MRT-3膨脹劑在C50鋼纖維混凝土橋面鋪裝中的應用

梁曉曄

(山西省公路局長治分局，山西長治 046000)

隨著科學技術的不斷提高，高等級公路建設的技術水平突飛猛進，各種各樣的橋梁處處可見。橋梁面積占道路面積的比重越來越大，橋面鋪裝的使用功能尤為重要，橋面鋪裝的質量優(yōu)劣，直接關系到承載車輪荷載的能力，對保護混凝土橋面板及主梁，防止混凝土及鋼筋的銹蝕，提高行車的舒適度，增加橋梁的美觀度，都起著極其重要的作用。

據(jù)對已建橋梁結構病害的統(tǒng)計，水是引起其破壞的關鍵因素。原理顯而易見，由于車輛的荷載、現(xiàn)場施工工藝水平、混凝土原材料指標性能及溫度、氣候等變化均可引起混凝土的膨脹或收縮，會產(chǎn)生細微裂縫而引起橋面滲水或漏水，致使鋼筋銹蝕，最終影響橋梁的耐久性、安全性。因此橋面鋪裝的質量問題越來越受到廣大工程界的關注。

1 工程概況

朔州環(huán)線西南段高速公路鋪上大橋，接山陰至平魯高速公路樞紐互通立交設計起點XZK1+846.5。橋梁全長543 m，右前角90°，上部結構采用18孔30 m先簡支后連續(xù)預應力混凝土箱梁，下部結構采用柱式墩、肋板臺，鉆孔灌注樁基礎。全橋平面位于R=1 133.618 m的圓曲線(左轉)上，墩臺徑向布置。由于本橋縱坡和橫坡均較大，故在6號、10號、15號橋墩處采用墩梁固結形式。設計荷載為公路—Ⅰ級，橋面凈寬11.75 m。

橋面鋪裝采用10 cm C50鋼纖維防水混凝土+10 cm瀝青混凝土。在防水混凝土和瀝青混凝土之間設SJC-FⅡ型橋面防水涂料層。橋面鋪裝共12 760.5 m2，鋼纖維摻入量為60 kg/m3。

2 技術方案的選定

10 cm鋼纖維防水混凝土雖然加入了部分鋼纖維，能夠起到一定的抗裂效果，但該橋所處彎道，縱橫坡都比較大，常年有大風，水分蒸發(fā)極快。而橋面鋪裝混凝土的特點是強度高、水化熱反應快、面積大、沒有工作縫等。本橋面鋪裝混凝土采用泵送工藝施工，混凝土坍落度大，在施工過程中若不能保持混凝土濕潤，極易發(fā)生混凝土大面積裂縫的現(xiàn)象，在公路通車后，裂縫反射到路面上，造成滲水、起皮等一系列病害導致工程返修的可能性很大。

為防止本橋面鋪裝混凝土發(fā)生大面積裂縫，降低工程返修率，我部在橋面鋪裝混凝土層中用MRT-3微膨脹劑替代部分水泥，減少了混凝土的干縮裂縫，增強了混凝土結構的抗阻裂能力，從而滿足橋面鋪裝對韌性、抗裂性能的需要。

3 試驗

為保證C50鋼纖維混凝土性能改良試驗順利完成，我部成立了課題小組，通過查閱資料，進行多番試驗對比、匯總分析試驗數(shù)據(jù)，結合工程成本費用計算，綜合研究討論，經(jīng)監(jiān)理工程師認可后，最終確定了相關試驗數(shù)據(jù)。

3.1 原材料及其作用

水泥:采用冀東水泥廠生產(chǎn)的P.O52.5水泥。

粉煤灰:采用朔州電廠Ⅰ級粉煤灰。

外加劑:采用黃河HJSX-A聚羧酸減水劑，以提高水泥混凝土的施工和易性、可塑性，降低水灰比，減少孔隙率，增加混凝土的密實性，從而最終提高混凝土的抗?jié)B性。

