試論連續(xù)配筋混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法及施工技術(shù)

唐建文

(中鐵二十二局集團(tuán)第一工程有限公司 100040)

0 前言

連續(xù)配筋混凝土路面是適用于重載條件下的高速公路的一種高性能路面。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，運(yùn)輸車(chē)輛的大型化、重型化和交通流量的增加，已經(jīng)成為了我國(guó)公路運(yùn)輸體系所表現(xiàn)出來(lái)的主要特點(diǎn)。在公路建筑技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下，連續(xù)配筋混凝土施工技術(shù)會(huì)在公路建筑領(lǐng)域具有較為廣闊的發(fā)展前景。但是從這一技術(shù)的現(xiàn)狀來(lái)看，學(xué)術(shù)界尚未確定專(zhuān)門(mén)用于連續(xù)配筋混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法，在實(shí)際施工階段，施工方也只能從普通水泥混凝土路面配合比設(shè)計(jì)方法入手，對(duì)連續(xù)配筋混凝土路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行確定。

1 連續(xù)配筋混凝土多指標(biāo)配合比設(shè)計(jì)方法

1.1 連續(xù)配筋混凝土原材料

水泥用量、用水量和水灰比等因素是連續(xù)配筋混凝土干縮、溫縮系數(shù)的主要影響因素。根據(jù)公路工程的實(shí)際情況及國(guó)外的相關(guān)規(guī)定，水灰比的推薦范圍在0.40以?xún)?nèi)，連續(xù)配筋混凝土的單位水泥用量需要控制在320-400kg之間，與之相關(guān)的單位用水量需要控制在150kg以?xún)?nèi)[1]。水泥質(zhì)量是連續(xù)配筋混凝土的強(qiáng)度、干縮系數(shù)及耐久性等指標(biāo)的主要影響因素。下表所示的內(nèi)容為水泥漿含量對(duì)混凝土路用性能的影響：

表1 水泥漿含量對(duì)混凝土路用性能的影響

一般情況下，連續(xù)配筋混凝土所需的水泥需要具有抗折強(qiáng)度高、收縮小和耐久性能強(qiáng)的特點(diǎn)。根據(jù)公路工程的實(shí)際情況，人們可以將道路硅酸鹽水泥應(yīng)用于公路施工之中，也可以對(duì)普通硅酸鹽水泥進(jìn)行應(yīng)用。除了水泥材料以外，集料、減水劑和鋼纖維等材料也是公路工程施工方所不可忽視的內(nèi)容。下表所示的內(nèi)容為連續(xù)配筋混凝土粗集料的相關(guān)數(shù)據(jù)信息

表2 粗集料分類(lèi)表

1.2 連續(xù)配筋混凝土配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)

連續(xù)配筋混凝土配備比設(shè)計(jì)目標(biāo)與混凝土的彎拉強(qiáng)度、干縮應(yīng)變、工作性和耐久性等因素之間存在著較為密切的聯(lián)系。針對(duì)混凝土強(qiáng)度、模量、干縮應(yīng)變和溫縮系數(shù)等因素與混凝土性能之間的關(guān)系，在連續(xù)配筋混凝土配合比設(shè)計(jì)階段，相關(guān)人員需要按照公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求，確定混凝土的干縮應(yīng)變和溫縮系數(shù)。在耐久性方面，連續(xù)配筋混凝土的坍落度要高于普通路面的坍落度，二者之間的差異宜控制在10%至20%之間[2]。連續(xù)配筋混凝土的耐久性與普通接縫式水泥混凝土的耐久性要求之間具有著一定的相似性。

1.3 連續(xù)配筋混凝土配合比設(shè)計(jì)方法

連續(xù)配筋混凝土配合比設(shè)計(jì)方法包含了適配抗折強(qiáng)度計(jì)算、水灰比強(qiáng)度計(jì)算等多項(xiàng)內(nèi)容。連續(xù)配筋混凝土砂率、單位水泥用量和單位用水量等內(nèi)容也需要得到設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。為保證連續(xù)配筋混凝土配合比質(zhì)量，現(xiàn)階段人們需要根據(jù)普通道路配合比設(shè)計(jì)方法，確定相關(guān)信息。如砂的細(xì)度模數(shù)與粗集料的種類(lèi)是計(jì)算連續(xù)配筋混凝土砂率的主要工具；在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，人們需要根據(jù)混凝土耐久性要求，確定公路工程的單位水泥用量；路面施工方式和集料類(lèi)型是單位用水量的主要影響因素。針對(duì)施工中的原材料含泥量及含水量變化等因素的影響，相關(guān)人員可以讓單位水泥用量增加5至10kg，以便讓配制彎拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和耐久性等要求的配合比更好地滿(mǎn)足施工所需的配合比。

