公路箱梁高性能混凝土應(yīng)用初探

摘 要：隨著我國(guó)高速公路的迅猛發(fā)展，施工技術(shù)不斷更新，工程質(zhì)量不斷提高，傳統(tǒng)施工工藝越來越不能滿足現(xiàn)代化施工要求。本文結(jié)合我省忻保高速公路路基第六合同段施工實(shí)際，從混凝土設(shè)計(jì)、施工及經(jīng)濟(jì)性等方面，介紹高性能混凝土的施工情況。提出了其施工中應(yīng)注意的一些事項(xiàng)，以供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)制箱梁；高性能混凝土；設(shè)計(jì)；施工

一、工程概況

忻州至保德高速公路是交通部促進(jìn)中部崛起規(guī)劃項(xiàng)目，是《山西省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》中“人字骨架、兩縱十一橫十二環(huán)”的高速公路網(wǎng)主骨架第三橫（五臺(tái)長(zhǎng)城嶺至保德）的重要組成部分，它是我省中北部地區(qū)西通陜、甘、寧，東達(dá)京、津、冀的重要戰(zhàn)略通道，全長(zhǎng)191公里，概算投資105億元，全線設(shè)特大橋、大中橋175座；隧道26座；互通式立交、分離式立交10處，涵洞303道，天橋12座，服務(wù)區(qū)4處。

二、箱梁施工對(duì)混凝土的要求

強(qiáng)度：制梁臺(tái)位上需盡早達(dá)到預(yù)張拉（設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%）和初張拉（設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%），以滿足設(shè)計(jì)規(guī)劃的平均6～7天的預(yù)制周期。

施工性能：較高的流動(dòng)性、填充性和較好的可泵性，以滿足6小時(shí)內(nèi)一次澆筑完成。

耐久性：滿足低滲透性要求，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

三、高性能混凝土配制思路

鑒于高性能混凝土配制的目標(biāo)主要為高耐久性、高工作性和強(qiáng)度要求。通過用摻和料取代部分水泥的方法，使得所拌制的混凝土均勻、體積穩(wěn)定，并具有較好的流動(dòng)性和可泵性，便于成型，同時(shí)達(dá)到早期溫升低、硬化過程干縮小，無初始裂紋，滲透性低，以實(shí)現(xiàn)提高混凝土的耐久性的目的。

四、高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)

（一）配合比的設(shè)計(jì)原則

1、盡量減少水泥用量，以達(dá)到降低混凝土內(nèi)部溫升，減小混凝土早期收縮，使其具有足夠的彈性模量和體積穩(wěn)定性。

2、摻入適量礦物摻和料，達(dá)到混凝土所需的合理漿集比，以改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作性能，增進(jìn)后期強(qiáng)度，提高抗腐蝕能力。

3、摻用高效減水劑，盡量降低水膠比，以達(dá)到在確?；炷翉?qiáng)度的前提下，提高混凝土的施工性能。

（二）配合比設(shè)計(jì)中綜合考慮的因素

1、在盡量減少水泥用量同時(shí)，綜合考慮了箱梁的生產(chǎn)周期要求，以滿足混凝土各個(gè)施工階段對(duì)強(qiáng)度的要求，從而使制梁臺(tái)位盡可能達(dá)到合理利用。

2、減水劑的用量方面，設(shè)計(jì)時(shí)一方面調(diào)整各摻量以達(dá)到混凝土的最佳施工性能，另一方面還需要適當(dāng)控制其摻入總量，防止坍落度損失太大，影響后期施工。

3、合理調(diào)整粗、細(xì)集料之間的比例，以克服由于高效減水劑的使用可能會(huì)引起混凝土的離析和泌水。

4、由于摻入的減水劑數(shù)量很少，試配時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土的攪拌時(shí)間，為后期混凝土合理拌制時(shí)間的選擇提供依據(jù)，使所生產(chǎn)的混凝土更加均勻，施工性能更好。

5、礦渣粉的細(xì)度越大，其活性越高，不利于混凝土內(nèi)部溫升的控制。在合理選擇滿足相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)控制并調(diào)整其摻入量，以充分發(fā)揮其活性，減小混凝土沁水。

