橋梁工程高性能混凝土的工藝性能及施工注意事項

趙瑞霞　丁憲良

河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450064）

橋梁工程高性能混凝土的工藝性能及施工注意事項

趙瑞霞丁憲良

河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450064）

當(dāng)前，橋梁技術(shù)發(fā)展迅速，對橋梁混凝土技術(shù)提出了更高的要求。根據(jù)參與工程實踐的經(jīng)驗，對橋梁工程高性能混凝土的工藝性能的應(yīng)用進(jìn)行了較為深入的研究，并對高性能混凝土施工中注意事項進(jìn)行了較為全面的總結(jié)。

橋梁；高性能混凝土；施工；注意事項

1　高性能混凝土的工藝性能

1）高性能混凝土生產(chǎn)

高性能混凝土與同等級混凝土水膠比低0.02～0.10，對用水量、材料含水率和材料性質(zhì)的變化較為敏感，只有保證較低的用水量才能發(fā)揮高性能混凝土特點(diǎn)，因此，在保證材料質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，投料順序和拌合工藝就顯得較為重要。一般對高性能混凝土應(yīng)盡量采用大型拌合站系統(tǒng)以保證各組成材料儲備足夠、質(zhì)量穩(wěn)定、計量準(zhǔn)確，應(yīng)采用強(qiáng)制式拌合機(jī)以保證拌合均勻；外加劑盡量采用滯水法摻入，即先把粗細(xì)集料、水泥、摻合料和水投入，拌合40～60 s后再投入高效減水劑拌合45～120 s出料，弱化水泥吸附活性，提高減水和塑化效果［1］。

當(dāng)前，大型橋梁混凝土生產(chǎn)均采用微機(jī)自動控制的大型拌合站系統(tǒng)，其自動控制主要集中在各種材料計量上，但在各材料單獨(dú)投料控制上、投料順序上卻關(guān)注不多，造成大型拌合站系統(tǒng)在工藝優(yōu)化上存在計量控制難問題。比如，在水的分次投入上就存在難度，這也是施工單位在購置拌合站時應(yīng)關(guān)注的問題。高性能混凝土的拌合時間并非越長越好，室內(nèi)拌合試驗證明，混凝土在拌合初始3 min內(nèi)性能逐漸趨好，4 min以后快速降低，6～8 min后甚至?xí)チ鲃有?，這可能是長時間的攪拌破壞了減水劑對水泥膠材的分散體系。因此，高性能混凝土拌合應(yīng)特別注意拌合時間的合理控制，這既是經(jīng)濟(jì)性要求也是技術(shù)要求。

2）高性能混凝土運(yùn)輸

高性能混凝土運(yùn)輸主要有兩種方式，攪拌車運(yùn)輸和泵送輸送。攪拌車運(yùn)輸存在二次拌合，更易使混凝土質(zhì)量穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)問題也易于處理。長時間運(yùn)輸中，攪拌車需要及時清洗，并且把水清除干凈，否則很容易造成混凝土離析。正常情況下，高性能混凝土基本能滿足泵送要求，但高等級特別是C55以上高性能混凝土，其流動度大，坍落度大，水膠比較低，易使混凝土產(chǎn)生黏滯現(xiàn)象，粘著輸送管壁，因此泵送混凝土?xí)r應(yīng)采用合適的泵機(jī)類型、泵送速度和泵送壓力，嚴(yán)格依照混凝土泵送規(guī)程操作，科學(xué)設(shè)計配管及線路，盡量保證連續(xù)輸送，降低停頓間隔時間以保證良好輸送。

3）高性能混凝土的振搗

振搗是混凝土排氣密實的過程，高頻振動在媒介水傳播下使混凝土液化，產(chǎn)生流動，同時由于各組分密度不同，混凝土易產(chǎn)生分離，使氣泡更容易被排出。高性能混凝土坍落度大，初始一般在200～230 mm，擴(kuò)展度初始一般在550 mm以上，而且由于采用了較多的摻合料和高性能減水劑等，混凝土經(jīng)時損失小，具有良好的異形填充性能，降低了振搗難度。

在橋梁現(xiàn)場施工中，由于水泥供應(yīng)鏈的獨(dú)特性，經(jīng)常會由于水泥成分變化、溫度偏高等，造成水泥與外加劑適應(yīng)性問題；礦粉、粉煤灰質(zhì)量波動，以次充好，導(dǎo)致需水量提高，質(zhì)量降低；砂細(xì)度、含泥量、吸水率變化，碎石石粉含量提高，造成混凝土經(jīng)時損失增大，工藝性變差，給施工帶來困難。現(xiàn)場為了應(yīng)急解決該類問題，往往加大減水劑摻量，但這種方法既加大了施工成本又降低了混凝土性能，因此，控制原材料的質(zhì)量是控制混凝土質(zhì)量的前提和工藝性的關(guān)鍵。

