馮濤 呂素巖

濟南市公路管理局 山東濟南 250013

摘要：大型橋梁建設，需要的混凝土數(shù)量巨大，混凝土的性能直接影響了橋梁的質量。文章結合濟廣高速濟南連接線（濟南二環(huán)西路高架橋）工程的現(xiàn)澆箱梁混凝土施工，主要介紹了高性能泵送混凝土在配制、澆筑等環(huán)節(jié)的質量控制。

關鍵詞：高性能；泵送混凝土；設計；質量；控制

1 高性能混凝土簡述

目前大跨度、高層、海洋、軍事等工程結構的發(fā)展對混凝土提出了更高的要求，處在惡劣環(huán)境下的既有建筑不斷劣化、退化導致過早失效、退役甚至出現(xiàn)惡性事故造成巨大損失的嚴重后果。原材料生產(chǎn)、開采造成生態(tài)環(huán)境惡化以及砂石料枯竭、資源短缺嚴重影響進一步發(fā)展的嚴酷現(xiàn)實。這就要求混凝土不斷提高耐久性為重點的各項性能，多使用天然材料及工業(yè)廢渣保護環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展的道路，高性能混凝土就是在這種背景下出現(xiàn)并逐步完善與發(fā)展的。

高性能混凝土是一種以耐久性和可持續(xù)發(fā)展為基本要求并適合工業(yè)化生產(chǎn)與施工的混凝土，是一種環(huán)保型、集約型的綠色混凝土。高性能混凝土是具有高強度、高耐久、高流動性等多方面優(yōu)越性能的新型混凝土。

2原材料的選擇

要保證混凝土具有良好的可泵性，要求混凝土拌合物既要有較好的流動性，又要保持良好的粘聚性和保水性，以保證混凝土在施工過程中始終保持較好的和易性，而材料的質量起著十分重要的作用。

（1）水泥：水泥的流變性比強度更重要，與減水劑相容性要好，不宜用立窯水泥、早強水泥或其他摻混合材料水泥。為避免混凝土因體積不穩(wěn)定而產(chǎn)生的變形，應選擇堿、C3A、C3S含量低、質量穩(wěn)定的水泥。一般采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或特種水泥（調(diào)粒水泥、球狀水泥等）。宜選用細度小、泌水性好和收縮率小的水泥。本工程選用山東水泥廠生產(chǎn)的東岳牌P.O42.5普通硅酸鹽水泥。

（2）碎石：宜采用質地堅硬，級配良好的石灰?guī)r、花崗巖、輝綠巖等碎石或碎卵石，母巖的立方體抗壓強度fg≥1.2fcu以上；針、片狀含量≤5.0%，不得混入軟弱顆粒；含泥量≤1.0%；泥塊含量≤0.5%；吸水率≤1.0%；一般最大粒徑Dmax≤25mm，因為粒徑小時界面周長小，厚度也小，難以形成大缺陷，不僅有利于界面強度，也有利于抗?jié)B性；碎石的粒型、表面性質、石粉含量也很重要，應嚴格控制。本工程選用山東章丘石料廠的碎石，集料壓碎值為為9.6，規(guī)格采用連續(xù)級配5～10mm和10～20mm，其澶配比例為20%：80%；其他各項指標均符合規(guī)范技術要求。

（3）砂：宜選用質地堅硬、級配良好的河砂或人工砂，細度模數(shù)宜為2.6～3.3，通過0.3mm篩孔的砂不應少于15%；含泥量≤1.0%；泥塊含量1.0%；同時用不同粒徑的砂混合，調(diào)整砂的級配。本工程選用泰安大汶河粗砂，細度模數(shù)3.11，粒徑在0.3mm以下的顆粒比例為25%。

（4）外加劑：外加劑要有較好的分散減水效果，能減少用水量，降低水灰比，改善混凝土的工作性能，從而提高混凝土強度，且要與選用的水泥匹配適宜。宜選用減水率高、與水泥相容性好，含堿低，塌落度經(jīng)時損失小的品種，通過多次試驗，針對外加劑的減水率、混凝土的初始塌落度、0.5h、1h、1.5h的塌落度損失、混凝土的和易性、凝結時間3天、7天、28天強度等指標，確定選用山東省建科院生產(chǎn)的高效泵送減水劑，摻量為3%，初凝時間9.95h，終凝時間19.88h。

（1）外摻劑：常用的高活性摻合料品種主要有硅灰、細磨礦渣、細磨粉煤灰、細磨沸石以及細磨燒粘土等。礦物細摻料不僅有利于水化作用和強度、密實度和工作性，增加粒子的密集堆積，減低孔隙率，改善孔結構，而且對抵抗侵蝕和延緩性能退化都有較大作用。?；郀t礦渣通過水淬后可形成大量的玻璃體，另外還含有少量的CS或C2S結晶組分，具有輕微的自硬性，礦渣的活性與堿度、玻璃體含量及細度等因素有關。本工程產(chǎn)假了濟南鋼鐵廠磨細?；郀t礦渣，采用內(nèi)摻發(fā)代替同質量的水泥，摻量為水泥質量的8%。

