CN112851233B - 超高桥塔钢纤维泵送混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了超高桥塔钢纤维泵送混凝土及其制备方法，按每立方米混凝土计，包括：水泥380‑415kg/m3；粉煤灰35‑50kg/m3；矿渣粉27‑36kg/m3；硅粉20‑30kg/m3；特细砂315‑340kg/m3；机制砂460‑495kg/m3；5～10mm连续级配碎石179‑190kg/m3；10～30mm连续集配碎石750‑861kg/m3；水145‑165kg/m3；减水剂7‑12kg/m3；钢纤维48‑64kg/m3；钢纤维为冷拉切断型钢纤维。本发明解决高塔大掺量钢纤维泵送混凝土配合比设计、施工难题。

Description

超高桥塔钢纤维泵送混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土领域。更具体地说，本发明涉及一种超高桥塔钢纤维泵送混凝土及其制备方法。
背景技术
钢纤维混凝土是在脆性易裂的混凝土基体中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型、多相、多组分的水泥基复合材料。广泛用于公路路面、机场道面、桥面、防水屋面、工厂地面工程、水工、港口、海洋工程、隧道、涵洞工程、建筑结构、抗震及结点工程、国防抗爆工程等。对于钢纤维混凝土来说，由于钢纤维的掺入，使得混凝土拌合物的流动性能降低，影响混凝土的可泵性，易产生堵泵，因此钢纤维混凝土比普通混凝土泵送困难。
目前，国内对于钢纤维混凝土泵送施工方面的研究很少，相关方面的研究多集中在泵送距离100米以下的混凝土结构。而斜拉桥高桥塔结构具有塔柱高，泵送难度大等特点，目前大多数斜拉桥桥塔使用的钢纤维混凝土纤维掺量低，无法进行泵送，施工采用的是塔吊施工，工效低、施工周期长等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高桥塔钢纤维泵送混凝土，以实现钢纤维混凝土在高塔结构领域的广泛应用。解决高塔大掺量钢纤维泵送混凝土配合比设计、施工难题。满足实际工程施工和质量目标的需要，为重庆乃至全国类似工程提供技术支撑与理论指导。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种超高桥塔钢纤维泵送混凝土，按每立方米混凝土计，包括：
Figure BDA0002902756950000011
Figure BDA0002902756950000021
其中，所述钢纤维为冷拉切断型钢纤维，所述钢纤维由主体和Y形端头构成，所述主体的两端均与Y形端头连接，所述主体为圆柱形结构，且表面均匀分布有半球形凸点，所述主体与端头为一体成型，所述钢纤维长度为25～30mm，所述钢纤维的长径比为30～40。
优选的是，所述水泥为42.5R级水泥。
优选的是，所述粉煤灰为F类II级。
优选的是，所述矿渣粉为S95级。
优选的是，所述硅粉为EBS级。
优选的是，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
优选的是，所述超高桥塔钢纤维泵送混凝土，按每立方米混凝土计，由以下原料组成：
Figure BDA0002902756950000022
Figure BDA0002902756950000031
其中，所述生物胶改性材料，其平均相对分子质量为2×106～1.5×107，粘度250～350Pa·s。
本发明还提供了一种超高桥塔钢纤维泵送混凝土的制备方法，将所有原料加入搅拌机中混合。
本发明至少包括以下有益效果：
1)性能优：采用本申请的超高桥塔钢纤维泵送混凝土，可将其泵送到施工部位，同时保持良好的和易性。
2)超高泵送：钢纤维混凝土泵送可达到208米，且泵送过程中不会造成泵车堵管。
3)混凝土抗拉强度高、能解决斜拉桥锚固区防裂。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
一种超高桥塔钢纤维泵送混凝土，其特征在于，按每立方米混凝土计，包括：
Figure BDA0002902756950000032
Figure BDA0002902756950000041
其中，所述钢纤维为冷拉切断型钢纤维，所述钢纤维由主体和Y形端头构成，所述主体的两端均与Y形端头连接，所述主体为圆柱形结构，且表面均匀分布有半球形凸点，所述主体与端头为一体成型，所述钢纤维长度为25～30mm，所述钢纤维的长径比为30～40。
其中一个实施方式中，所述水泥为42.5R级水泥。
其中一个实施方式中，所述粉煤灰为F类II级。
其中一个实施方式中，所述矿渣粉为S95级。
其中一个实施方式中，所述硅粉为EBS级。
其中一个实施方式中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
