悬辊法预制涵管的工艺及其现场控制

仇玉梅

(广西交通学校,广西南宁530023)

摘要:

T(i .

介绍涵管干硬性混凝土配合比的设计,主要参数的选抒,试验结果的分析以及施工现场的拧制要点和注意事

关健词:涵管;混凝土配合比设计;控制

中图分类号:11449. 83文献标识码B

Technology on Precasting Culvert Pipe

by the Method of Suspended Rolling and Its Control at Site

QIU Yu-mei

(Cuangxi Communications School, Nanning Guangxi 530023, China)

Abstract: The essay introduces the design of hard dry concrete mix ratio, the selection of main indices, the

analysis on test result, the principle for mix ratio recommendation, the control keys at site and (tie relative

precautions.

Key Words: culvert pipe; mix ratio of concrete; design control

1概述

广西河池(水任)至南宁公路是世界银行贷款的

国家重点支持项目,全程共236.707 km,其中水任至

都安段为96. 600 km的二级公路,路基宽为15m,都安

至南宁段为140. 107 km的高速公路,路基宽为26 in,

工程量巨大,仅通道和涵洞就有937处.在涵管预制

中,管径为1.0 m,1.25 m,1.5 m,2.0m的圆管涵均采

用悬辊法施工

悬辊法是一种新型的施工工艺,预制涵管时须采

用干硬性混凝土,其稠度较大,单位用水量和水灰比

较小,可节约水泥用量,早期强度增长快,制管质量好;

同时,成型速度快,带模养护时间短,可大大加快工程

施工进度.

2原材料性能试验

2. 1水泥

采用广西红水河水泥股份有限公司生产的红水河

牌525号普通硅酸酸盐水泥和1'西鱼峰水泥股份有限

公司生产的鱼峰牌525号普通硅酸盐水泥进行对比试

验,其物理力学性能见表to

表1水泥物理力学性能技术指标

密度

(盯cm' )(})瞥安定性

凝结时间

(卜mm)

抗压强度

(Mpa)备注

一5961

3.05246

3_11125.6

合格

合格

初凝

3;31

2.44

终凝3d3d 28d

4:55

4.08:一:5.9 8.9

5992

红水河水泥

角峰水泥

收稿日期:2001一09一28

作者简介:仇玉梅[1965一),女,湖南人.讲师,从事新li筑路

材料研究,

属杏桥万方数据

2001年第4期总第95期第26卷

2.2细集料

采用武鸣和陆川天然河砂,其物理力学性见表2,表3

表2细集料物理力学性能技术指标

堆积密度

(g/-')

细度模数

(F. m)

云母含量

(%)

有机质含量

(比色法)产地

l0l2

28划

2.

2631.50

1.

162

1.82

1_85

0.1

0.5

浅于标准液188武鸣

浅于标准液21陆川

表3细集料顺粒级配

筛孔尺寸(mm)2.5 1.250.630.315)16 < 0. 16产

累计筛余率(9)5.6

3.4

14.4 25.762287.995.9 4武鸣

累计筛余率(%)巧3 27.9.479.093.5 6.5陆川

2.3粗集料

按照就地取材的原则,采用沿线石灰岩机加工碎

石,粒级为5一25 mm,5一31.5 mm分别用于管4-} }k7

m和1.25一2.0 m的圆管涵,其物理力学性能见

,表5,表6

表4粗集料物理力学性能技术指标

最大粒径

(mm)

表干密度

(g/-')

堆积密度

(k才m')

针,片状含量

(%)

9070

气}5

31.52.722_711 710

2.712.691 650

0.4 0.3

0.5 0.2

11.6

10.7

10.9

9 6

表5粗集料顺粒级配

筛孔尺寸(mm) 31.520 105 2.5< 2.5

累计筛余率(%)1.332.5 79.4 94.3 98.5 1.5

表6粗集料颗粒级配

筛孔尺寸(mm) 255 2.5<25

累计筛余率(%) 3542.6 97.5 99.7

24水

采用饮用水或洁净的天然水,要求水质合格

3混凝土配合比设计与试验

3.1设计原则:满足设计强度,施工和易性,耐久性和

经济性要求.