五、配制過程

在忻保高速公路第一總監(jiān)辦提出箱梁采用高性能混凝土的前提下，經(jīng)過兩個(gè)月的辛勤試驗(yàn)對(duì)箱梁采用高性能混凝土提出試用方案，并采取讓各項(xiàng)目部一同對(duì)此方案進(jìn)行驗(yàn)證對(duì)比。

我忻保高速公路路基六合同段項(xiàng)目部于2009年5月中旬進(jìn)行預(yù)制箱梁C50配合比的驗(yàn)證準(zhǔn)備工作。由項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)組織有關(guān)技術(shù)人員對(duì)拌制高性能混凝土所用試驗(yàn)儀器、原材料、拌合工藝（二次投料法）及養(yǎng)護(hù)進(jìn)行技術(shù)交流，并制定驗(yàn)證方案。在2009年5月30日送材料到太原監(jiān)理總公司中心試驗(yàn)室進(jìn)行外托試驗(yàn)。并采用相同原材料進(jìn)行普通配合比及高性能混凝土配合比外委，由此提出試驗(yàn)參數(shù)。在2009年7月14日由我部試驗(yàn)室及忻保高速公路第一總監(jiān)辦試驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)外委試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。于2009年8月12日我部得到總監(jiān)辦許可進(jìn)行高性能混凝土箱梁預(yù)制，到2009年年底為止，共預(yù)制30m箱梁48片，完成總量的22%。共拌1650m3高性能混凝土。

六、普通混凝土與高性能混凝土性能分析。

（一）工作性

在外委配比、驗(yàn)證配比在相同強(qiáng)度等級(jí)的情況下、高性能混凝土由于添加硅粉、粉煤灰，增加膠凝材料，混凝土易拌合、運(yùn)輸、澆注、振搗，成型后質(zhì)量均勻、密實(shí)，不易產(chǎn)生分層和離析現(xiàn)象。更主要增加3-5mm坍落度，大大增加了混凝土流動(dòng)性，使其達(dá)到14—16mm坍落度

（二）耐久性

1、高性能混凝土的使用壽命長(zhǎng)，對(duì)于一些特護(hù)工程的特殊部位，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不是混凝土的強(qiáng)度，而是耐久性。能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作100年以上，是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的。

2、高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。

（三）經(jīng)濟(jì)性（見表1）

梁體外觀

高性能混凝土表面光澤、均勻，水文、氣泡大面積減少，符合大梁的基本要求。

概括起來說與普通混凝土相比，高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，并基本解決了普通混凝土經(jīng)常出現(xiàn)蜂窩、麻面、氣泡、澆注困難等形象。

七、結(jié)論和建議

1、采用選定的各項(xiàng)原材料試配的C50高性能混凝土配比，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)經(jīng)檢驗(yàn)均滿足預(yù)制箱梁對(duì)混凝土施工工藝和耐久性要求。

2、通過摻入磨細(xì)礦渣粉和粉煤灰，較好地控制了混凝土內(nèi)部溫升。

3、磨細(xì)礦渣粉需水量小、比表面積大、活性系數(shù)高，摻量提高會(huì)使混凝土粘滯性提高，對(duì)輸送和振搗不利；粉煤灰相對(duì)需水量大、比表面積大、活性系數(shù)低，摻量提高會(huì)使混凝土流動(dòng)性降低、早期強(qiáng)度降低。配合比設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮上述因素，并通過試驗(yàn)加以確定水泥、磨細(xì)礦渣粉和粉煤灰的最佳組合，才可達(dá)到理想效果。

4、高性能混凝土對(duì)各種原材料質(zhì)量的波動(dòng)較為敏感?，F(xiàn)場(chǎng)施工必須加強(qiáng)原材料的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)和生產(chǎn)混凝土?xí)r對(duì)原材料準(zhǔn)確計(jì)量等環(huán)節(jié)的控制，以保證混凝土滿足施工要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳中偉，廉慧珍.高性能混凝土[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1999.9.

[2]路橋集團(tuán)第一公路工程局.JTJ041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].人民交通出版社，2000.

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)逃拢?971-），男，山西朔州人，工程技術(shù)部部長(zhǎng)，工程師。