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摘要:地处北非的阿尔及利亚通过国际招标正在建設其第一条高速公路――东西高速公路,工程执行现行的法国规范(Norme française简称NF)和欧洲规范(norme européenne简称EN),施工要求与国内工程相比还是有很多不同之处。桥涵砼的配合比设计中,当地专家们对试验室配合比不甚重视,却非常重视砼的适用性试验,控制砂石料、水泥的温度,拌制和易性良好的砼。本文根据我公司2007年8月初在该项目中所完成的钻孔灌注桩砼配合比设计工作,阐述一下法国规范要求下的砼适用性试验。
关键词:高速公路欧洲标准砼配合比设计适用性试验
中图分类号:U412文献标识码: A
目前正在建设的东西高速公路是阿尔及利亚全国第一条高速公路。工程的设计和施工均采用现行的法国规范(Norme française简称NF)和欧洲规范(norme européenne简称EN),阿尔及利亚还专门为东西高速公路工程(以下简称本工程)编制了通用技术条款(CCAP)和专用技术条款(CCTP)。这些规范的内容、要求与中国现行公路工程规范不尽相同,其有些条款要求确实有其合理、科学之处。在此介绍一下我公司前段时间在该项目所完成的钻孔灌注桩砼适用性试验,以增进大家对国外高速公路施工的了解。
根据阿尔及利亚东西高速公路工程专用技术条款(CCTP)的有关要求, 桥涵砼试验室配合比必须经过拌和站适用性试验验证合格后方可使用。拌和站适用性试验的目的在于针对现场状况对砼试验室配合比设计进行相应调整,以使砼经拌制、运输后仍具有良好的和易性,满足现场浇筑施工要求。
1试验说明
按照法国规范进行东西高速公路钻孔灌注桩砼配合比设计,设计强度为RN35,欧洲标准试件采用φ16×32cm的圆柱体,不同于国内采用的15×15×15cm的立方体。根据公式换算,本工程的RN35砼相当于国内的C40砼。当地的砂比较细,工地方圆150Km内最好砂的细度模数为2.2,也不很理想。在这样的条件下,要想配出和易性良好、较大坍落度的钻孔灌注桩砼并不是一件易事。
2试验流程
2.1试验室配合比设计
由于是第一次国外施工,而且采用法国规范进行砼配合比设计,没有经验数据可以参考。经多方查找资料并咨询阿尔及利亚国家西部试验室奥兰分试验室(LTPO),最终确定选用保罗米公式(Formule de Bolomey)进行砼试验室配合比设计。
Fc = G×fcm[(C/E +V)-0.50]
其中:
G 和骨料有关的系数,取0.5
Fcm 水泥的标准抗压强度,42.5MPa
C 水泥用量,Kg/ m3
E有效水量,Kg/ m3(参照法国规范XP P 18-305标准第3.9节)
V 空气含量,l/m3
Fc砼的抗压强度,35MPa
表1 RN35钻孔灌注桩砼试验室配合比
按照上述理论试验室配合比的数据,我工地中心试验室采用试验用小型砼拌和机进行了室内砼试拌,试拌出的砼和易性较好,能够满足钻孔灌注桩施工要求。
表2 RN35钻孔灌注桩砼室内试拌坍落度结果
2.2砼适用性试验
2.2.1第一次以失败告终
砼室内试拌合格后,我们开始适用性试验工作,在试验外部监督工程师的旁站下,2007年8月1日中午,我工地中心试验室进行了W9标段第一次砼适用性试验。试验所用砂石料、水泥、水和外加剂事前已检验合格,HS50型拌和站也已标定合格。
第一步,测量各用料的温度和砂的含水量。
第二步,清空拌和站所有料仓,不留剩料,使用装载机将适量骨料分别装入各料仓。
第三步,按试验室配合比拌制砼。采用程序控制自动上料,搅拌时间设定为50s,共拌和3m3,分三批次,每批次1m3。
第四步,砼拌和完成后下料至转速2-3r/min的砼运输车中,先高速旋转搅拌2分钟,再慢速旋转搅拌5分钟,以模拟施工现场砼运输情况并使砼拌和均匀。
第五步,从砼运输车中倒出所用砼,除去顶层易离析的部分砼,约占总量十分之一。取砼制作标准试件以检测砼强度,分3天、7天、28天和90天龄期强度,每种龄期制作2组,每组3块试件。进行砼拌和后15分钟及1小时的坍落度试验并记录测试时的砼温度和天气温度。
砼和易性良好,坍落度和强度两项指标均合格才表明适用性试验成功。
摸着石头过河,不走弯路看来是很难的。第一次适用性试验,拌和后刚开始砼和易性较好,坍落度能达到预期目标,但30分钟后砼坍落度损失太大,已不能满足施工要求,1小时后砼坍落度未再测。
表3 RN35钻孔灌注桩砼第一次适用性试验坍落度结果
2.2.2分析原因、采取措施
