無砂混凝土在拱橋拱上填料中的應(yīng)用

孟濤

中國水電建設(shè)集團十五工程局有限公司第一工程公司 陜西咸陽 712000

自無砂混凝土建筑誕生以來，作為一種透水性很好材料，逐漸在房屋建筑、道路、橋梁方面得到廣泛應(yīng)用，這種新型建筑材料的優(yōu)越性不斷為人所知。本文依托漢中興元新區(qū)水系工程上承式拱橋拱上填料采用無砂混凝土回填的工程應(yīng)用實踐，從無砂混凝土的特性、施工工藝、質(zhì)量檢測等開展論述，以后類似工程提供技術(shù)、經(jīng)驗參考。

1 無砂混凝土概述

無砂混凝土是輕骨料混凝土的一種形式，由水、水泥和粗骨料拌合成混合物，本身少用了細(xì)顆粒材料，僅靠水泥漿將粗骨料包裹，由粗骨料表面包裹一薄層水泥漿相互粘結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有以下幾個主要特性。

（1）重量輕，減輕荷載。無砂混凝土沒有細(xì)骨料，骨料要求粒徑單一，容許有15%的大顆粒和10%的小顆粒，所以骨料的總表面積比普通混凝土小很多，其容重比采用級配良好的骨料配制的混凝土低約10%左右。作為拱上回填料使用，可以減輕拱橋上部荷載。

（2）施工工藝簡單，成型快。無砂混凝土的拌制，與一般混凝土拌制所用的設(shè)備、拌制方法大致相同，采用自卸汽車或小型農(nóng)用車運輸直接入倉，振搗澆筑時，采取低頻振動壓實機壓實，對工人技術(shù)水平要求不高，施工極為方便，施工速度快。

（3）耐久性強。無砂混凝土屬于水泥類材料，與水泥制品有同等的耐久性，與主體工程同等壽命。

2 無砂混凝土施工

本橋梁全長34m，寬度40m，主拱采用1＊15m現(xiàn)澆上承式鋼筋混凝土實腹式板拱橋，兩側(cè)腹拱為1＊5m現(xiàn)澆鋼筋混凝土實腹式板拱，拱上填料采用C20無砂混凝土。無砂透水混凝土采用強度等級不低于42．5級的普通硅酸鹽水泥，集料采用質(zhì)地堅硬、耐久潔凈密實的碎石。無砂混凝土在拌合站集中拌制，自卸汽車運輸入倉，平板振動器振搗。

2.1 無砂混凝土配合比

設(shè)計圖紙?zhí)峁┑臒o砂透水混凝土性能指標(biāo)，見表1。

表1

參照設(shè)計圖紙?zhí)峁┑臒o砂透水混凝土性能指標(biāo)，選取有資質(zhì)的實驗室出具的無砂混凝土配合進(jìn)行施工控制，見表2。

2.2 無砂混凝施工過程

（1）施工準(zhǔn)備。主副拱、拱上側(cè)墻澆筑完成后，強度到達(dá)齡期，開始施工拱上無砂混凝土回填，澆筑前在拱上側(cè)墻表面用紅漆標(biāo)識出每層回填標(biāo)高線，控制每層澆筑回填厚度，基礎(chǔ)面沖洗干凈，灑水濕潤。

（2）模板安裝。模板采用竹膠板，5cm方木加固牢靠，根據(jù)設(shè)計圖紙沿橫向每10m設(shè)置分縫處理，縫寬2cm，縫內(nèi)填充瀝青杉板。

（3）混凝土拌制運輸。無砂混凝土在拌合樓集中拌制完成，采用自卸車或小型農(nóng)用車運輸至澆筑工作面后直接入倉，運輸過程中車輛用防雨或遮陽布苫蓋，減少水分蒸發(fā)和防雨保護。

