国内首例|降本增效更环保!机制砂应用于塔高270米香山大桥
南沙大桥、深中通道伶仃洋大桥、黄茅海大桥……在大湾区,一座座大桥越江跨海,为广东高质量发展畅通血脉,提供动力。
12月,在广东省重点项目中山东部外环的C段施工现场,中山东环一期控制性工程——塔高270米的香山大桥南北岸主塔均已实现合龙,预计南北岸主塔将于2023年7月底完成主塔封顶。
正在建设中的国内跨径最大、桥面最宽的公路用双层双向钢桁架斜拉桥—-香山大桥
值得关注的是,与以往大湾区跨江跨海“组团出道”的众多超高桥梁均采用河砂混凝土不同,这座双塔高度相当于90层楼高,“比肩”伶仃洋大桥的国内跨径最大、桥面最宽的公路用双层双向钢桁架斜拉桥,将力争提高机制砂混凝土施工在超高索塔应用,在保障质量前提下,成为更为环保的机制砂在超高索塔以及高强混凝土如C70工字梁等施工的“先行先试”。
天然河砂长期以来普遍作为建设施工的优秀原材料。但随着绿色环保要求,用于混凝土的河砂已是供不应求,价格猛涨。与此同时,机制砂,故名思义是用制砂机生产制造出来,可以通过控制各种参数,从而得到质量不同的等级。在交通建设领域,机制砂代替河砂用于低碳混凝土,已成为行业趋势。
此前,保利长大已大面积推广应用机制砂,但在特殊结构物如斜拉桥或悬索桥超高索塔、或者高强混凝土如C70工字梁等施工中鲜有应用。对此保利长大一公司开展精益管理课题——提高机制砂在桥梁高标号混凝土施工用砂中的占比。成功开展此课题,可显著扩大机制砂应用范围并降低施工成本。
机制砂已在高强度C70工字梁得到推广应用
保利长大一公司中山实验中心主任何涛介绍,目前,整个华南地区以及云贵地区,特大桥的主塔高度超过200米以上的,用纯机制砂非常少。塔高270米的香山大桥采用机制砂混凝土目前尚属第一例。
在何涛看来,机制砂与河砂都有岩石分化,最大区别是如果用放大镜来看,机制砂会有很多棱角,像不规则形,河砂则像一个足球,是圆的。由于河沙资源稀缺,且可能会掺有海沙。海砂里面一些腐蚀性离子,会把钢筋腐蚀掉,就像人没有骨头一样了。而机制砂目前在国内相关设备、加工工艺、配套的国家规范均已成熟,相比天然河砂,控制起来质量更有到保证。
因此,集成创新可代替河砂的机制砂,用于超高索塔成为了现实的迫切之需。
何涛介绍,当建高塔时用混凝土供送,圆的河砂容易滚上去。有棱角的机制砂虽然会增强颗粒之间的强度,但流动性不好。为此,课题组针对机制砂供送的难度,在整个配合比优化的过程中,选取减水外加剂,调节混凝土的工作性。另外通过一些复合掺合料,就像微珠,帮机制砂润滑一下,解决它的天然缺陷。这种机制砂不仅能带来很好的经济效益,而且批次质量比河砂更稳定。
位于中山的香山大桥将力争提高机制砂混凝土施工在超高索塔应用
例如,常规机制砂混凝土在高塔及高标号混凝土应用中容易出现和易性差,浮浆较多,高塔泵送泵送损失严重,连续浇筑质量稳定性差等不利情况。以泵送损失为例,普通机制砂混凝土在入泵事坍落度可达220毫米以上,经过高压泵送后坍落度往往小于160毫米,难以施工。为此,课题组采用优质自产V7机制砂,该机制砂颗粒较常规工艺机制砂棱角明显少,工作性良好。通过调整减水剂配方、比选胶材组合等方式确定最优配合比。调配了经验丰富的技术管理人员并全程跟踪混凝土生产及浇筑质量。实施精益管理后,泵送损失等得到显著改善,泵送后混凝土坍落度达200毫米以上,能满足现场施工需要。
中山东环C段项目总工程师吴玉贤介绍,机制砂已在高强度C70工字梁得到推广应用,应用混凝土方量达30万方,C55混凝土已泵送至180米高度,显著提高了机制砂在桥梁高标号混凝土施工用砂的占比。同时,强度和外观均能满足要求,达到阶段性预期目标。
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