王 巖

（徐州東通建設(shè)發(fā)展有限公司，江蘇 徐州 221000）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和橋梁建設(shè)的發(fā)展，對(duì)橋梁工程材料提出了更高的要求，其不但應(yīng)滿足設(shè)計(jì)、施工要求，還應(yīng)符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。混凝土是橋梁工程中用途最廣、用量最大的工程材料之一，其質(zhì)量直接影響到橋梁工程的質(zhì)量，而作為施工依據(jù)的混凝土配合比起著關(guān)鍵性的指導(dǎo)作用。但由于多方面的原因，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的混凝土配合比在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不適用的情況，混凝土拌和物的施工性不是十分理想，現(xiàn)場(chǎng)適用率達(dá)不到100%，影響了施工進(jìn)度，甚至橋梁工程質(zhì)量。

在橋梁工程中進(jìn)行混凝土施工時(shí)，有的是采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌的方式，有的則采用在攪拌站或預(yù)制廠預(yù)拌的方式。為更好地控制混凝土質(zhì)量，業(yè)主和監(jiān)理部門提倡使用預(yù)拌混凝土。隨著橋梁工業(yè)化程度的提高，預(yù)拌混凝土的市場(chǎng)逐步擴(kuò)大。但是影響預(yù)拌混凝土施工的因素較多，如材料類型、運(yùn)輸時(shí)間、施工方式等。當(dāng)預(yù)拌地點(diǎn)與施工現(xiàn)場(chǎng)距離較遠(yuǎn)時(shí)，混凝土拌和物運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，稠度損失大，不便于施工，容易出現(xiàn)堵管和拌和物無法泵出的現(xiàn)象，必須對(duì)混凝土配合比進(jìn)行調(diào)整后，才能繼續(xù)施工，這不但影響施工進(jìn)度，還影響橋梁工程的質(zhì)量。

本文主要從原材料性能和砂石含量的測(cè)定兩方面研究橋梁用水泥混凝土配合比質(zhì)量控制技術(shù)。依托工程為徐州三環(huán)東路高架快速路建設(shè)工程。

1 原材料性能

混凝土是由水泥、水、砂、石等原材料拌和而成的拌和物。原材料性能的優(yōu)劣直接決定著混凝土的最終質(zhì)量。為控制原材料質(zhì)量，本工程現(xiàn)場(chǎng)抽檢了某拌和站的粗、細(xì)骨料質(zhì)量。

骨料在混凝土中約占70%，是混凝土的主要組成部分。顧名思義，骨料就是作為混凝土骨架的材料。骨料有粗細(xì)之分，細(xì)骨料粒徑范圍在0.15～5mm之間，如天然砂與石屑；粗骨料粒徑在5～40mm之間，如卵石和碎石。高性能混凝土對(duì)骨料本身的強(qiáng)度要求高，一般采用碎石，卵石不能配制高性能混凝土。

在混凝土中，骨料具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)作用，正確選擇符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的骨料品種，是配制高性能混凝土的基礎(chǔ)。在普通混凝土中，一般骨料的強(qiáng)度是混凝土的3～4倍，雖然骨料不同，但混凝土的抗壓強(qiáng)度差別很小。但在高強(qiáng)、高性能混凝土中，隨著混凝土強(qiáng)度的增大，骨料的差別對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度影響也在增大，甚至骨料的粒徑、粒形、表面情況、級(jí)配及最佳砂率、骨灰比都成為影響高強(qiáng)或高性能混凝土強(qiáng)度的主要因素。

對(duì)于高性能混凝土來說，選擇骨料時(shí)應(yīng)考慮以下問題。

（1）級(jí)配

混凝土骨料，既要級(jí)配合格，也要粗細(xì)、大小適中?？紫堵蕬?yīng)盡可能低，這樣在達(dá)到相同流動(dòng)性時(shí)，水泥漿的用量低，混凝土的自收縮變形較低，水化熱小，體積穩(wěn)定性好，耐久性好。

（2）物理性能

骨料的表觀密度和堆積密度要大，吸水率要低，表面要粗糙，粒徑要適宜。表觀密度＞2.65kg/m3，堆積密度＞1450kg/m3，這樣可以降低骨料孔隙率，減少水泥漿用量，有利于保證混凝土的流動(dòng)性、耐久性和強(qiáng)度。吸水率＜1.0%，說明巖石比較致密，穩(wěn)定性好。粒形應(yīng)方正，針片狀含量低，表面為粗糙的石灰石碎石或硬質(zhì)碎石，粒徑一般小于25mm。

（3）力學(xué)性能

不含軟弱顆粒的骨料或風(fēng)化骨料。巖石抗壓強(qiáng)度應(yīng)為混凝土強(qiáng)度的1.5倍以上。骨料彈性模量越大，混凝土的彈性模量也就越大。

（4）化學(xué)性能

骨料應(yīng)是無堿活性骨料，避免高性能混凝土中發(fā)生堿-骨料反應(yīng)。不含泥塊，含泥量＜1.0%；不含有機(jī)物、硫化物和硫酸鹽等雜質(zhì)。

