淺談中低強(qiáng)高性能混凝土在橋梁施工項目中的應(yīng)用

康濤　張鵬

摘 要：文章以中低強(qiáng)高性能混凝土為基礎(chǔ)，與實際橋梁施工項目相結(jié)合，分析了中低強(qiáng)高性能混凝土的特點、材料組成以及施工中的控制要點。

關(guān)鍵詞：中低強(qiáng)高性能混凝土；耐久性；施工控制。

中圖分類號：U416.216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）23-0164-02

1 概 述

筆者從事的橋梁施工項目地位于江蘇省蘇州市東北部，橋梁沿線地區(qū)自然條件優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)雄厚，水、陸路交通較為便利。主要為楊林港橋、大慶橋的橋梁工程。本橋梁混凝土強(qiáng)度等級在C30～C50之間，每次澆筑方量基本控制在200 m3之內(nèi)。要求墩柱、梁體混凝土必須滿足外觀整潔干凈，無蜂窩、麻面，無明顯色差，制取試件28d強(qiáng)度均滿足設(shè)計要求。為了使高性能混凝土較好地應(yīng)用，主要加強(qiáng)施工工藝和施工現(xiàn)場控制，混凝土各項指標(biāo)均要滿足要求。

2 中低強(qiáng)高性能混凝土的特點

中低強(qiáng)高性能混凝土采用常規(guī)的工藝和材料進(jìn)行生產(chǎn)，具有普通混凝土所要求的各項性能指標(biāo)，且是具有高耐久性和良好體積穩(wěn)定性的混凝土，使用壽命比普通混凝土長，強(qiáng)度等級在C30～C50，水膠比在0.33～0.45之間。下面是其特點：

①具有一定強(qiáng)度和高抗?jié)B能力；

②摻適量高性能減水劑和礦物摻和料；

③良好的工作性；

④較好的體積穩(wěn)定性；

⑤具有高耐久性。

3 中低強(qiáng)高性能混凝土的材料組成及要求

3.1 水 泥

水泥宜采用品質(zhì)良好、供貨穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)稠度低、強(qiáng)度等級不低于42.5 MPa硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。不宜采用粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥?？偰z凝材料用量320～480 kg/m3。對暴露在空氣中的一般結(jié)構(gòu)物混凝土，考慮其碳化耐久性要求，硅酸鹽熟料用量不小于240 kg/m3。

3.2 水

符合國家標(biāo)準(zhǔn)的飲用水可直接作為混凝土拌制和養(yǎng)護(hù)用水；當(dāng)水源發(fā)生變化時或?qū)λ|(zhì)有疑問時，應(yīng)對水質(zhì)進(jìn)行檢驗。中低強(qiáng)高性能混凝土單位用水量不宜超過175 kg/m3，單位用水量宜控制在150～175 kg/m3。應(yīng)根據(jù)工程的結(jié)構(gòu)部位特性要求、施工季節(jié)、施工環(huán)境及難易程度、減水劑的減水率等確定單位用水量。本施工項目：樁基用水量170～180 kg/m3，坍落度180～220 mm；承臺用水量155～175 kg/m3，坍落度120～180 mm；墩柱、蓋梁、擋土墻、現(xiàn)澆箱梁、預(yù)制箱梁用水量150～165 kg/m3，坍落度120-180 mm[1]。

3.3 粗、細(xì)集料

黃砂為級配良好中粗河砂或江砂，細(xì)度模數(shù)在2.6～3.2。高性能混凝土規(guī)范要求：黃砂含泥量不大于2%，泥塊含量不大于0.5%。

石料為最大粒徑小于31.5mm的連續(xù)級配，宜采用石灰?guī)r、玄武巖、花崗巖、輝綠巖，不宜采用砂巖。嚴(yán)控在級配區(qū)間范圍內(nèi)的最小空隙率及含泥量，松散空隙率宜不大于43%、緊密空隙率宜小于40%。砂、石松散空隙率乘積為0.16～0.2。級配區(qū)間范圍內(nèi)的最小空隙率的確定方法：在級配區(qū)間范圍內(nèi)，按照不同比例將不同粒徑的石子摻配，使石子的松散及緊密密度最大或較大[2]。

