橋梁施工用混凝土關(guān)鍵技術(shù)控制

孟祥杰，張勝，王歡，黃小文

（重慶建研科之杰新材料有限公司，重慶 402760）

橋梁施工用混凝土關(guān)鍵技術(shù)控制

孟祥杰，張勝，王歡，黃小文

（重慶建研科之杰新材料有限公司，重慶 402760）

本文以某大橋工程為例，介紹如何進行配合比優(yōu)選、外加劑優(yōu)選以及施工操作注意事項研究及跟蹤，旨在提出生產(chǎn)中注意事項，確保工程質(zhì)量。

配合比優(yōu)選；外加劑優(yōu)選；和易性；強度增長率；養(yǎng)護

0 引言

目前我國經(jīng)濟快速發(fā)展，為加快交通進程，橋梁工程飛速發(fā)展，然而自然資源的緊缺已成使然[1]，在建設(shè)中結(jié)構(gòu)質(zhì)量會受到各方面因素的影響，針對混凝土配合比設(shè)計及外加劑的優(yōu)選顯得尤為重要。

在建某大橋位于重慶市綦江縣趕水鎮(zhèn)場鎮(zhèn)內(nèi)，橫跨綦江，場地內(nèi)有國道 210 線、省道 204 線、扶歡—趕水公路等多條公路通過，交通方便。大橋全長 263m，橋?qū)?21.5m。大橋主橋設(shè)計為 68m+120m+68m 三跨連續(xù)剛構(gòu)橋。本文結(jié)合此工程進行相關(guān)實驗及施工跟蹤研究，總結(jié)出確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

1 原材料選擇

（1）水泥 (C)：富皇低堿 P·O42.5R 水泥。

（2）粉煤灰 (FA)：珞璜 II 級粉煤灰。

（3）粗骨料：5～10mm、10～25mm 單級配碎石貴州省遵義市湄潭縣碎石廠碎石，針片狀顆粒含量不大于 12% 的碎石 (G小、G大)，含泥量不大于 1%。

（4）細骨料：細度模數(shù)為 2.9～3.2 的岳陽中粗砂 (S中)及細度模數(shù)為 1.0～1.2 重慶長江河砂 (S河)。

（5）外加劑 (SP)：重慶建研科之杰新材料有限公司聚羧酸系高性能外加劑。

（6）聚丙烯柔性纖維：重慶冠倫商貿(mào)有限公司生產(chǎn)。

2 混凝土技術(shù)指標要求

混凝土流動性滿足：初始坍落度 T≥220mm，擴展度 K≥550mm，2 小時損失后坍落度 T2h≥210mm，擴展度K2h≥530mm。

混凝土粘聚性、保水性要求：混凝土粘聚性好、不泌水、不離析。

混凝土力學性能要求：混凝土 7d 強度達到設(shè)計 90% 以上，28d 達到設(shè)計 115% 以上，具有優(yōu)異的力學性能。

粗砂級配斷檔，篩底有效含量過低，無法滿足配制混凝土工作性要求。解決該問題成為本文研究的主要技術(shù)難點。

3 研究過程

3.1 C55 配合比優(yōu)選

針對 C55 混凝土技術(shù)要求，進行配合比優(yōu)化，選取最優(yōu)化配合比進行施工，期間解決流動性、粘聚性、保水性等技術(shù)問題?；炷僚浜媳仍斠姳?1。

設(shè)計 7 個配合比，分別為 A、B、C、D、E、F、G，采用科之杰外加劑，摻量 1.5%，通過工作性試驗，發(fā)現(xiàn)配合比 A、B、D、E、G 會出現(xiàn)泌水、抓底，包裹性差問題，這主要是由于上述 5 種配合比所用的洞庭湖粗砂級配斷檔。表2 所示為洞庭湖中砂的篩分數(shù)據(jù)，從表 2 中可以看出，該砂0.3mm 以下顆粒含量僅 12.07%，砂中的細微顆粒較少，導致混凝土漿體數(shù)量降低，從而造成混凝土的和易性變差。

C、F 配合比中加入部分河砂，泌水、抓底現(xiàn)象得到明顯的改善，河砂的加入能夠起到改善級配的作用。通過各配合比性能對比，比較優(yōu)異配比為 C 和 F，最佳配比為 C，較多礦粉用量及搭配河砂使用，在保證混凝土強度的前提下，能夠有效控制泌水現(xiàn)象的出現(xiàn)[4]。

表1 混凝土配合比設(shè)計 kg/m3

表2 粗砂級配試驗

3.2 外加劑優(yōu)選

C55 確定采用 C 組混凝土配合比，本節(jié)重點研究外加劑配方對混凝土性能的影響，從而優(yōu)選最佳外加劑配方。不同的外加劑配方混凝土所呈現(xiàn)的出機狀態(tài)詳見表 3 試驗結(jié)果。