超高桥塔钢纤维泵送混凝土的制备方法，将所有原料加入搅拌机中混合5～15min。
超高桥塔钢纤维泵送混凝土配合比试验，配合比见表1。
表1
Figure BDA0002902756950000042
Figure BDA0002902756950000051
注：钢纤维(A)为冷拉切断型钢纤维，所述钢纤维由主体和Y形端头构成，所述主体的两端均与Y形端头连接，所述主体为圆柱形结构，且表面均匀分布有半球形凸点，所述主体与端头为一体成型，所述钢纤维长度为28mm，所述钢纤维的长径比为35。
钢纤维(B)为冷拉切断型钢纤维，钢纤维为端钩型钢纤维，钢纤维长度为28mm，钢纤维的长径比为35。
钢纤维(C)为冷拉切断型钢纤维，钢纤维为端钩型钢纤维，钢纤维长度为20mm，所述钢纤维的长径比为35。
生物改性胶材料的平均相对分子质量为2×106～1.5×107，粘度250～350Pa·s。
本申请的超高桥塔钢纤维泵送混凝土以重庆白居寺长江大桥项目为依托。白居寺长江大桥桥塔高达206米，是典型的高桥塔结构。而高桥塔结构的施工难点是如何将混凝土顺利泵送到施工部位的同时保持良好的和易性和工作性能，保证混凝土在此过程中不会造成泵车堵管，是本申请超高桥塔钢纤维泵送混凝土所要解决的技术问题。
测试实施例1、2、对比例1、2的配方分别制备超高桥塔钢纤维泵送混凝土2h塌落度、2h混凝土扩展度；按实施例1、2、对比例1、2的配方分别制备超高桥塔钢纤维泵送混凝土，放入标准试模中，在24小时后脱模，并在标准养护条件下养护至28d时取出进行混凝土强度、劈裂抗拉强度、弹性模量测试，测试结构见表2。
表2
Figure BDA0002902756950000052
Figure BDA0002902756950000061
测试结果表明：
实施例1中较对比例1，对钢纤维的长度和形状做了改进，并对钢纤维与粗骨料的配比做了改进，对比例1中采用普通的短钢纤维制备的混凝土，其2h后的坍落度为188mm，2h混凝土扩展度为482mm，可泵性能好，但混凝土的强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量这种性能不佳，尤其是劈裂抗拉强度没有达到设计要求3.85MPa，在斜拉桥锚固区域容易产生裂纹，而实施例1在这三方面有显著提高。
实施例1中较对比例2，对钢纤维的形状进行了改进，搭配30mm的粗骨料后，既能保证混凝土整体的泵送性能，同时对混凝土的强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量这三方面的性能影响不大。
实施例2中较实施例1，掺入了生物胶，混凝土在强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量这三种性能上进一步提升，这是由于泵送过程中生物胶对钢纤维具有一定的握裹力，混凝土在泵送过程中钢纤维分散均匀，减少了钢纤维局部聚集密度大，容易造成管道堵塞的问题。
重庆白居寺长江大桥的桥塔施工至208米的高度后，实施例1、实施例2、对比例1中的混凝土均能顺利泵送至208米高的平台，对比例2中的混凝土在泵送过程中出现堵管的情况。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.一种超高桥塔钢纤维泵送混凝土，其特征在于，按每立方米混凝土计，包括：
Figure FDA0003614897430000011
其中，所述钢纤维为冷拉切断型钢纤维，所述钢纤维由主体和Y形端头构成，所述主体的两端均与Y形端头连接，所述主体为圆柱形结构，且表面均匀分布有半球形凸点，所述主体与端头为一体成型，所述钢纤维长度为25～30mm，所述钢纤维的长径比为30～40；
所述水泥为42.5R级水泥。
2.如权利要求1所述的超高桥塔钢纤维泵送混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为F类II级。
3.如权利要求1所述的超高桥塔钢纤维泵送混凝土，其特征在于，所述矿渣粉为S95级。
4.如权利要求1所述的超高桥塔钢纤维泵送混凝土，其特征在于，所述硅粉为EBS级。
5.如权利要求1所述的超高桥塔钢纤维泵送混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
6.如权利要求1所述的超高桥塔钢纤维泵送混凝土，其特征在于，所述超高桥塔钢纤维泵送混凝土，按每立方米混凝土计，由以下原料组成：
Figure FDA0003614897430000021
其中，所述生物胶改性材料，其平均相对分子质量为2×106～1.5×107，粘度250～350Pa·s。
7.一种如权利要求1～6任一所述的超高桥塔钢纤维泵送混凝土的制备方法，其特征在于，将所有原料加入搅拌机中混合。
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