3 配合比設計

（1）計算試配強度：fcuo≥50+1.645×6=59.9MPa。

（2）計算水灰比

W/C=（0.46×42.5×1.0）/（59.9+0.46×0.07×42.5×1.0）=0.32

（3）用水量：根據(jù)骨料的最大粒徑及混凝土塌落度要求初步確定每立方米混凝土用水量為224kg，摻加減水劑為膠凝材料用量的3%，減水率為24%，則每立方米混凝土用水量為：Wa=Wo（1-β）=224×（1-24%）=170kg。

（4）計算水泥用量：C=170/0.32=531kg。

（5）確定砂率：40%

（6）骨料用量：假定混凝土濕容重為2450kg/m3，

計算骨料用量：2450-531-170=1749kg。

（7）計算每立方米混凝土用砂量：S=1749×40%=700kg

（8）計算碎石用量：G=1749-700=1049kg

（9）根據(jù)以上結果得出基準配合比如表1所示。

表1 基準配合比

水泥+礦粉/kg 砂/kg 5～20mm碎石/kg 水/kg 外加劑/kg

489+42 700 1049 170 15.93

（10）以基準配合比的水灰比為基準，上下浮動0.02，砂率不變，又得出兩個配合比，如表2所示。

表2 配合比

水灰比 水泥+礦粉/kg 砂/kg 5～20mm碎石/kg 水/kg 外加劑/kg

0.34 460+40 712 1068 170 15.00

0.30 522+45 685 1028 170 17.01

（11）經(jīng)過試拌合三個配合比工作性能均滿足施工要求。分別制取試件，由標準養(yǎng)護條件下28天抗壓強度結果確定出配合比位表一配合比。

4 混凝土施工控制

加強過程控制對保證泵送混凝土的質量十分關鍵，主要抓好試驗跟蹤和工藝操作兩個方面。

（1）除了在施工準備階段對泵送混凝土所使用的材料進行必要檢查和可泵性試驗外，施工重點進行以下幾項試驗：

①對混凝土骨料的粒徑、級配、含泥量、含水量等，每一工作臺班進行1～2次試驗。

②試驗人員與拌合操作人員密切配合，確保施工配合比的有效換算及實施。

③對混凝土塌落度，在拌合地點、混凝土澆筑現(xiàn)場等部位每一工作臺班檢測2次，并根據(jù)施工時間和溫度進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，及時用于指導施工。

④除按照規(guī)范要求制取試件外，另應認真觀測各階段混凝土的性能是否適宜施工要求，并檢測澆筑完成后混凝土的外觀質量。

（2）混凝土澆筑中，現(xiàn)場與拌合站應由指揮人員統(tǒng)一調(diào)度，保障混凝土運輸車輛的調(diào)配，做到等待時間最短，且混凝土供應不間斷。

（3）混凝土運輸車在裝料前應排凈滾筒中的洗潤水，并且在運輸中不得隨意加水，在卸料前應高速運轉20～30s，然后才能轉卸料，以保證混凝土的均勻性。

（4）混凝土澆筑盡量避開日間高溫時段，以預防因失水過多出現(xiàn)干縮裂縫。如果在日間施工時，可灑水至混凝土接觸部位，使之保持濕潤狀態(tài)。

（5）因意外事故造成等待時間較長，塌落度損失較大時，我們經(jīng)過檢測，采用后加適量外加劑，并快速攪拌2～3min，以回升混凝土的塌落度，根據(jù)實施情況證明該方法行之有效。

5 結語

通過對混凝土3天、7天、28天強度的統(tǒng)計，見表3。

表3 抗壓強度統(tǒng)計

設計強度/MPa 3天強度/MPa 7天強度/MPa 28天強度/MPa

50 46.6 57.3 63.3

證明配合比設計合理、施工質量控制有效。結合施工中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和情況分析，對高標號混凝土泵送施工有以下幾點體會：

（1）高標號混凝土的配置，選擇良好的外加劑是關鍵，其減水效果及與水泥的親和性，對混凝土的和易性極其重要。

（2）在滿足施工要求的情況下，宜盡量降低水泥、外加劑的用量。

（3）施工前應詳細調(diào)查機械情況，優(yōu)選性能好的泵車。施工中盡量降低塌落度以減少干縮裂縫。

參考文獻：

[1] JGJ55-2011，普通砼配合比設計規(guī)程

[2] JTG E30-2005，公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程

[3] JTG/TF50-2011，公路橋涵施工技術規(guī)范

作者簡介：

馮 濤，工作單位：濟南市公路管理局，山東濟南解放東路1號，郵編：250013。

呂素巖，工作單位：濟南市公路管理局，山東濟南解放東路1號，郵編：250013。