第一次适用性试验不成功后,我们采用同一砼配合比、相同的材料在试验室和拌和站拌和试验来对比,每次都是试验室内结果很好而在拌和站就不行了。又进行几次试验我们终于确认了问题的主要原因――当地炎热的天气,我们所在的阿尔及利亚属于地中海式气候,夏季干旱炎热,白天最高气温达45°C以上,空气干燥,砼水分蒸发过快。
针对此情况,我们采取了如下几项措施:
1.避开高温时间拌和砼,选在早晚气温较低时间。
2、覆盖砂石料和水,避免太阳直接照射,通过降低骨料和水的温度以降低砼温度。
3、调整砼配合比,提高外加剂中缓凝剂掺量,同时适当增大水灰比。
2.2.3努力换来硕果、成功完成砼适用性试验
2007年8月4日,在当地业主和加拿大试验专家的监督指导下,我部根据调整后的砼配合比再次进行砼适用性试验并获得成功。
表4 RN35钻孔灌注桩砼调整后的试验室配合比
表5 RN35钻孔灌注桩砼适用性试验坍落度结果
参考文献
1.阿尔及利亚东西高速公路专用技术条款CCTPC卷D2.10.2节
2.预备使用的新拌砼,法国规范NF P18-305,法语标题:Béton prêt à l'emploi;英语标题:Concrete — Ready mixed concrete,1996年8月法国标准化协会(AFNOR)出版发行
3.硬化砼试验――第三部分试件抗压强度,欧洲规范 NF EN 12390-3,等同于法国规范NFP18-455,法语标题: Essai pour béton durci Partie 3 : Résistance à la compression des éprouvettes;英语标题:Testing hardened concrete — Part 3: Compressive strength of test specimens,2003年9月由法国标准化协会(AFNOR)出版发行
4.硬化砼试验――第二部分,抗压试验的试件的制造和养护方法,欧洲规范NF EN 12390-2等同于 法国规范 NF P 18-438,法语标题:Essai pour béton durciPartie 2 : Confection et conservation des éprouvettes pour essais de résistance;英语标题: Testing hardened concrete — Part 2: Making and curing specimens for strength Tests, 2001年10月由法国标准化协会(AFNOR)出版发行
5.钢筋砼或后张预应力砼工程施工公共工程通用工程技术手册 CCTG第65A号分册第73、74条,法国国际经济事务部 、设备,交通和住房部2000年8月发布
关键词:高速公路欧洲标准砼配合比设计适用性试验
中图分类号:U412文献标识码: A
目前正在建设的东西高速公路是阿尔及利亚全国第一条高速公路。工程的设计和施工均采用现行的法国规范(Norme française简称NF)和欧洲规范(norme européenne简称EN),阿尔及利亚还专门为东西高速公路工程(以下简称本工程)编制了通用技术条款(CCAP)和专用技术条款(CCTP)。这些规范的内容、要求与中国现行公路工程规范不尽相同,其有些条款要求确实有其合理、科学之处。在此介绍一下我公司前段时间在该项目所完成的钻孔灌注桩砼适用性试验,以增进大家对国外高速公路施工的了解。
根据阿尔及利亚东西高速公路工程专用技术条款(CCTP)的有关要求, 桥涵砼试验室配合比必须经过拌和站适用性试验验证合格后方可使用。拌和站适用性试验的目的在于针对现场状况对砼试验室配合比设计进行相应调整,以使砼经拌制、运输后仍具有良好的和易性,满足现场浇筑施工要求。
1试验说明
按照法国规范进行东西高速公路钻孔灌注桩砼配合比设计,设计强度为RN35,欧洲标准试件采用φ16×32cm的圆柱体,不同于国内采用的15×15×15cm的立方体。根据公式换算,本工程的RN35砼相当于国内的C40砼。当地的砂比较细,工地方圆150Km内最好砂的细度模数为2.2,也不很理想。在这样的条件下,要想配出和易性良好、较大坍落度的钻孔灌注桩砼并不是一件易事。
2试验流程
2.1试验室配合比设计
由于是第一次国外施工,而且采用法国规范进行砼配合比设计,没有经验数据可以参考。经多方查找资料并咨询阿尔及利亚国家西部试验室奥兰分试验室(LTPO),最终确定选用保罗米公式(Formule de Bolomey)进行砼试验室配合比设计。
Fc = G×fcm[(C/E +V)-0.50]
其中:
G 和骨料有关的系数,取0.5
Fcm 水泥的标准抗压强度,42.5MPa
C 水泥用量,Kg/ m3
