新型混凝土为大桥“美白”

发布时间:2019-10-12 华克山庄:二航局 分享:
  “与普通的混凝土相比,皮肤功能混凝土提高了塔柱的耐久性和抗裂性能,外观光滑白皙。”二航局池州长江大桥项目经理何文宗表示。为了让塔柱表面如皮肤般细腻白皙,华克建设者们付出了无数心血。

“白水泥、各种纤维、粉煤灰、矿粉、石英砂等材料,不同规格、不同参量的配合比试验了数百次。池州长江大桥于2014年12月底开始建设,一直到2016年6月,才基本上确定了有利于施工的混凝土配合比。”实验室主任熊小一是新型混凝土研制过程的亲历者之一,不禁感叹其艰难。

在业主和整个项目部长久的殷切期待下,新型混凝土终于从实验室走向工地,项目部迫不及待地浇筑起了试验墩。然而,问题却接踵而至,主塔浇筑过程一波三折。

巧拌黄砂和钛白粉

“混凝土泵送不上去,肯定是混凝土工作性能不好,短时间内容易结块,堵了泵管。”在浇筑试验墩时,泵车在泵送混凝土过程中,感觉阻力非常大,何文宗分析说。刚出实验室的新型混凝土,又不得不针对其流动性、粘聚性及保水性进行新一轮回炉攻关。

“混凝土和易性不好,为什么不试试用黄砂代替石英砂呢?”一天,何文宗经过搅拌站,偶然看到了黄砂,灵机一现,提议道。黄砂比石英砂的颗粒要大,能更好填补混凝土中大砾石等的缝隙。研发团队顺着思路尝试采用黄砂进行配比,终于找到了各种材料间的平衡,减少了堵管风险。可是,皮肤功能混凝土采用石英砂的初衷是为外观“像皮肤一样白”,改为使用黄砂后,白度大大受到影响,怎么办?

机缘巧合,在一次联合高校的方案讨论中,一位教授提出,能不能将房建墙体建设中使用的钛白粉引入到大桥建设中?这一提议立即获得实验室的重视。实验室从确定钛白粉掺量以及钛白粉对混凝土工作性、强度影响等几个方面着手,在混凝土中成功加入了钛白粉。使用这样的混凝土浇筑出的试验墩,肉眼看明显“白了好几度”。

“龟兔赛跑”谁先跑?

一年多的时间琢磨混凝土,终于浇筑出令大家都满意的试验墩。“就在大家认为可以放手大干时,又遇到一个棘手的问题。”项目副经理李向阳回忆道。

原来,池州长江大桥主塔内外层采用不同性能混凝土的复合技术,内部为普通混凝土,外部为36厘米厚的“皮肤功能混凝土”。两种混凝土必须要同步浇筑,才能让它们有效粘结;但是顺序上又需要有先有后,否则会导致串浆。“这就像吃鸳鸯火锅,白汤和红汤会混在一起,没看相,品质自然也无法保障。”李向阳作了一个形象的比喻,“白色的皮肤功能混凝土就是兔子,黑色普通的混凝土好比乌龟,它俩都要跑,关键看谁来领跑。”

业主和项目部围绕“龟兔赛跑”进行了多次讨论,方案不断被更新。最终,项目部决定采用浇筑1:1试验墩笨办法。实验结果证明,先浇筑白色混凝土优势明显。

“解决了谁先跑的问题,还要明确领跑的时间距离。”李向阳说。白色混凝土浇筑到多高时,才开始浇筑黑色混凝土呢?经过反复试验对比后,项目团队摸索出最佳高度为50厘米,并形成了一套标准化的浇筑流程:先浇筑白色混凝土,在浇筑50厘米高的白色混凝土后,开始浇筑黑色普通混凝土,并始终保持30厘米的高度差,第一层混凝土振捣完成,进行第二次浇筑50厘米高白色混凝土。如此反复,直到一节主塔浇筑完成。

按照这一套标准流程,2016年9月11日,在多方努力之下,下塔柱首节段混凝土实施,整体的平整度、外观线型等均较为理想。

让“乌龟”先跑起来

2017年4月,在主塔下横梁施工时,混凝土浇筑又遇到了新情况。

设计上,下横梁和塔柱需同步浇筑混凝土。但是二者浇筑的量却差别很大,下横梁需单次浇筑普通混凝土1200方,而与横梁相连的主塔仅需浇筑100方“皮肤功能混凝土”。白色的“皮肤混凝土”很快就会浇完,黑色的普通混凝土则要耗时很久。这一等一耗,主桥两部分的结合处强度就有了差异,进而出现开裂。两种混凝土如何完成同步浇筑成为了难题。

项目部根据实际情况多次研讨,从混凝土拌合、运输和泵送工艺等分别进行对比验证,确定采用3套拌合系统、5套泵送布料系统、2套振捣系统的混凝土施工工艺,与此前“先白后黑”的工序相反,这次让“乌龟”先跑了起来。

“先用3套布料系统在下横梁快速布料,当下横梁底板及隔墙浇筑起80厘米后,再进行两边的塔柱黑白混凝土同步浇筑,确定横梁和塔柱两种混凝土布料高差,使塔梁黑白混凝土同步浇筑从理论变为现实。”李向阳说明说。

“两种混凝土布料工艺、5个泵车同步完成,组织难度很大。”参建过好几座大桥建设的李向阳,也是第一次遇到这样的情况。为此,项目部做了大量的准备工作和一系列精细安排。浇筑当天,近百人鏖战18个小时,5台泵车完成各自使命,“龟兔赛跑”再次成功实践。

如今,池州长江大桥建成通车。在毫无经验可循的情况下,创造性地解决了“黑白混凝土界面处融合难、强度不一致、两种混凝土浇筑速率不匹配”难题,填补了我国在皮肤功能混凝土领域的空白。



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