教師認為本科學生出不了什么成果,于是不愿積極思考和嘗試各種有益課題,而是看起來比較保險,難度比較小的題目,導致論文題目幾年不變或是僅僅微弱變化。題目難以提起學生興趣,嚴重影響學生投身畢業設計的積極性和主動性。另一方面,一些教師缺乏堅實的科學素養,缺乏明確的研究方向和研究課題,出題時照搬書本,使得論文題目缺乏實際價值,客觀上使得學生在完成畢業設計后收獲不大。
2.2 設備條件
由于師范類院校理工類專業發展時間不長,加上前期發展力度不足,使得電子專業實驗實踐條件無法滿足畢業設計的需要。由于實驗設備欠缺,實驗環境不配套,很多研究課題不能有效開展,或是勉強開展但所在層次較低。限制了畢業設計的廣度和深度,不利于學生創造力的發揮。
2.3 就業沖突
畢業論文通常安排在學制的最后一年。由于學校、學生都面臨嚴峻的就業問題。很多時候畢業設計不得不為就業讓路。為了就業,畢業生需要參加研究生復試、公務員考試、找工作外出面試簽約等事情,不能保證時間和精力投身畢業設計。但為了畢業,學生不得不趕工,從而出現一兩個星期完成論文的情況出現。由于時間無法保證,論文質量無法保證。
2.4 師生比
隨著大學不斷擴招,在校學生人數屢創新高。然而,師資隊伍卻難以在短時間內成比例擴大。學校師生比嚴重縮水。對于一線教師,隨著學生的大量增加,日常教學任務變得日益沉重。同時為了自身發展,又必須承擔起大量的科研任務。這些教學科研任務讓教師分身乏術,再要求教師抽出大量時間照顧到每個畢業生完成畢業設計顯然難度過大[7-8]。
3 提高畢業論文質量的幾點措施
針對以上問題,我們對畢業論文的教學改革進行了初步探索,進過兩年的實踐,我們認為這些問題得到一定的改善,我們的畢業生也越來越受到社會的認可和歡迎。我們的做法是對癥下藥,采取了如下的措施以改善畢業設計流程,提高畢業論文的完成質量。
3.1發揮學生在論文選題上的主動性
我們將論文選題與學生實習相結合。通過畢業實習,讓學生在實踐中發現問題和分析問題,自主提出選題設想,與此同時,積極與指導教師進行溝通。指導教師則在聽取學生思路的基礎上給予相應指導,并對課題進行完善和把關。這樣實現了師生共同確定論文選題。由此,論文題目直接來源于生產實踐,其實用價值得到了有效保證,避免了教師閉門造車,同時提高了學生參與畢業設計的主動性和積極性。
3.2 調整畢業設計時間
完善培養方案,在學制的最后一年不再安排理論課。這樣就為畢業實習和畢業設計預留了充足時間。更為重要的事,將畢業論文選題融入到畢業實習過程,這樣就在相當程度上擴展了畢業設計的時間。緩解了時間壓力,讓教師和學生能夠靜下心來實實在在進行方案設計、實物制作和論文撰寫。
3.3 構建學生興趣實驗室
我們構建了專門的學生課外興趣實驗室,配置了計算機、相關儀器和通用配件,并安排相應實驗人員值班,保障實驗室開放。學生在課余時間,如晚上、周末和節假日都可以來進行課題研究。通過為學生提供良好的實驗室環境。讓學生有地方有條件做好自己的論文。
3.4 讓學生投身教師科研活動
讓學生積極參與論文指導教師的科研課題,使學生以完成畢業論文這種形式熟悉相關領域的課題以及最新研究動態,激發學習興趣,培養創新意識和創新能力。同時,學生在學習的同時協助教師進行科學研究,一定程度上減輕了教師的科研壓力。這樣達到了教師學生雙贏的目的。
3.5 加強學生管理
隨著地方師范院校的大規模擴招,高等教育步入大眾化階段。學生素質越來越參差不齊。部分學生學校主動性不強,不愿意與指導教師配合完成畢業論文。該問題僅僅讓指導教師來改善是不現實的。由此,通過學校和系部行政參與進來,加強對學生的思想教育和教學管理,提高學生思想認識,提升投入畢業論文的積極性提高這類學生的答辯通過率。
4 結束語
提高本科畢業論文質量是提高本科生培養質量的重要抓手。對于新建的本科師范院校,畢業論文存在多種問題。該文針對這些問題,介紹了我們的一些做法。目前我校電子專業的知名度日益擴大,畢業生受到相關電子企業的歡迎。這表明我們的做法是有益的。
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