E有效水量,Kg/ m3(参照法国规范XP P 18-305标准第3.9节)
V 空气含量,l/m3
Fc砼的抗压强度,35MPa
表1 RN35钻孔灌注桩砼试验室配合比
按照上述理论试验室配合比的数据,我工地中心试验室采用试验用小型砼拌和机进行了室内砼试拌,试拌出的砼和易性较好,能够满足钻孔灌注桩施工要求。
表2 RN35钻孔灌注桩砼室内试拌坍落度结果
2.2砼适用性试验
2.2.1第一次以失败告终
砼室内试拌合格后,我们开始适用性试验工作,在试验外部监督工程师的旁站下,2007年8月1日中午,我工地中心试验室进行了W9标段第一次砼适用性试验。试验所用砂石料、水泥、水和外加剂事前已检验合格,HS50型拌和站也已标定合格。
第一步,测量各用料的温度和砂的含水量。
第二步,清空拌和站所有料仓,不留剩料,使用装载机将适量骨料分别装入各料仓。
第三步,按试验室配合比拌制砼。采用程序控制自动上料,搅拌时间设定为50s,共拌和3m3,分三批次,每批次1m3。
第四步,砼拌和完成后下料至转速2-3r/min的砼运输车中,先高速旋转搅拌2分钟,再慢速旋转搅拌5分钟,以模拟施工现场砼运输情况并使砼拌和均匀。
第五步,从砼运输车中倒出所用砼,除去顶层易离析的部分砼,约占总量十分之一。取砼制作标准试件以检测砼强度,分3天、7天、28天和90天龄期强度,每种龄期制作2组,每组3块试件。进行砼拌和后15分钟及1小时的坍落度试验并记录测试时的砼温度和天气温度。
砼和易性良好,坍落度和强度两项指标均合格才表明适用性试验成功。
摸着石头过河,不走弯路看来是很难的。第一次适用性试验,拌和后刚开始砼和易性较好,坍落度能达到预期目标,但30分钟后砼坍落度损失太大,已不能满足施工要求,1小时后砼坍落度未再测。
表3 RN35钻孔灌注桩砼第一次适用性试验坍落度结果
2.2.2分析原因、采取措施
第一次适用性试验不成功后,我们采用同一砼配合比、相同的材料在试验室和拌和站拌和试验来对比,每次都是试验室内结果很好而在拌和站就不行了。又进行几次试验我们终于确认了问题的主要原因――当地炎热的天气,我们所在的阿尔及利亚属于地中海式气候,夏季干旱炎热,白天最高气温达45°C以上,空气干燥,砼水分蒸发过快。
针对此情况,我们采取了如下几项措施:
1.避开高温时间拌和砼,选在早晚气温较低时间。
2、覆盖砂石料和水,避免太阳直接照射,通过降低骨料和水的温度以降低砼温度。
3、调整砼配合比,提高外加剂中缓凝剂掺量,同时适当增大水灰比。
2.2.3努力换来硕果、成功完成砼适用性试验
2007年8月4日,在当地业主和加拿大试验专家的监督指导下,我部根据调整后的砼配合比再次进行砼适用性试验并获得成功。
表4 RN35钻孔灌注桩砼调整后的试验室配合比
表5 RN35钻孔灌注桩砼适用性试验坍落度结果
参考文献
1.阿尔及利亚东西高速公路专用技术条款CCTPC卷D2.10.2节
2.预备使用的新拌砼,法国规范NF P18-305,法语标题:Béton prêt à l'emploi;英语标题:Concrete — Ready mixed concrete,1996年8月法国标准化协会(AFNOR)出版发行
3.硬化砼试验――第三部分试件抗压强度,欧洲规范 NF EN 12390-3,等同于法国规范NFP18-455,法语标题: Essai pour béton durci Partie 3 : Résistance à la compression des éprouvettes;英语标题:Testing hardened concrete — Part 3: Compressive strength of test specimens,2003年9月由法国标准化协会(AFNOR)出版发行
4.硬化砼试验――第二部分,抗压试验的试件的制造和养护方法,欧洲规范NF EN 12390-2等同于 法国规范 NF P 18-438,法语标题:Essai pour béton durciPartie 2 : Confection et conservation des éprouvettes pour essais de résistance;英语标题: Testing hardened concrete — Part 2: Making and curing specimens for strength Tests, 2001年10月由法国标准化协会(AFNOR)出版发行
5.钢筋砼或后张预应力砼工程施工公共工程通用工程技术手册 CCTG第65A号分册第73、74条,法国国际经济事务部 、设备,交通和住房部2000年8月发布