表3 外加劑配方

表4 混凝土工作性能與力學性能

圖1 混凝土工作性能

通過調(diào)整外加劑配方，觀察混凝土狀態(tài)，分別考察不同外加劑對混凝土工作性能及力學性能的影響。不同外加劑對混凝土工作性能的影響如表 3 和圖 1 所示，通過試驗數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，配方 4 效果最佳，初始擴展度 590mm，2h 經(jīng)時損失后擴展度為 575mm，且不會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，和易性優(yōu)異；配方 1、2 選用粉劑增稠，當用量達到一定程度時，確實可以減少泌水的出現(xiàn)，但是對混凝土的流動性會有明顯的不利影響，特別是損失后，兩者的擴展度均不超過 530mm；配方 4 通過引氣劑來改善泌水現(xiàn)象，新拌混凝土容重偏輕，流動度也會受到明顯影響，坍落度損失變大，所以從工作性能觀察，配方 3 通過引入進口水劑增稠，不但能夠解決泌水問題，同時對工作性能沒有很大影響，作為優(yōu)選進行使用。

圖2 混凝土力學性能

力學性能試驗數(shù)據(jù)（圖 2）分析發(fā)現(xiàn)，7d、28d 強度發(fā)展最優(yōu)者為配方 3，7d 強度能夠增長到 53.2MPa，強度增長率96.72%，28d 強度為 64.7MPa，強度增長率 117.63%；配方1、2 強度較低，28d 強度增長率為 107%，相比較強度富余系數(shù)較低，影響工程質(zhì)量，說明粉劑增稠劑用量過大，對混凝土力學性能影響較大；配方 4 通過引氣劑來解決泌水問題，泌水問題得到解決，但是強度亦會受到很大的影響，28d 強度增長率僅為 100%，雖然能夠增長到 55MPa，但是幾乎無富余系數(shù)，所以通過超量引氣劑來解決泌水問題會帶來強度增長不足的弊端[5]，通過力學性能分析，配方 3 為最佳配方。

3.3 施工進展

大橋施工已有兩年有余，現(xiàn)在處于收尾竣工階段。大橋施工主要分為墩柱與承臺兩個部分，分別為 2014年上半年及下半年開始進行施工，現(xiàn)場攪拌混凝土后通過罐車運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，保證混凝土和易性前提下進行泵送澆筑，泵機選擇柴油拖泵[2]，優(yōu)勢為泵壓較大，減少因泵壓不足而導致堵管現(xiàn)象的出現(xiàn)。澆筑完畢，選擇合適時間進行收面并及時對混凝土進行灑水養(yǎng)護，必要時進行濕布遮蓋養(yǎng)護，避免因水化熱產(chǎn)生內(nèi)外溫差而引起裂縫及開裂現(xiàn)象出現(xiàn)[3]。

通過嚴格的技術(shù)控制及施工操作，針對已養(yǎng)護完畢部位進行質(zhì)量檢驗，未發(fā)現(xiàn)裂縫的出現(xiàn)，構(gòu)件整體感觀較好，鉆心進行 28d 強度實測，實測均值為 65.4MPa，滿足設(shè)計要求，高質(zhì)量工程結(jié)構(gòu)得到業(yè)內(nèi)專家及施工方的認可。

4 小結(jié)

通過前期的試驗研究及施工跟蹤，可以得出以下結(jié)論：

（1）特殊工程施工，原材料選擇尤為重要，特別是因資源緊缺導致質(zhì)量參差不齊。當出現(xiàn)因粗砂級配不良、斷檔情況時，可以搭配河砂使用，彌補粗砂自身缺陷，改善和易性。

（2）外加劑對混凝土性能改善起到很大作用，針對和易性差、泌水情況，優(yōu)選進口液體增稠劑，既保證混凝土的工作性能又滿足力學性能。

（3）嚴格的技術(shù)控制及良好的施工操作，特別是對混凝土進行前期精心的養(yǎng)護工作，才能避免裂縫的出現(xiàn)，混凝土充分水化，結(jié)構(gòu)更密實，強度發(fā)展優(yōu)異。

[1] 趙明華．橋梁地基與基礎(chǔ)[M]．北京：人民交通出版社，2008：25-33．

[2] 向中富編著．橋梁施工控制技術(shù)[M]．北京：人民交通出版社.2001

[3] 黃宏偉，張冬梅，楊澄宇．國內(nèi)外橋梁深基礎(chǔ)形式的現(xiàn)狀[J]．公路交通科技，2009,19(4)：8-10．

[4] 強華．淺談高標號混凝土設(shè)計及施工需要注意的幾個問題.甘肅科技[J]．2011(10).1-2.

[5] 王福平．預拌泵送高標號混凝土設(shè)計與施工[J]．山西建筑．2003，29（6）.

［通訊地址］重慶市壁山區(qū)青杠街道石河一社，重慶建研科之杰（402760）

Technological control of concrete used in bridge

Meng xiangjie, Zhang Sheng, Wang Huan, Huang Xiaowen
(Chongqing JianYan KZJ New Materials CO.,Ltd., Chongqing 402760)

This paper based on the technical requirements of bridge project, concrete mix proportion, admixture and construction operation were chosen to ensure quality of engineering.

concrete mix proportion choose; admixture choose; workability; strength growth rate; curing

孟祥杰（1985-），男，河北滄州人，2011年畢業(yè)于重慶大學材料科學與工程學院，碩士，現(xiàn)任重慶建研科之杰新材料有限公司技術(shù)室副主任。