王祖鵬

(中鐵二十二局集團(tuán)哈爾濱鐵路建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，哈爾濱 150080)

高性能混凝土在廣珠鐵路西江特大橋建設(shè)中的應(yīng)用

王祖鵬

(中鐵二十二局集團(tuán)哈爾濱鐵路建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，哈爾濱 150080)

介紹了廣珠鐵路西江特大橋高性能混凝土的配制方法，采用雙摻技術(shù)和摻用聚羧酸高性能減水劑實(shí)現(xiàn)混凝土高性能化。介紹了高性能混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制措施，指出在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，是高性能混凝土在廣珠鐵路中得到成功應(yīng)用的關(guān)鍵因素。

高性能混凝土 廣珠鐵路 原材料 質(zhì)量控制

高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途要求，對(duì)耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性重點(diǎn)予以保證［1］。

與普通混凝土相比，高性能混凝土具有一定的強(qiáng)度和高抗?jié)B能力，但不一定具有高強(qiáng)度，中強(qiáng)度或低強(qiáng)度亦可。高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌合物應(yīng)具有較高的流動(dòng)性，混凝土在成型過(guò)程中不分層、不離析，易充滿模型;泵送混凝土、自密實(shí)混凝土還具有良好的可泵性、自密實(shí)性能。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)的往往不是混凝土的強(qiáng)度，而是耐久性。能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的。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。

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，降低工程造價(jià)。

廣珠鐵路起點(diǎn)為廣州江村，終點(diǎn)為珠海市的高欄港區(qū)，SG-3標(biāo)段線路正線長(zhǎng)度28.781 km，其中西江特大橋全長(zhǎng)6 704.4 m，為全線最長(zhǎng)的橋梁，技術(shù)含量高，被列為本標(biāo)段的重難點(diǎn)工程項(xiàng)目。其水下樁基施工難度大，對(duì)混凝土性能要求高，對(duì)此在混凝土原材料、配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)質(zhì)量控制方面進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。

1 高性能混凝土原材料

水泥選用廣州珠江水泥有限公司生產(chǎn)的P.O 42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。粉煤灰選用臺(tái)山國(guó)華電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。礦粉選用珠海智海建材發(fā)展有限公司S95級(jí)礦粉，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。粗骨料選用鶴山三級(jí)配碎石，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4。細(xì)骨料選用西江中砂，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表5。外加劑選用深圳邁地砼外加劑有限公司生產(chǎn)的PCA聚羧酸高性能減水劑，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表6。

表1 水泥技術(shù)指標(biāo)

表2 粉煤灰技術(shù)指標(biāo)%

表3 礦粉技術(shù)指標(biāo)

表4 碎石技術(shù)指標(biāo)%

表5 砂技術(shù)指標(biāo)

表6 聚羧酸減水劑性能指標(biāo)

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)及其性能指標(biāo)

水下樁基混凝土施工時(shí)，主要是靠混凝土自重及其自身的流動(dòng)性能得以完成，因此在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了考慮常規(guī)性能指標(biāo)外還應(yīng)保證新拌混凝土具有良好的和易性和流動(dòng)性能，以滿足施工要求。所設(shè)計(jì)的C40水下樁混凝土配合比、新拌混凝土性能指標(biāo)和硬化混凝土性能指標(biāo)分別如表7、表8和表9所示。

表7 C40水下樁混凝土配比

表8 C40水下樁新拌混凝土性能

表9 C40水下樁硬化混凝土性能

2.1 試驗(yàn)結(jié)果分析

與傳統(tǒng)混凝土相比，高性能混凝土并非以單一的強(qiáng)度為指標(biāo)，而是從整體的綜合性能考慮，更側(cè)重于其耐久性能和便于施工的性能。同時(shí)符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，達(dá)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)同資源環(huán)境實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)［2］。大量添加粉煤灰和礦渣粉等礦物摻合料，不僅能節(jié)能利廢，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且在很大程度上提高了混凝土的性能?！半p摻法”是當(dāng)今配制高性能混凝土的常用技術(shù)［3］。