3.2配合比设计的主要参数与指标:单位用水量为

110- 140 kg/m3,水灰比为0.30一.一40,砂率为30

一40%,混合料工作度即维勃稠度为20-40 s,设计强

度为30 M Pa,试配强度为38.3 MPa,容重采用2 450

k岁m3m}

3.3计算方法:采用JGJ 55-20由《普通混凝土配合

比设计规程)的重量法计算,不同配合比各种组成材料

的单位用量见表7,

3.4评定指标:工作度,抗压强度-

3.5试件的成型条件:试件模拟施工现场悬辊制管时

混合料的受力状态振捣成型,抗压强度试件采用150

mm x 150 mm x 150 mm的标准试件

3.6配合比试验结果与分析

3.6.1各种配合比的实测技术指标见表7,表s

万方数据

82广畜文:9并技

表7混凝土配合比试验结果

主要参数单位用量(kg/.')

试验

配合比试验结吴

水W

石乙

砂5编号水灰比ss }

气%)呼水泥:砂:石:水

抗压强度

(HPa)

7d(〕

工作度

!'C值1

(S)28 d

383835见363422抖邓242528书242628加262125肠

0.35

959242_4

802204

0.38

卜2.28:3.43:0.33

1:2.44:3.66:0.35

1:2.68:4.02:0.38

40.4:::

36244.5

0.32

0.36

0.38

0.36

038

2.02:3.30:0.32

2.32:3.79:0.36

2.47:4.03:0.38

2.11:3.59:0.36

2.25:3.82:0.38

4U2436

38,

17_4:;:

37.8

34.24744;

115115118118118125125125 0.40

130 0.36

130 0.38

130 0.40

130 0.38

130 0.40

130 0.42

125 0.37

125 0.39

125 0.41

130 0.38

130 0.40

130 0.42

1:2.38:4.05:0.40

11.95:3.47:0.36

1 2.08:3.70:0.38

1:2.21:3.93:0.40

1:2.20:3.58:0.38

1:2.33:3.81:0.40

1:2.46:4.02:0.42

1:2.12:3.76:0.37

1:2.25:4.00:0.39

1:2.38:4.24:0.41

1:2.14:3.:0.38

1:2.14:3.:0.40

336

372:一:

②③①②③卫汤③①

356

34_344.741.4

38.746.0

36.543.3

34.240.9

38349.4

35.546.2

3540.2

39.7 48.0

36.4 45

1:2.40:4.08:0.42 34.5 39.8

巧巧151********525303*********2525乃303030

2l9217243253246257268254266277226237246272283293246257晰

81374676I7687327397447057l27l875275877l5721727732738744

3033693283ll3473293l336l3423253423253l033832l3053423253l0

40404038383837打37孙363638383836弘36373737

①②③①②③①②③

叹6,了注1试脸编号1-5的混凝土配合比采用红水河水泥,武鸣河砂试脸编号6,7的泥凝土配合比采用鱼峰水泥,陆川河砂

2试验编号1一4,6的混凝上配合比采用最天粒径为31.5 mm的碎石,试验编号5,7的混凝土配合比采用最大杜径为25 mm

的碎石.

表8混凝土强度与密度的关系

编号

配合比

(水泥:砂:石:水)

实测强度

(MPa)

382 406

2_25:4.00:0.3942.82 452C302 450

9810C10298

46.42 497

37_92 400

2_14:3.:0.4043.3:::一100102C302 450

458

主:编号1的;A凝土配合比采用最大拉径为31.5 mm的碎石

编号2的;X.凝土15L合比采用最大拉径为25 mm的碎b

万方数据

2001年第4期总第95期第26卷

3.6.2试验结果分析

在保证原材料质量合格,计量准确,拌和均匀的条

件下,新拌混凝土混合料的工作度直接受单位用水量

「和砂率几的影响从表中试验结果可见,W与八

越大,稠度越小,即维勃时间越小,符合一般规律.根

据设计和施工要求,以及气候条件,选择W为125-

135 kg/m3, (l,为36%一38%,稠度(维勃时间)为20-

30 s的配合比工作性较适宜.

