自流平混凝土在橋梁維修加固中的優(yōu)勢

羅勇勇

（韶關(guān)市交通運輸管理中心，廣東 韶關(guān) 512000）

一、目標(biāo)配合比設(shè)計

廣東省韶關(guān)市橋梁維修加固設(shè)計多數(shù)采用C40自流平混凝土，但自流平混凝土因材料組成種類較多和其拌和物特殊性要求較高，配制配合比相對較復(fù)雜。自流平混凝土應(yīng)具備高流動性而不泌水、不離析，在少振搗或不振搗的情況下能自動通過較密的鋼筋間隙且均勻充實模板。同時，需多次試拌反復(fù)論證其工作性和強度都能達(dá)到施工條件和設(shè)計規(guī)范要求。

（一）原材料與工程實際使用材料一致

水泥采用P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，表面積366m2/kg；初凝192min，終凝268min；7d抗壓強度32.0MPa；28天抗壓強度57.9MPa；安定性合格，符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175）的規(guī)定。

摻和料采用F類Ⅱ級粉煤灰：細(xì)度26.1%；燒失量4.72%。

采用乳源瑤族自治縣佳業(yè)石料加工廠生產(chǎn)的礦粉：表觀密度3075kg/m3；加熱安定性合格。

粗集料采用5mm～25mm連續(xù)級配碎石，各項技術(shù)指標(biāo)符合橋涵施工技術(shù)規(guī)范Ⅱ類碎石要求。

細(xì)集料為河沙，細(xì)度模數(shù)2.8，其余技術(shù)指標(biāo)符合橋涵施工技術(shù)規(guī)范Ⅰ類細(xì)集料要求。

外加劑采用JZB-PC3型/緩凝高效減水劑：減水率22.9%；7d抗壓強度比138%；摻量1.2%。

（二）配合比設(shè)計

自流平混凝土與普通混凝土相比，需要較大漿骨比，較大的砂率，較多的摻合料，較多的減水劑以保證和易性良好、不泌水和坍落擴(kuò)展度大于550mm，以保證其強度和拌和物性能滿足要求。流動度大而和易性好，砂率一般取43%～53%。大量試驗證明膠凝材料低于450kg/m3，自流平混凝土強度無法保證能達(dá)到設(shè)計要求；高于600kg/m3則因為膠凝材料較多，粘結(jié)力大而拌和困難，需水量大混凝土澆筑后水化熱較大，結(jié)構(gòu)物因干縮和徐變因素容易產(chǎn)生裂縫、蜂窩麻面等后期病害。根據(jù)多個工程實際經(jīng)驗證明一般膠凝材料取520kg/m3，水膠比0.38，粉煤灰摻量10%。

為了簡便、準(zhǔn)確評價自密實混凝土的工作性能,人們提出了很多測試方法,到目前為止還沒有一種單一的方法或者是將兩種以上的方法結(jié)合使用得到大家的一致認(rèn)同。配合比設(shè)計試驗在調(diào)整用水量滿足坍落擴(kuò)展度(600mm)要求后，既定膠凝材料、水、外加劑用量不變，設(shè)定混凝土拌合物表觀密度為2430kg/m3的情況下，調(diào)整砂率和礦粉摻量比例來對拌和物的性能、28d抗壓強度進(jìn)行材料用量比選。試驗結(jié)果如表1所示。

由表1得知，砂率和礦粉等摻合料摻量對拌和物性能的影響基本成拋物線型。砂率小，漿骨比小，起潤滑作用的填充料少，坍落拓展度達(dá)不到要求；砂率大，粗骨料變少，強度、和易性都不理想。粗細(xì)集料用量不同，28d抗壓強度也大小不一，且存在少量泌水現(xiàn)象。摻合料摻量少，雖然強度高，但水泥用量多，增加施工成本大。摻合料摻量太多，水泥用量少，但強度得不到保證也不可取。試驗結(jié)果表明砂率在46%，摻合料摻量在40%時和易性和強度都達(dá)到最佳，既滿足混凝土工作性要求，又減少成本。

表1 材料用量優(yōu)化試驗

表2 結(jié)構(gòu)物回彈強度、立方體試壓件抗壓強度、碳化深度情況。

最終確定目標(biāo)配合比為，膠凝材料：砂：石為520：808：949，水膠比0.38；粉煤灰等量外摻10%，礦粉等量外摻30%，外加劑摻量1.2%。做施工配合比設(shè)計時根據(jù)砂石材料現(xiàn)場實際含水量需對水的用量按比列相應(yīng)減少（注：室內(nèi)做目標(biāo)配合比設(shè)計時，砂石材料完全風(fēng)干及含水量為0）。

二、結(jié)構(gòu)物回彈強度、碳化深度情況

為避免人為操作因素和儀器設(shè)備性能對試驗結(jié)果的影響，每次進(jìn)行現(xiàn)場檢測前，由同一名持道路工程試驗檢測證且經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員對回彈儀進(jìn)行率定，率定值為80±2MPa，且每次現(xiàn)場檢測由此名技術(shù)人員檢測，同一記錄人員記錄數(shù)據(jù)。使用的回彈儀和碳化深度測定儀都在檢定有效期內(nèi)，使用的酒精酚酞指示劑都在有效期內(nèi)。

混凝土澆筑后7d、28d、90d和150d分別對結(jié)構(gòu)物進(jìn)行強度回彈、立方體試壓件強度、碳化深度情況進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果如表2。

從表2中可知，澆筑養(yǎng)護(hù)7d強度基本能達(dá)到90%設(shè)計要求，28天強度能達(dá)到強度評定要求。90d后強度還在增加是因為摻合料后期強度的增加。碳化深度到5個月后僅0.5mm，說明自流平混凝土自密效果較好，不易被空氣碳化，與普通混凝土相比相差無幾。

三、外觀缺陷

利用精度為0.005mmGTJ-FKY型裂縫寬度測試儀對結(jié)構(gòu)物表面裂縫進(jìn)行測量。未發(fā)現(xiàn)受力裂縫；極少有因干縮、溫縮、混凝土本身收縮等因素引起的非受力裂縫。即使有裂縫，其寬度在0.01mm～0.1mm之間，不影響構(gòu)造物結(jié)構(gòu)受力性能。

自流平混凝土澆筑的結(jié)構(gòu)物表面光滑。未發(fā)現(xiàn)超過5mm深度的蜂窩或混凝土疏松。蜂窩麻面面積未發(fā)現(xiàn)有超過0.02m2現(xiàn)象。構(gòu)造物菱角分明，邊角處未出現(xiàn)露骨、離析等缺陷。

整個外觀缺陷檢查未發(fā)現(xiàn)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》附錄P中所列結(jié)構(gòu)混凝土外觀質(zhì)量限制性缺陷，說明自流平混凝土本身的高流動性，在不需要振搗的情況下也具有普通混凝土的密實效果。

四、結(jié)語

自流平混凝土既能滿足橋梁耐久性結(jié)構(gòu)要求，又能給施工帶來便利和節(jié)約成本，用于橋梁維修加固中優(yōu)勢明顯。但還需在試驗檢測的保駕護(hù)航和科學(xué)的施工管理下，讓自流平混凝土充分發(fā)揮其自身特點為橋梁維修加固，結(jié)構(gòu)尺寸較小，鋼筋較密等不便振搗的結(jié)構(gòu)物建設(shè)中實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的雙贏。