3.4 摻和料

配制混凝土的摻合料有：礦粉、粉煤灰、硅灰、復(fù)合微細(xì)粉、天然沸石粉、偏高嶺土粉等。配制中低強(qiáng)高性能混凝土的礦物細(xì)料一般只摻礦粉、粉煤灰，根據(jù)實踐表明，摻入礦粉的中性能混凝土比摻入粉煤灰的外觀質(zhì)量好，且28天后的強(qiáng)度符合要求并且還在不斷增長。硅灰、復(fù)合微細(xì)粉較少使用在中低強(qiáng)高性能混凝土中，天然沸石粉、偏高嶺土粉等在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ/T 50-2011、《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》JTJ/TB 07-01-2006中規(guī)定嚴(yán)禁使用。

3.5 外加劑

采用聚羧酸高效減水劑，要求具有一定的保坍效果，高性能混凝土減水劑減水率不低于20%，硫酸鈉含量小于5%，堿含量不超過10%，外加劑中的氯離子含量不得大于0.02%，含氣量不小于3%，且對鋼筋無任何腐蝕作用。

4 中低強(qiáng)高性能混凝土在橋梁施工項目中的控制 要點

中低強(qiáng)混凝土在橋梁施工項目中的控制主要從原材料質(zhì)量、混凝土的拌合與運(yùn)輸、到達(dá)現(xiàn)場坍落度、施工工藝以及混凝土養(yǎng)護(hù)這幾個方面進(jìn)行控制。

4.1 混凝土所需原材料各項指標(biāo)必須滿足的條件

必須滿足上文中混凝土的配制要求和設(shè)計要求，不得有任何嚴(yán)重缺陷，否則會從根源上導(dǎo)致影響混凝土的各項性能[3]。

4.2 混凝土的拌合與運(yùn)輸

①拌合樓工作人員根據(jù)配合比準(zhǔn)確錄人數(shù)據(jù)，輸入后由攪拌樓操作員和試驗人員共同鑒定才可進(jìn)入生產(chǎn)程序。

②對攪拌樓的計量設(shè)備進(jìn)行定期計量校定，確保實際施工配合比的準(zhǔn)確性。

③混凝土一定要拌合均勻，這樣才可使其澆筑的構(gòu)件外觀質(zhì)量良好，因此這與攪拌機(jī)攪拌時間和攪拌效率有著密切關(guān)系。攪拌時間短各種材料之間攪拌不均勻；攪拌時間長易導(dǎo)致拌合物產(chǎn)生離析現(xiàn)象。攪拌時間根據(jù)攪拌機(jī)械的類型、骨料品種粒級以及不同強(qiáng)度等級混凝土坍落度要求等情況來決定。

④自卸車輛裝料前，保證廂罐潔凈，設(shè)專人灑水潤壁。為防止混凝土離析，車輛與攪拌樓卸料落差小于2 m。

⑤混凝土運(yùn)輸過程中做到不漏漿、漏料，嚴(yán)禁污染路面，不因個人原因隨意耽擱。自卸車運(yùn)輸應(yīng)保證車輛行駛平穩(wěn)，減小顛簸，防止混凝土離析，保證混凝土到達(dá)現(xiàn)場工作性良好。

⑥車輛到達(dá)現(xiàn)場卸料設(shè)專人指揮，保證卸料到位，嚴(yán)禁碰撞汽車泵和現(xiàn)場施工設(shè)備及其他設(shè)備。卸料完畢車輛迅速離開，不得停留現(xiàn)場及影響施工。

4.3 現(xiàn)場坍落度控制

拌合樓至實際施工現(xiàn)場只有八分鐘的車程，通過配合比驗證試驗和實際的澆筑情況可以判定基本無坍落度損失，攪拌樓根據(jù)配合比設(shè)計要求，嚴(yán)格控制混凝土的坍落度并滿足設(shè)計值；若運(yùn)距較長，應(yīng)在配合比設(shè)計階段考慮運(yùn)輸過程中的坍落度損失，保證混凝土到達(dá)現(xiàn)場的工作性滿足施工要求。每車混凝土到現(xiàn)場應(yīng)由試驗檢測人員進(jìn)行坍落度試驗檢測，對不滿足坍落度設(shè)計要求的混凝土要求退回或調(diào)料直至滿足要求，且混凝土工作性也應(yīng)滿足實際施工要求。