對(duì)該拌和站的骨料測(cè)試結(jié)果如表1～表3所示。

表1 小石子級(jí)配

表2 大石子級(jí)配

表3 含泥量

從表1～表3可以看出，該拌和站的骨料級(jí)配較好，砂的含泥量也較低，滿足Ⅱ級(jí)砂的含泥量要求，可用于制備C30～C60高性能混凝土。大石子的含泥量較低，但小石子的含泥量較高，不滿足Ⅱ級(jí)石子的含泥量≤1.0%這一要求。

2 混凝土中的砂、石含量

混凝土的強(qiáng)度不僅和原材料的性能、水灰比等有關(guān)，還和混凝土自身的均勻性有著密切的關(guān)系。骨料對(duì)混凝土的強(qiáng)度起著十分重要的作用，骨料在混凝土中的分布均勻性往往會(huì)導(dǎo)致同種配合比的混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生較大的差異。

本研究主要是通過對(duì)新拌混凝土的含砂量和含石量的測(cè)算來控制混凝土中原材料的用量，以及控制混凝土的均勻性，從而使混凝土梁體的強(qiáng)度不至于產(chǎn)生較大的波動(dòng)。

拌和站用于施工的配合比見表4。在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土樣品的抽樣檢查工作。對(duì)實(shí)驗(yàn)室入模振搗后混凝土進(jìn)行取樣，進(jìn)行配合比分析，所得用量如表5和圖1所示。對(duì)澆筑現(xiàn)場(chǎng)的混凝土進(jìn)行取樣，進(jìn)行配合比分析，所得用量如表6和圖2所示。

表4 施工配合比

表5 實(shí)驗(yàn)室取樣實(shí)測(cè)砂、石量

圖1 實(shí)驗(yàn)室取樣實(shí)測(cè)集料用量與理論用量對(duì)比圖

表6 現(xiàn)場(chǎng)取樣實(shí)測(cè)砂、石含量與理論砂、石用量的比較

圖2 現(xiàn)場(chǎng)取樣實(shí)測(cè)集料含量與理論用量對(duì)比圖

由以上圖表可以看出，實(shí)驗(yàn)室所取樣的混凝土樣品中所測(cè)得的砂含量要遠(yuǎn)大于規(guī)定的砂用量；而石子含量又遠(yuǎn)小于規(guī)定的石子用量，但集料總用量差別不大，實(shí)際砂率遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)砂率。

這可能是由于在實(shí)驗(yàn)室中所取的樣品是經(jīng)過振搗的，所以使得混凝土中的石子下沉，而砂漿相對(duì)上浮，從而造成了上部混凝土中的含砂量偏大，而含石量偏小。由此可見，振搗對(duì)混凝土的均勻性會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因此在施工過程中應(yīng)當(dāng)適量且均勻地振搗，切忌過振或者局部漏振，以免導(dǎo)致大體積混凝土梁體中強(qiáng)度發(fā)展不平衡，從而導(dǎo)致混凝土梁體整體強(qiáng)度下降。

計(jì)算集料總用量、修正后集料總用量、實(shí)際砂率和使用砂率，如表7所示。

表7 現(xiàn)場(chǎng)取樣實(shí)測(cè)集料總用量與理論用量的比較

表7 （續(xù)）

從表6、圖2（a）和圖2（b）可以看出，混凝土的砂率相對(duì)規(guī)定用量偏低，而石子用量相對(duì)規(guī)定用量偏高。而從表7和圖2（c）可以看出，每立方米材料的集料總用量明顯高于設(shè)計(jì)用量，說明每立方米材料中的總水泥漿體用量偏低。且最小組用量為1 709kg/m3，最大組用量為1 798kg/m3，差值達(dá)90kg/m3，說明混凝土的均勻性沒有得到很好的控制，這可能是由于對(duì)砂的含水率測(cè)定得不及時(shí)。由于在拌和過程中，隨著混凝土攪拌工作的進(jìn)行，底層砂的含水率往往是隨著深度的增加而不斷增大，因此，實(shí)際稱量的砂含量偏低，從而導(dǎo)致混凝土拌和物中砂含量偏低。因此，在施工過程中不僅要嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時(shí)間，使混凝土能夠得到充分均勻的攪拌，還要對(duì)砂的含水率進(jìn)行經(jīng)常性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)砂含水率的變化情況及時(shí)調(diào)整配合比，以使混凝土的水灰比和均勻性得到很好的控制。

3 結(jié)論

（1）振搗對(duì)混凝土的均勻性會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因此在施工過程中應(yīng)當(dāng)適量且均勻地振搗，切忌過振或者局部漏振，以免導(dǎo)致大體積混凝土梁體中強(qiáng)度發(fā)展不平衡，從而導(dǎo)致混凝土梁體整體強(qiáng)度下降。

（2）在施工過程中不但要嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時(shí)間，使混凝土得到充分均勻的攪拌，而且要對(duì)砂的含水率進(jìn)行經(jīng)性的常實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)砂含水率的變化情況及時(shí)調(diào)整配合比，以使混凝土的水灰比和均勻性得到很好的控制。

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