4）高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)主要指混凝土成型早期防止水分散失和控制混凝土溫度，具體來講就是保證混凝土不受低溫、干燥、溫度劇烈變化以及振動、沖擊、載荷作用等影響，使混凝土內(nèi)外強(qiáng)度能夠良好發(fā)展的技術(shù)維護(hù)措施。高性能混凝土用水量低、水膠比小（一般在0.25～0.42），更易在早期發(fā)生塑性干燥收縮和裂紋，需要較長的養(yǎng)護(hù)時間，養(yǎng)護(hù)期一般控制在7～14 d。在現(xiàn)場施工中，養(yǎng)護(hù)主要是拆模前后的溫度維持和混凝土表面潤濕養(yǎng)護(hù)。溫度養(yǎng)護(hù)主要控制內(nèi)外溫差，濕養(yǎng)護(hù)主要是維持表層混凝土有足夠的水化反應(yīng)所需要的水，不使內(nèi)部水分通過毛細(xì)孔散失。

混凝土塑性收縮與水膠比有一定對應(yīng)關(guān)系，并存在某一臨界值（0.42）。當(dāng)水膠比小于該值時，混凝土具有較大的塑性收縮。在水灰比一定時，用水量越大，具有較大的塑性收縮。塑性收縮關(guān)鍵在于混凝土凝結(jié)前泌水速率和失水速率是否協(xié)調(diào)，過量泌水可導(dǎo)致混凝土內(nèi)水分分布不均勻，不利于混凝土抗裂性。失水速率與環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、混凝土表面溫度等影響混凝土塑性收縮。在塑性階段混凝土只有極低甚至沒有抗拉強(qiáng)度，即使較低的收縮變形也足以使混凝土開裂或形成大量微裂縫［2］。

現(xiàn)場濕養(yǎng)護(hù)方式主要有蓄水法，濕布、濕砂、濕土覆蓋法，噴霧、澆水法，塑料薄膜覆蓋法，表層噴涂養(yǎng)護(hù)膜等，不論采用哪種養(yǎng)護(hù)方式，只要達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用的目的即可。混凝土溫度養(yǎng)護(hù)控制主要是指冬期養(yǎng)護(hù)，可采用隔熱毯覆蓋、蓄熱法、鍋爐蒸汽法以及電爐、煤爐加熱等養(yǎng)護(hù)方法。

2　高性能混凝土施工注意事項

隨著混凝土超塑化劑和礦物摻合料的普遍應(yīng)用，以低水膠比和大流動性為特征的高強(qiáng)混凝土在工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，但在實際工程施工中，由于材料質(zhì)量波動以及現(xiàn)場施工控制等原因經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，應(yīng)在以下幾方面引起重視：

1）水泥受季節(jié)影響較大，表現(xiàn)在摻合料的質(zhì)量不穩(wěn)定造成水泥性能與外加劑的適應(yīng)性差，混凝土的坍落度損失較快，施工時很難控制。對此問題需要與水泥廠家協(xié)商解決，通過增大外加劑摻量、調(diào)整外加劑成分以及調(diào)整配比來解決。

2）夏季施工時，水泥、粉煤灰和礦渣粉的溫度較高，例如在石武客專、公鐵兩用橋項目，由于工期緊張，混凝土的用量較大，膠凝材料來不及存放就直接使用，造成混凝土出機(jī)溫度較高，甚至超過30℃，混凝土經(jīng)時損失增大，影響施工的正常進(jìn)行。對此問題需要與水泥廠家協(xié)商或現(xiàn)場增設(shè)水泥罐，延長水泥存放期；也可以通過增大外加劑摻量、優(yōu)化拌合工藝來解決。

3）目前，市場上粉煤灰、礦粉的用量在逐漸增大，由于生產(chǎn)廠家供應(yīng)能力不足或者供應(yīng)商利益驅(qū)使，工地粉煤灰質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)有時連二級標(biāo)準(zhǔn)都難達(dá)到，對此問題只有加大抽樣力度，加強(qiáng)監(jiān)控，對不合格材料堅決退貨以保證混凝土質(zhì)量。

4）砂、碎石地材的質(zhì)量與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境有很大的關(guān)系。砂、碎石質(zhì)量的好壞，直接影響混凝土的工藝性能和質(zhì)量。砂、碎石的含泥量偏高時，可采取篩砂洗石程序，一些攪拌站為了節(jié)約成本省去這項工作，造成混凝土質(zhì)量和性能很難控制。

5）在混凝土拌合過程中，為了加快混凝土的生產(chǎn)速度或節(jié)約用電，混凝土攪拌時間不夠，造成混凝土的性能與設(shè)計不符?；炷涟韬鲜腔炷临|(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格依照規(guī)范或室內(nèi)試拌的時間進(jìn)行。

6）高性能混凝土水膠比的降低和流動性的增大，造成了混凝土的塑性收縮性加大。如果不重視現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)，混凝土早期表面干燥、失水、溫度梯度大，就會導(dǎo)致表面混凝土不能正常硬化，塑性開裂的幾率加大，回彈值的硬度值偏低。

3　結(jié)語

隨著今后橋梁工程結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化，高性能混凝土使用范圍必將越來越大。高性能混凝土無須振搗，依靠自身流變性能成型，具有良好的抗分離能力，目前已應(yīng)用在澆筑量大、鋼筋密集和特殊形狀部位的混凝土結(jié)構(gòu)。

［1］繆昌文.高性能混凝土外加劑［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2008，9.

［2］張承志.建筑混凝土［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2001，5.