1)形態(tài)效應(yīng)。礦物摻合料顆粒直徑小于水泥顆粒，而且呈圓球形，在混凝土中起到良好的潤(rùn)滑作用，提高了拌合物的流動(dòng)性能。

2)活性效應(yīng)。粉煤灰、礦粉都屬于活性摻合料，含有大量的活性氧化硅、氧化鋁，可以與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2生成二次水化產(chǎn)物C—S—H和C—A—H凝膠，使水泥石結(jié)構(gòu)變得更加密實(shí)，同時(shí)能改善混凝土中水泥漿體與骨料之間的界面結(jié)構(gòu)，有利于提高混凝土后期力學(xué)性能和耐久性能［4］。摻合料自身水化反應(yīng)十分緩慢，從表9可看出，當(dāng)摻合料用量增加時(shí)，硬化混凝土的早期強(qiáng)度下降，但是隨著摻合料的水化，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度比較大，基本上能與水泥用量較大的混凝土持平。

3)微骨料效應(yīng)?；炷量梢暈檫B續(xù)級(jí)配的顆粒堆積體系，粗骨料之間的間隙由細(xì)骨料填充，細(xì)骨料的間隙由水泥顆粒填充，水泥間的間隙由更細(xì)的摻合料顆粒來(lái)填充，從而改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，降低了孔隙率并減少了孔徑的平均直徑，增加混凝土的密實(shí)度，提高了混凝土的耐久性能。

2.2 生產(chǎn)質(zhì)量控制

高性能混凝土生產(chǎn)并不需要特殊工藝，但是由于其水膠比比普通混凝土低，而且采用了減水率高的聚羧酸高性能減水劑，因此高性能混凝土比較敏感，這就對(duì)原材料和生產(chǎn)控制提出更高的要求。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中采用以下方法對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制:①混凝土配比設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，掌握了許多數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)?shù)夭牧嫌辛顺浞值牧私?。②原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)嚴(yán)格按要求檢驗(yàn)，并且合理堆放，盡量排除外界因素的影響。③生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格按照施工配合比要求對(duì)原材料進(jìn)行稱(chēng)量，稱(chēng)量允許偏差符合客專(zhuān)規(guī)定。④當(dāng)原材料出現(xiàn)較大范圍的波動(dòng)時(shí)，應(yīng)該在滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)的前提下及時(shí)對(duì)混凝土配合比做出合理的調(diào)整，以保證滿足施工要求。

通過(guò)上述方法，在混凝土生產(chǎn)過(guò)程未出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，取得了良好的效果。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)選原材料，合理設(shè)計(jì)配合比可以生產(chǎn)出各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求的高性能混凝土。大摻量使用粉煤灰和礦粉不僅能達(dá)到良好的實(shí)用效果，還能取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。采用雙摻技術(shù)和摻用聚羧酸高性能減水劑是實(shí)現(xiàn)混凝土高性能化的重要手段。高性能混凝土生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制，才能確保質(zhì)量。

［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.

［2］馬雪英.高性能混凝土在京津城際軌道交通工程中的應(yīng)用［J］.混凝土，2007(12):95-97.

［3］龐儉，王世強(qiáng)，楊國(guó)卿，等.C55F300水工高性能混凝土在青島港油碼頭工程中的配制及應(yīng)用［J］.混凝土，2007(12):88-92.

［4］劉輝.高摻量粉煤灰對(duì)高性能混凝土體積穩(wěn)定性及耐久性的影響［J］鐵道建筑，2010(6):24-27.

TU528.31

B

1003-1995(2011)02-0125-03

2010-10-20;

2010-11-20

王祖鵬(1975—)，男，山東萊州人，工程師。

(責(zé)任審編 王紅)