2 連續(xù)配筋混凝土施工技術(shù)

2.1 連續(xù)配筋混凝土施工工藝

連續(xù)配筋混凝土路面的施工工序由施工準(zhǔn)備、端部處理、鋼筋綁扎和混凝土拌和等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。在設(shè)置專(zhuān)用的混凝土原材料堆放場(chǎng)地及混凝土拌和場(chǎng)地的基礎(chǔ)上，施工方還需要完成鋼筋存放場(chǎng)地及鋼筋加工場(chǎng)地的布置工作。施工運(yùn)距和場(chǎng)地的排水性等因素是鋼筋存放、加工場(chǎng)地選擇過(guò)程中所不可忽視的因素。在鋼筋存放階段，相關(guān)人員需要從鋼筋的品種和牌號(hào)等信息入手，對(duì)鋼筋進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)，也要在鋼筋的存儲(chǔ)運(yùn)輸階段，做好防銹蝕及防污染措施。

在混凝土面層澆筑工作開(kāi)始之前，施工人員需要完成基層的清潔工作，攤鋪面板位置不得出現(xiàn)積水現(xiàn)象；施工所需的設(shè)備和機(jī)具也需要處于正常狀態(tài)；在端部處理階段，端部矩形錨固地梁鋼筋網(wǎng)需要在現(xiàn)場(chǎng)綁扎完成。如果施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)超挖較多的問(wèn)題，相關(guān)人員需要及時(shí)完成側(cè)模安裝，并要在拆模以后對(duì)超挖部位進(jìn)行及時(shí)回填。為避免鋼筋網(wǎng)片銹蝕問(wèn)題對(duì)混凝土路面的破壞，連續(xù)配筋混凝土路面中所使用的鋼筋以環(huán)氧樹(shù)脂鋼筋為宜，應(yīng)用于連續(xù)配筋混凝土路面以后，不能采用電焊及氧氣切割等措施。在滑模施工方面，晝夜溫差會(huì)讓鋼筋網(wǎng)端部產(chǎn)生較大伸縮，故而縱向鋼筋不能采用全部焊接的方式進(jìn)行搭接。在鋼筋綁扎連接位置允許鋼筋之間存在一定錯(cuò)動(dòng)的情況下，施工方可以借助綁扎形式完成鋼筋的搭接，鋼筋的綁扎長(zhǎng)度為鋼筋直徑的35至50倍。若縱向鋼筋的焊接方式為電弧雙面焊接形式，焊接長(zhǎng)度要高于5倍的鋼筋直徑。

根據(jù)公路工程的實(shí)際情況，縱向的鋼筋間距偏差需要控制在10mm以?xún)?nèi)，橫向鋼筋間距偏差為10mm；斷面位置的偏差值為10mm[3]。尼龍材料、環(huán)氧樹(shù)脂材料及用其他材料包裹的鐵絲等材料是用于綁扎環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋的主要工具。

混凝土攤鋪是連續(xù)配筋混凝土配合比施工工藝中的重要內(nèi)容。針對(duì)施工因素所引發(fā)的參數(shù)變異性的影響，施工人員在混凝土攤鋪階段需要對(duì)施工質(zhì)量的穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)格控制。鋼筋網(wǎng)在連續(xù)配筋混凝土路面中發(fā)揮著較為重要的作用，為了使鋼筋網(wǎng)上下混凝土得到充分振搗密實(shí)，相關(guān)人員需要讓拌合物振搗為連續(xù)介質(zhì)，并要及時(shí)排除拌和物中的氣泡，高頻低幅振搗模式的應(yīng)用，可以為鋼筋網(wǎng)下混凝土的密實(shí)性提供保障。一般情況下，施工方不能在氣溫過(guò)高或風(fēng)力過(guò)大的環(huán)境下開(kāi)展混凝土的振搗工作。如施工進(jìn)度需要，必須進(jìn)行澆筑施工，施工人員需要對(duì)混凝土水分蒸發(fā)問(wèn)題進(jìn)行控制，此時(shí)混凝土入模溫度也需要控制在33℃以?xún)?nèi)。