（4）混凝土攤鋪振搗。拱上無砂混凝土填料澆筑的施工順序：施工時先澆筑主拱填料，澆筑過程由拱腳向跨中澆筑，主拱澆筑完成，澆筑左腹拱，最后澆筑右腹拱填料。由拱腳到拱頂分層澆筑，從路中向兩邊對稱施工，注意各拱同時對稱施工。為減小側(cè)墻的水平壓力，無砂混凝土澆筑時，分層澆筑，最高一次性澆筑500mm高度，待終凝后再澆筑下一層。

混合物運輸至澆筑工作面后用小型反鏟或手推車直接入倉，鋪料時人工修整平整、補料，專用低頻振動壓實機壓實，振動壓實時避免在同一處振動時間過長出現(xiàn)離析現(xiàn)象，以及過于密實而影響透水率。

無砂混凝土填料澆筑時避開雨天施工，澆筑施工中下雨，停止?jié)仓扇”苡甑缺Ｗo措施。

澆筑時外界氣溫過高時，宜避開中午高溫時段施工。

（5）養(yǎng)護。無砂混凝土澆筑完成后由于內(nèi)部充滿連通大孔，自由水份易隨自由流動的空氣散發(fā)，影響水泥漿的進(jìn)一步水化，因此養(yǎng)護期間表面必須不斷補充水份。無砂混凝土養(yǎng)護時間不得少于14天。

3 無砂混凝土質(zhì)量控制及檢測

3.1 無砂混凝土原材料質(zhì)量控制

（1）采用強度等級不低于P．O42．5級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007的要求，不同等級、廠牌、品種、出廠日期的水泥不得混用。

（2）混凝土集料，必須使用質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈密實的碎石，碎石的性能指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的二級要求。

（3）拌合用水應(yīng)符合《混凝土拌合用水》（JGJ63）的規(guī)定。

3.2 無砂混凝土質(zhì)量檢測

澆筑過程中每100m3同配合比無砂混凝土取1次，不足100m3時按1次計，每次取樣至少留置1組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護試件。試件的強度與評定，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土強度檢測評定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ107）執(zhí)行。

表2 C20無砂混凝土配合比

無砂混凝土混合料本身不具備流動性，不宜用坍落度及稠度表達(dá)混合料的施工性能，在現(xiàn)場對混合料的質(zhì)量進(jìn)行控制時，須采用目測法測定泥漿含量。適宜的無砂混凝土混合料，水泥漿均勻地包裹粗骨料顆粒，用手觸摸有枯稠感，且沒有水泥漿下淌現(xiàn)象。

3.3 檢測指標(biāo)

本工程無砂混凝土強度等級C20。一般項目檢驗鋪層標(biāo)高和結(jié)構(gòu)尺寸，允許誤差±5mm。

4 結(jié)語

通過該工程實例，采取無砂混凝土進(jìn)行拱橋拱上填料回填，降低拱橋上部荷載，加快施工進(jìn)度，在工程中應(yīng)用具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。

無砂混凝土是輕骨料混凝土的一種形式，具有一定的強度和粘接性，可以制成各種所需的形狀，既可自身成型，也可與混凝土等結(jié)合成型。無砂混凝土是粗骨料顆粒的聚集體，每個顆粒都被大約1．3mm厚的水泥漿薄層所包裹。因此，在混凝土內(nèi)部存在著大量的孔隙，孔隙大小與粗骨料的粒徑大致相等，水可以在孔隙中流動，所以無砂混凝土是一種透水性很好的材料。

由于水泥用量低，且無細(xì)骨料，無砂混凝土本身的成本相當(dāng)?shù)?。另外，無砂混凝土的粗骨料可以采用碎石、陶粒，也可以用爐渣等工業(yè)廢料，甚至強度較高的建筑垃圾，如碎磚、碎混凝土塊等，而舊的無砂混凝土破碎后，又是很好的粗骨料。這樣，無砂混凝土的成本不但可以降低，而且地方材料的利用、陳舊建筑物拆除后的垃圾處理等問題都可以得到較為圓滿的解決。