閱讀 5376 次 聚丙烯纖維混凝土在法門寺合十舍利塔
摘要:本文介紹了利用聚丙烯纖維在拌合物內(nèi)的增調(diào)效應(yīng),采用聚羧酸系(PCA)高效減水劑,優(yōu)質(zhì)粉煤灰和泵送混凝土等綜合措施,解決了54m高度的穹頂殼體,無外模施工技術(shù)的難點(diǎn),取得了良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。...
聚丙烯纖維混凝土在法門寺合十舍利塔
王雙林(1) 崔慶怡(2) 張濤(1) 馬健(1)
(1)陜西省第五建筑工程公司 (2)陜西省建筑科學(xué)研究院
1、前言
陜西寶雞法門寺合十舍利塔工程為鋼骨混凝土雙向折線往復(fù)傾斜雙塔體結(jié)構(gòu),高度147m,建筑面積7.7萬m2,塔身分為11層,在+54m第4層處,設(shè)計(jì)有Φ18m球冠狀穹頂結(jié)構(gòu),穹頂殼體混凝土厚度為0.2m,球冠上部由3道環(huán)梁和8根弧形I字鋼梁與殼體連在一起。(如圖)

原施工方案采用支設(shè)內(nèi)外雙層模板,澆筑大流動性混凝土,由于樓面結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,上層模板的安裝及拆除十分困難,支折模費(fèi)用將大大增加,室內(nèi)狹小混凝土澆筑質(zhì)量也難以保證。經(jīng)試驗(yàn)和研究后決定采用低坍落度泵送纖維混凝土,利用聚丙烯纖維在混凝土中的增稠效應(yīng),取消上層模板,一次澆筑成形的施工方案。于2007年10月23日成功完成了垂直泵送54m穹頂施工任務(wù),效果良好。
2、工程的原材料及配合比設(shè)計(jì)
1.原材料
水泥 |
采用冀東(扶風(fēng))盾石牌,低堿P.O42.5水泥 |
砂 |
渭河中砂 |
石 |
石灰石碎石、最大粒徑<20mm,5~10mm和10mm~20mm二級碎石配料 |
粉煤灰 |
寶雞II級,需水比<90%,細(xì)度22%,燒失量<2.0% |
泵送劑 |
聚羧酸系泵送劑PCA(陜西建科)減水率25%,固含量20% |
聚丙烯纖維 |
南京派尼爾公司產(chǎn)品,聚丙烯纖維長度<20mm |
2.配合比,設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級C35,kg/m3
水 |
水泥 |
砂 |
石 |
粉煤灰 |
泵送劑
(PCA) |
聚丙烯纖維 |
表觀
密度 | |
10~20mm |
5~10mm | |||||||
163 |
310 |
790 |
850 |
250 |
120 |
2.5 |
0.6 |
2483 |
3.試驗(yàn)室試配和現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果
|
拌合物性能 |
抗壓強(qiáng)度 | ||||||
|
坍落度
(mm) |
擴(kuò)展度
(mm) |
倒置流空時間(秒) |
拌合物
溫度(℃) |
初凝
(h) |
終凝
(h) |
R4
(MPa) |
R28
(MPa) |
試驗(yàn)室試配 |
100 |
200 |
15 |
17 |
8 |
10 |
31.2 |
48.0 |
現(xiàn)場實(shí)測 |
125 |
200 |
20 |
19.5 |
|
|
/ |
49.0 |
4、現(xiàn)場施工過程技術(shù)措施
1.由于采用低坍落度、低擴(kuò)展度聚丙烯纖維混凝土,纖維用量按0.6kg/m3小包裝松散投入料斗,在攪拌機(jī)內(nèi)攪拌時間應(yīng)適當(dāng)延長,以便纖維能在混凝土中均勻分布。
2.必須準(zhǔn)確計(jì)量加入PCA泵送劑,根據(jù)砂子含水率和含石率(75mm方孔篩余%)準(zhǔn)確調(diào)整加水量和砂、石實(shí)際加入數(shù)量。
3.混凝土泵應(yīng)調(diào)至高壓工作段,減少泵送輸出量。管線布置應(yīng)盡量減少彎頭,泵出口水平段長度應(yīng)在10~15mm較合適,實(shí)際泵送壓力為22MPa。
4.由于穹頂弧型鋼梁在球面上方,梁模板為吊模,澆筑速度受到限制,施工過程比預(yù)期延長,混凝土總量為90m3,費(fèi)時12小時,混凝土振搗時間一般在3~5秒即可,防止過振拌合物自由流淌。
5.澆筑完成后,即在球冠表面,復(fù)蓋塑料薄膜、自然養(yǎng)護(hù)時保持混凝土表面濕潤即可。
5、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果
1.殼體結(jié)構(gòu)混凝土未見裂縫和其他表面缺陷質(zhì)量良好,混凝土R28立方體抗壓強(qiáng)度,現(xiàn)場留樣為49.0MPa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度140%,混凝土質(zhì)量完全滿足設(shè)計(jì)要求。
2.由于上層球冠面積290m2,節(jié)約對拉螺栓Φ12,長度為520mm,1740余個,Φ12螺桿3.2元/根,節(jié)約對拉螺桿費(fèi)用為5568元,膠合板材料290m2,30元/m2,節(jié)約材料費(fèi)8700元,節(jié)約支拆模板人工費(fèi)290×60=17400元,合計(jì)節(jié)約費(fèi)用為31668元,增加纖維費(fèi)用為0.6×28元/kg×90=1512元,節(jié)約費(fèi)用30156元。
6、結(jié)語
1.利用聚丙烯纖維在混凝土中亂向均勻分布,可對混凝土拌合物產(chǎn)生強(qiáng)烈的牽拉作用和增稠效應(yīng),減少拌合物自由流淌的傾向,可實(shí)現(xiàn)凸形曲面無外模混凝土澆筑施工,工程費(fèi)用和施工難度大幅度降低,最終使混凝土澆筑質(zhì)量得到提高。
2.采用較高砂率(42.7%),優(yōu)質(zhì)粉煤灰(摻量為27.9%),聚羧酸系(PCA)高效減水劑,嚴(yán)格控制石子最大粒徑等綜合因素,確保混凝土拌合物在較低坍落度下又有良好流度性能,泵送至54m高度,滿足工程施工要求。
參考文獻(xiàn):
徐至均 纖維混凝土技術(shù)及應(yīng)用 中國建筑工業(yè)出版社 2002.2
作者簡介:
王雙林,1958年生,現(xiàn)任陜西省第五建筑工程公司總工、高級工程師。主要從事高層建筑施工技術(shù)研究。榮獲2005年魯班獎(地礦局5號高層)
崔慶怡,1941年生,教授級高工,現(xiàn)為陜西省建筑科學(xué)研究院顧問總工、兼任陜西省土木建筑學(xué)會建材專業(yè)委員會主任委員、陜西省混凝土協(xié)會專家組成員。主要研究方向?yàn)椋焊邚?qiáng)高性能混凝土、大體混凝土的施工技術(shù)研究和應(yīng)用。
(本文來源:陜西省土木建筑學(xué)會 文徑網(wǎng)絡(luò):文徑 楊葉 編輯 劉真 審核)
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