在連續(xù)配筋混凝土路面施工完成以后，相關(guān)人員需要關(guān)注混凝土路面的養(yǎng)護(hù)工作。在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，施工通常會(huì)采用先噴灑養(yǎng)生劑、后覆蓋保濕膜、土工布、麻袋、草袋等材料的措施。在覆蓋上述材料以后，施工人員也需要對(duì)混凝土路面進(jìn)行灑水處理，為保證公路的使用壽命，連續(xù)配筋混凝土路面的養(yǎng)生時(shí)間需要控制在14d至21d之間。

2.2 施工關(guān)鍵技術(shù)分析

從連續(xù)配筋混凝土施工工藝的內(nèi)容來(lái)看，與之相關(guān)的施工關(guān)鍵技術(shù)主要涉及到了以下內(nèi)容：一是連續(xù)配筋混凝土技術(shù)；二是施工塌落度的控制；三是攤鋪設(shè)備技術(shù)參數(shù)的調(diào)整及水泥混凝土溫度的控制；四是施工縫的處理技術(shù)等其他施工控制要點(diǎn)。

由于連續(xù)配筋混凝土面層配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度與普通混凝土路面的相關(guān)參數(shù)之間具有一定的相似性，故而混凝土材料的最大公粒徑可以確定為26.5mm。同普通水泥混凝土相比，在連續(xù)配筋混凝土應(yīng)用于公路工程項(xiàng)目以后，人們可以在降碎石用量降低19-26.5mm的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加9.5-19mm碎石用量，這一過(guò)程所需的引氣劑的含量需要控制在5-6%之間。在高溫施工環(huán)境下，施工人員需要將引氣緩凝高效減水劑應(yīng)用于連續(xù)配筋混凝土路面施工之中。工程所需的粉煤灰為I級(jí)粉煤灰或Ⅱ級(jí)粉煤灰，粉煤灰的含碳量是施工方需要關(guān)注的內(nèi)容，在粉煤灰應(yīng)用于路面施工以后，施工單位可以借助超量取代法完成混凝土的配合比設(shè)計(jì)。一般情況下，I級(jí)粉煤灰的超量取代系數(shù)在1.1至1.4之間。I型硅酸鹽水泥的粉煤灰摻量在30%以?xún)?nèi)；Ⅱ型硅酸鹽水泥的粉煤灰摻量不得超過(guò)25%。

在預(yù)切縫施工方面，切縫處的切口深度需要控制在3.7cm左右，寬度為2mm。在混凝土施工完成以后，施工人員可以在澆筑混凝土6小時(shí)以后進(jìn)行預(yù)切縫作業(yè)。出于實(shí)際施工需要，施工塌落度需要控制在40-65mm之間；攤鋪機(jī)的振搗頻率為10000-12000次/分鐘。攤鋪速度需要控制在0.5至1.0m/min之間。根據(jù)前文論述，水泥混凝土的溫度需要控制在33℃以?xún)?nèi)，除此以外，水泥的進(jìn)場(chǎng)溫度不得高于55℃。減水劑的增加，可以讓混凝土的工作性能得到一定程度的改善，由于施工過(guò)程不允許材料性質(zhì)出現(xiàn)變化，故而工程施工方需要嚴(yán)格按照配合比的要求完成配料，并要對(duì)砂、石原材料的溫度等內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格控制。

結(jié)論：連續(xù)配筋混凝土所需的水泥需要具有抗折強(qiáng)度高、收縮小和耐久性能強(qiáng)的特點(diǎn)。水泥用量、用水量和水灰比等因素是連續(xù)配筋混凝土干縮、溫縮系數(shù)的主要影響因素。連續(xù)配筋混凝土施工工藝涉及到了連續(xù)配筋混凝土技術(shù)、施工塌落度的控制、攤鋪設(shè)備技術(shù)參數(shù)的調(diào)整等多個(gè)方面。為保證工程質(zhì)量，工程施工方需要嚴(yán)格按照配合比的要求完成配料

[1]李玉玲.淺析混凝土檢測(cè)試驗(yàn)及生產(chǎn)質(zhì)量控制[J].農(nóng)業(yè)科技與信息,2017(24):106-107.

[2]潘雙全.混凝土配合比“設(shè)計(jì)”存在的問(wèn)題及對(duì)策分析[J].四川建材,2017,43(11):23-24.

[3]張洪亮,陳江,蘇曼曼,李寧利.連續(xù)配筋混凝土多指標(biāo)配合比設(shè)計(jì)方法[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào),2014,14(01):11-17.