4.4 施工中控制要點

①混凝土澆筑之前，在新老結(jié)構(gòu)物交界處灑水潮濕。

②模板對結(jié)構(gòu)物外觀質(zhì)量有著重要的影響，澆筑前，模板表面不得有粗糙或附著雜物，專人清理干凈，工程技術(shù)人員進(jìn)行驗收直至合格；模板隔離劑需涂刷均勻，不得漏刷，涂刷完成后用塑料薄膜覆蓋，防止外界污染或人為破壞；澆筑前模板縫隙堵嚴(yán)，澆筑中不得出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

③墩柱混凝土用汽車泵進(jìn)行澆筑，泵管口加長橡膠管伸入模板中下料，管口距離澆筑面80 cm左右的高度，以減少混凝土下料沖擊力。采用插入式振動器分層振搗密實，振搗做到快插慢拔，不漏振不過振，保證振搗密實，所有墩柱一次性澆筑成型。

④現(xiàn)澆箱梁采用分層澆筑。澆筑底板時，混凝土用汽車泵送至施工面，人工鏟運(yùn)均勻布料和振搗，頂板用條布覆蓋，防止?jié){體濺落在鋼筋和模板上。腹板從兩端澆筑，同時斜向分層進(jìn)行腹板澆筑，控制兩端對稱下料，保持一致。腹板砼采用插入式振動棒振搗，橫隔板砼澆筑穿插在底板和腹板澆筑過程中進(jìn)行。由于封頭錨墊板處鋼筋密集，必須采用小直徑振動棒加強(qiáng)振搗，保證振搗的密實性。

⑤預(yù)制箱梁混凝土采用水平分層澆筑施工，先澆筑梁體底板，后對稱澆筑兩側(cè)腹板，最后澆筑頂板和翼板?；炷敛捎棉r(nóng)用車+料斗進(jìn)行運(yùn)輸，每斗料1 m3，保證每一方砼符合高性能混凝土要求?；炷恋竭_(dá)現(xiàn)場不得有泌水和離析現(xiàn)象，鋼筋較密的地方要加強(qiáng)振搗。

⑥ 擋土墻墻身砼分二次澆筑，第一次澆筑基板砼及 30 ～45 cm高擋墻砼，待第一次澆筑的砼強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa時，鑿除表面水泥砂漿及松弱層鑿毛后用水沖洗干凈。洗凈架立墻身模板，布設(shè)墻身鋼筋，并按預(yù)埋好泄水管然后進(jìn)行第二次澆筑。

4.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

預(yù)制箱梁混凝土夏季養(yǎng)護(hù)采用灑水、覆蓋草墊、自然養(yǎng)護(hù)，冬季采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，充分保證混凝土的養(yǎng)護(hù)條件。

橋梁現(xiàn)場結(jié)構(gòu)混凝土采用噴膜養(yǎng)護(hù)，在新澆筑混凝土表面涂上養(yǎng)護(hù)劑，養(yǎng)護(hù)劑在干燥時間內(nèi)不得超過4 h。采用壓縮噴霧器噴灑，保證在結(jié)構(gòu)物表面的均勻性?；炷镣瓿蓾仓?，白天1～2 h噴灑一次，噴灑3次；早晨和晚間6 h噴灑一次，噴灑3次。噴頭應(yīng)垂直于結(jié)構(gòu)物表面25 cm左右，使養(yǎng)護(hù)劑噴灑均勻，不得有漏噴或者少噴現(xiàn)象。待結(jié)構(gòu)物表面成膜之后，用塑料薄膜包裹，防止外力破壞養(yǎng)護(hù)膜，達(dá)到全方位養(yǎng)護(hù)。

5 應(yīng)用成果

經(jīng)過一年半的施工實踐工作表明，中低強(qiáng)混凝土對比于普通混凝土擁有更好的工作性能，混凝土成型拆模后無蜂窩、麻面，表面光潔，外觀質(zhì)量較好。進(jìn)一步實踐用摻礦粉混凝土和摻粉煤灰混凝土進(jìn)行對比，澆筑成型的結(jié)構(gòu)物表面更加光潔，外觀質(zhì)量比后者好，混凝土表面無裂縫無水紋，且28 d強(qiáng)度較前者更高更穩(wěn)定。高性能混凝土28 d混凝土表面基本無碳化，相比普通混凝土擁有較好的體積穩(wěn)定性和高耐久性。

參考文獻(xiàn)：

[1] JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB175-2007，通用硅酸鹽水泥[S].

[3] JTG B01-2014，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].