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1、高爐鋼管混凝土框架柱冬期負(fù)溫施工鞍鋼10號(hào)高爐是一座現(xiàn)代化大型高爐，容積達(dá)2580m3，爐缸直徑15.8m。高爐爐體框架柱是極重要的承重結(jié)構(gòu)，需承受爐頂68t吊車、多層平臺(tái)構(gòu)件及活荷載（達(dá)3104kN）。傳統(tǒng)的鋼筋混凝土框架柱，由于經(jīng)常受到飛濺鐵水、爐渣的燒蝕而影響使用壽命，故此次易地改造中設(shè)計(jì)成鋼管混凝土框架柱（圖7-5-1、7-5-2）。該鋼管混凝土框架柱由1200mm、高36.95m、壁厚40mm的Q235鋼管和內(nèi)澆C30混凝土構(gòu)成。第1章 鋼管混凝土特點(diǎn)及冬期施工原理7-5-1-1鋼管混凝土特點(diǎn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是三向受壓結(jié)構(gòu)，鋼管保護(hù)混凝土，延緩了受壓時(shí)的縱向開裂，混凝土則對(duì)薄壁鋼管起到2、局部穩(wěn)定的作用，因而承載力大幅度提高，且具有良好的塑性和韌性。在理論上，當(dāng)x與y、Z差值為零時(shí)，主應(yīng)力為零，故具有一般鋼筋混凝土無法比擬的力學(xué)性能。該鋼管混凝土框架柱的含鋼量為0.133，長細(xì)比30.8、變形彈性模量Esc為45.4103MPa，符合國家建材工業(yè)局鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程（JCJ0189）標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求。，7-5-1-2冬期施工原理鋼管混凝土框架柱施工時(shí)，除應(yīng)避免早期凍害，確保混凝土耐久性外，尚應(yīng)制成勻質(zhì)性良好，微膨脹（或補(bǔ)償收縮），與鋼管形成整體共同工作，才能獲得優(yōu)異的力學(xué)性能。根據(jù)當(dāng)時(shí)施工氣溫（1019），選用C3S、C3A含量較高的五羊牌525號(hào)硅酸鹽水泥，引入水泥重3、量0.5%的UNF-2高效減水劑和7%的ZB-3復(fù)合防凍劑，即可把水灰比降低至0.45，并仍可達(dá)到1012cm坍落度的泵送要求。ZB-3防凍劑含有木鈣減水劑、硫酸鈉、三乙醇胺早強(qiáng)劑、尿素防凍劑。水泥水化過程中發(fā)生如下反應(yīng)：2C3S+6H2OC3S23H2O+3Ca（OH）22Na2SO4+Ca（OH）2CaSO4+2Na0HC3A+6H2OC3A6H2OC3A6H2O+3CaSO4+26H2OC3A3CaSO432H2O由于針狀結(jié)晶鈣礬石C3A3CaSO432H2O的形成，使塑性的水泥漿體積增大1.5倍。既補(bǔ)償了收縮，又使混凝土結(jié)構(gòu)致密，顯著提高了早期強(qiáng)度。另外，將混凝土攪拌時(shí)間延長至150s4、，可提高混凝土的勻質(zhì)性和施工性能。第2章 施工程序制備好的混凝土由混凝土攪拌車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，倒入料斗中（容積為3m3）。再由550t塔吊將料斗吊運(yùn)至37m高操作平臺(tái)的澆筑點(diǎn)，通過下料溜管（漏斗）注入鋼管中。流態(tài)混凝土通過落差而自行密實(shí)，上部的混凝土拌合物在振搗棒所及范圍內(nèi)通過振搗趨于密實(shí)。為便于上、下振動(dòng)，振動(dòng)器加裝固定架和定位環(huán)。第3章 技術(shù)要點(diǎn)1. 鋼管在分段制作前，先清除內(nèi)壁油污、浮灰。整體形成后，澆筑混凝土前再用壓縮空氣再次清除內(nèi)壁浮灰、鐵銹。2. 混凝土需熱拌并控制出罐溫度（2035），入模（管）溫度為102。3. 澆筑混凝土前，先在底層澆一層100mm厚同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿，澆筑至離頂柱15、00mm時(shí)，靜停60min。待下部混凝土沉實(shí)后再澆筑低流動(dòng)性細(xì)石混凝土至終端，并使之稍有溢出，然后迅速將留有排氣孔的端板壓緊，隨即焊結(jié)封閉。4. 鋼管混凝土外表面覆蓋雙層約100mm厚的巖棉保溫。5. 制作56組150mm150mm150mm試塊，置于同條件下養(yǎng)護(hù)。6. 在37m高架操作平臺(tái)上，設(shè)置1.5m高的保護(hù)欄桿，以確保施工安全。第4章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析鋼管混凝土配合比及各齡期的強(qiáng)度如表7-5-1所示。每立方米混凝土使用ZB-3防凍劑及UNF-2高效減水劑，增加47.20元，加上巖棉保溫材料使用折舊費(fèi)，總計(jì)約53.40元。對(duì)象高爐爐體框架柱這樣的重要承重結(jié)構(gòu)，由于采取綜合蓄熱法施工，不僅獲得了良好的質(zhì)量（自然養(yǎng)護(hù)28d，可以達(dá)到113%fcu,k），而且保證了大型高爐改造性大修工程順利施工，確保了高爐投產(chǎn)日期，從而獲得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。第5章 結(jié)語1. 大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的冬期施工必須綜合考慮避免早期凍害，確保結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)合理和混凝土的體積穩(wěn)定性、整體性和耐久性。2. 即使在715的負(fù)溫條件下進(jìn)行大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工，采用混凝土熱拌復(fù)合外加劑蓄熱保溫施工也是合理、有效的，對(duì)表面系數(shù)小于5的結(jié)構(gòu)效果更佳。3. 對(duì)于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，為減少混凝土收縮，可通過選用較高標(biāo)號(hào)水泥、減少水泥用量、摻入膨脹劑組分和施工輔助措施加以解決。