粗集料:采用當?shù)厥規(guī)r碎石，5 mm～25 mm連續(xù)級配，以提高混凝土的致密性。

細集料:采用奇村中粗河砂，細度模數(shù)2.8。

膨脹劑:采用黃河MRT-3膨脹劑配制成不透水混凝土，靠材料自身的密實性、防潮性來提高防水性;同時，靠自身的膨脹性補償混凝土的干縮變形，有效消除混凝土的裂縫。

鋼纖維:采用鄭州禹建，摻入纖維后，經(jīng)均勻拌和，混凝土中的纖維縱橫交錯，增強混凝土的內(nèi)部粘結，起到“加筋”的作用，提高混凝土的韌性和延展性，減少混凝土的收縮率，減少微細裂縫的發(fā)生，有效增強混凝土的抗裂性，提高混凝土的抗?jié)B性。

3.2 配合比

試驗人員根據(jù)不同的膨脹劑用量，在普通混凝土配合比的基礎上分別按水泥用量的10%，12%，14%，16%摻入MRT-3膨脹劑，最后確定在膨脹劑摻入12%時，C50鋼纖維防水混凝土強度、抗?jié)B性及其他性能和經(jīng)濟效果最好。

4 施工工序

梁板在上部現(xiàn)澆工程及體系轉換完成后，對梁板混凝土進行鑿毛、清洗，用高壓水槍將梁板沖凈，做好現(xiàn)場準備工作。在鋪筑橋面混凝土前，保證梁板混凝土表面的濕潤度。施工采用三輥軸攤鋪工藝、平板振搗器振搗，嚴格按照施工規(guī)范進行施工，振搗完成后進行混凝土抹面，在混凝土初凝后再進行二次收面并拉毛，拉毛完成后用塑料薄膜覆蓋進行養(yǎng)生，養(yǎng)生最少7 d。

5 現(xiàn)場控制

5.1 選擇合理的施工時間

由于該橋所處彎道，縱橫坡都比較大，常年有大風，水分蒸發(fā)極快，而橋面混凝土鋪裝時，施工面積大，收面要求嚴格、時間長，容易受高溫烈日、大風等天氣影響到施工質量，故我部避開大風天氣，最終選擇在夜間風小的時間施工，以減免表面裂縫的發(fā)生。

5.2 嚴格控制混凝土的拌和

混凝土的拌和應嚴格控制好配合比，計量精確。在拌和過程中要嚴格控制水泥及外加劑的用量，先對骨料進行一次干拌，然后加入外加劑、鋼纖維和水再進行拌和，總拌和時間不得小于270 s。生產(chǎn)出來的混凝土坍落度控制在160 mm～180 mm之間，鋼纖維分布均勻，和易性良好，無泌水現(xiàn)象。

5.3 加強混凝土的養(yǎng)生

混凝土在澆筑完成后的養(yǎng)生問題對混凝土的質量影響也很重要，因為混凝土內(nèi)摻入粉煤灰，若混凝土不能及時養(yǎng)護，強度發(fā)展很慢，早期強度低，很容易引起混凝土的塑性裂縫。再加上膨脹劑等外加劑，對混凝土的養(yǎng)護要求也很高，稍有不慎，就可能產(chǎn)生裂縫。

6 結語

1)經(jīng)過工程實例對比，摻入MRT-3膨脹劑的鋼纖維混凝土，能夠有效防止裂縫產(chǎn)生，外觀質量較好，性能優(yōu)于普通鋼纖維混凝土，能夠產(chǎn)生良好的防裂抗?jié)B功能。

2)由于摻入MRT-3膨脹劑后，混凝土水泥用量減少，但混凝土的強度并未明顯降低，且由于水泥用量減少，混凝土的水化反應強度也較為降低，而經(jīng)濟成本并未增加。

因此摻入MRT-3膨脹劑后的鋼纖維混凝土各項性能優(yōu)于普通鋼纖維混凝土，而且能夠大大地提升混凝土的抗裂和抗?jié)B性能等。由于摻入膨脹劑后的鋼纖維混凝土的性能較好，對原材料和配合比的試驗要求精度高，現(xiàn)場拌和和養(yǎng)護要求嚴格，所以需要較高的施工水平和豐富的施工經(jīng)驗為基礎作為保障。