同样从试验结果中可见,在一定条件下,混凝土的强

度主要决定于水灰比和密实度的大小,水灰比越人,密实

度越小,则强度越低;水灰比越小,密实度越大,则强度越

高.根据设计强度和1_程所要求的保证率(95%)得出

较优水灰比为0.38-0.40,且密实度不低丁98%

4推荐施工配合比

根据原材料性能,配合比试验结果,以及施工要

求,考虑自然因素和人为因素,经综合分析,优选推荐

使用的施工配合比,见表9

表9推荐配合比

试验

主要参数单位用量(ke/m')

梦7kW,

配合比

水泥:砂:石:水值)

Cb

V(编号水灰比

0.38

0.40

0.40

0.39

0_40

1:2.25;3.82:0.38

1:2.21:3.93:0.40

1:2.33:3.81,0.40

1:2.25:4叨:0.39

1-2.14-3 .0粼)

7d

39.5

34.3

36.5

35.5

36.4

28 d

46.4

41.4

43.3

46.2

451

石'

砂5

2530302530

.才广气',,'25盯232825

n,倪nn1QO

飞1凡,一内,

,'叮'7.,了7

9气气..上气

2勺~,一汽乙,

飞内j两,八,,j

瓣(%)一3736383637

2530302530

1,1内,4气

5施工配合比的现场控制

为保证涵管的制做质量,同时须严格控制:

5.1现场使用的原材料必须与室内试验的原材料相

符合,按要求控制好原材料的进场,堆放,自检与抽检,

保证其质量符合技术规范的要求.

5.2施工过程中应根据气候条件随时测定粗,细集料

的含水率,及时调整各组成材料的单位用量,确定混凝

土施工配合比.

5.3混凝土拌和时,配料计量要准确,称料量水设备

精确度在士0.4%以内,粗,细集料的允许误差不超过

t2%,水和水泥的允许误差不超过士1%,力求准确控

制水灰比,用水量的计量精度须3d校核一次,避免混

合料太干造成涵管表面出现砂眼,蜂窝等,太稀则不易

成t;同时混合料拌和要均匀充分.

5.4千硬性混凝土稠度(维勃时间s)的控制亦是保

证混凝土质量的重要环节,应每小时测定一次,并在规

定的范围(20- 30 s)内,当超过控制界限时须查明原

因,修正用水量.另外,干硬性混凝土稠度(维勃时间

5)与其出机温度,气温等有关,温度高者,维勃时问偏

小,因此,应按施工季节对稠度进行调整,使维勃时间

在允许的范围内二

5.5喂料机喂料时,应先两头后中间,且均匀连续地送八混凝土,并要求适量;若过量易造成管模在悬辊上跳动,严重时可能损坏机械,若欠量则不能形成超高(5一6 mm),致使辊压不密实而影响混凝土的强度及包裹钢筋的效果.

5.6养护:当采用蒸汽养护时,应从低温升至高温(50

一80 Y;)在此温度下带模养护1一2h;当采用自然养

护时,可在常温下带模养护5一8h.待混凝土强度达到

设计强度的70%时即可脱模,并保湿养护至28 d龄期

6结束语

当前在国标,部标颁发的水泥混凝土配合比设计

规范中,还没有对水灰比小于0.4及维勃稠度为20-

40s的干硬性混凝土配合比设计的主要参数,即单位

用水量,水灰比,砂率等做详细介绍,推荐或规定.为

此,我们在配合比设计过程中,通过大量的对比试验得

出了符合悬辊法施工工艺所用干硬性混凝土的主要参

数和各组成材料的配合比,从而推荐出施工配合比C

但是,在干硬性混凝土抗压强度试件制作时所采用的

成型条件与施工现场涵管预制的悬辊成型有一定差

异,如荷载大小,加载方式和加载时间等,还有待于进

一步探讨和改进.

参考文献:

[11 JTJ 55一2000普通混凝土配合比设计规程[si

[2] JTJ 053一94公路工程水泥混凝十试验规程[`.-

〔3〕交通部第一公路工程总公司编道路建筑工程材料手册

[Z」北京:人民交通出版社1993

[4]路桥集团第一公路工程局主编公路桥涵施工技术规范

[z]北京人民交通出版社,2000

万方数据