李鋒崗

（中鐵一局集團(tuán)橋梁工程有限公司，陜西渭南 714000）

1 工程概況

該工程為斐濟(jì)規(guī)模最大，線路最長的在建公路升級項(xiàng)目，項(xiàng)目位于斐濟(jì)國Vanua 島西北側(cè)，為典型的熱帶海洋性氣候（只有夏天），業(yè)主為斐濟(jì)公路局（FRA），施工標(biāo)準(zhǔn)以澳、新、英、美規(guī)范為主。NASARAWAQA3#橋?yàn)榭绾訕蛄海ㄔ摋l河流與大海相通，伴隨海水有潮汐潮落現(xiàn)象），為既有橋梁右側(cè)新建橋梁，基礎(chǔ)定性為海水區(qū)域鉆孔樁，環(huán)境作用等級屬于海洋氯化環(huán)境Ⅲ-D。海水中Cl-、M2+、Ca2+含量高，灌注樁要求用C45 防腐耐久性高性能混凝土，坍落度180～220mm，滿足耐久性100 年的要求，要求加入粉煤灰和防腐劑，按照美國材料與試驗(yàn)協(xié)會（ASTM）和美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)（AASHTO）執(zhí)行。

2 高性能混凝土配合比試驗(yàn)

2.1 高性能混凝土的原材料組成

高性能混凝土的施工隊(duì)原材料的要求要嚴(yán)格控制，水泥、粗集料、細(xì)集料、粉煤灰（外摻料）、水、外加劑等均是組成高性能混凝土的關(guān)鍵原材料。水泥為斐濟(jì)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的P.O 42.5 的普通硅酸鹽水泥，比表面積在350m2/kg 以上，堿含量不大于0.60%；細(xì)骨料產(chǎn)于蘇瓦河，細(xì)度模數(shù)要求為2.6～3.0；粗骨料產(chǎn)地為FAIZAL QUARRY，LABASA 為兩級配碎石，摻配比例根據(jù)每批檢驗(yàn)結(jié)果經(jīng)試驗(yàn)確定，最大粒徑不超過31.5mm；粉煤灰產(chǎn)于新西蘭，屬于Ⅰ級灰；拌合水為飲用水；外加劑包括保塌劑減水劑）均產(chǎn)于新西蘭，防腐劑產(chǎn)于澳大利亞。

2.2 外加劑的選擇應(yīng)用

高性能混凝土試配階段，驗(yàn)證外加劑的特性，以便按照科學(xué)的方法正確使用，發(fā)揮出其在提高混凝土性能方面的應(yīng)用優(yōu)勢。對SikaViscoCrete-5-555（NZ）的聚羧酸系的高性能減水劑通過依次遞減的方式將減水劑由說明書要求的1.0%的摻量縮減至0.3%，解決了混凝土拌合物扒底、泌水、離析的問題；根據(jù)斐濟(jì)氣溫的特點(diǎn)，通過試配調(diào)整確定SikaRetarder 保坍劑保坍劑摻量為1.0%，3h 內(nèi)坍落度無損失，工作性能滿足水下灌注樁的要求。

2.3 骨料的選擇

VALUBASUGA QURRY 碎石廠的碎石基本滿足要求。為了更好地保證混凝土的質(zhì)量，將碎石經(jīng)過二次整形，減少碎石孔隙率和針片狀含量。

2.4 粉煤灰摻量的確定

本工程配合比選用優(yōu)質(zhì)的新西蘭Ⅰ級粉煤灰，細(xì)度、氯離子含量、需水量比、燒失量、含水量，SO3含量均滿足合同規(guī)范的要求，經(jīng)過對比試驗(yàn)分析，確定粉煤灰的摻配比例為膠凝總量的22%，使混凝土的工作性、強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐久性均滿足要求。

2.5 高性能混凝土的拌和

高性能混凝土水膠比相對較小，攪拌相對普通混凝土較困難，為了拌合物攪拌均勻，滿足質(zhì)量要求，按四個(gè)方面來控制：①拌采用臥軸式強(qiáng)制攪拌機(jī)，自動精確計(jì)量；②拌合前減水劑及保坍劑先溶于拌合水；③投料次序：粗集料→膠凝材料→細(xì)集料→水及外摻料；④攪拌時(shí)間不少于180s，不大于195s 從加水開始計(jì)時(shí)[1]。

3 高性能混凝土試驗(yàn)檢測指標(biāo)分析

3.1 拌合物工作性能

共選取36 組具有代表性的樣品用坍落度法（參考規(guī)范AASHTOT119）檢測拌合物性能工作性能：坍落度為210mm，標(biāo)準(zhǔn)差為7.658mm，擴(kuò)展度510mm；粘聚性、流動性、保水性良好：測坍落度時(shí)觀察應(yīng)看到砂漿要均勻地包裹著所有石子，同時(shí)整體坍落，不離析，頂部呈圓形草帽狀，用鏟翻動，不粘盤、無扒底、無泌水現(xiàn)象，沒有假凝現(xiàn)象，易操作，排空時(shí)間為12±2s，28℃下3h 坍落度經(jīng)時(shí)損失為0，含氣量為2.9%，滿足海洋氣候混凝土樁的灌注要求。此成效與施工初期強(qiáng)有力的原材料質(zhì)量控制以及配比的科學(xué)控制有密切的關(guān)聯(lián)。

3.2 力學(xué)性能及耐久性檢測

根據(jù)合同規(guī)范要求采用《美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)》（AASHTO）規(guī)定的試塊抗壓采用φ150mm×150mm×300mm 的圓柱體試件。制得C45 混凝土立方體試件，共36 組，對其展開抗壓試驗(yàn)。

實(shí)測結(jié)果表明，28d 抗壓強(qiáng)度的平均值為57.3MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為1.471MPa，變異系數(shù)0.039。通過與AASTO 相關(guān)規(guī)定的對比分析可知，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，意味著混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，性質(zhì)穩(wěn)定，符合合同規(guī)范的要求。

3.3 抗?jié)B性試驗(yàn)

取高性能混凝土抗?jié)B試件一組（每組6 個(gè)，上直徑175mm，下直徑185mm，高150mm），按順序逐級增加水壓，水壓從0.1MPa 開始每隔8h 增加0.1MPa 的水壓力，此過程中密切分析抗水滲透能力，采集并記錄所得數(shù)據(jù)，當(dāng)6 個(gè)試件中有3 個(gè)試件表面出現(xiàn)滲水時(shí)，停止試驗(yàn)記錄水壓力，根據(jù)此類數(shù)據(jù)展開高性能混凝土的抗?jié)B性分析，混凝土抗?jié)B等級中以每組6 個(gè)試件中的4 個(gè)試件未出現(xiàn)滲水時(shí)的最大水壓力乘以10 來確定，結(jié)果為大于P12，符合規(guī)范要求[2]。

3.4 抗氯離子滲透試驗(yàn)

通過混凝土試件的電通量法來確定抗氯離子滲透的性能，以檢驗(yàn)樁基在海水沖刷侵泡環(huán)境中抵抗氯離子滲透的能力，結(jié)果值為682C，滿足耐久性要求。

4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

取水泥、粉煤灰、碎石、河砂、外加劑、水，按照計(jì)算的配和比制備試驗(yàn)樣品（共涉及3 類水膠比，水灰比分別為0.31、0.33、0.35，分別形成特定的試樣）。按規(guī)范組織試驗(yàn)，全面采集并記錄數(shù)據(jù)，具體內(nèi)容如表1 所示。

根據(jù)表1 內(nèi)容展開分析可知：在高性能混凝土配合比的制備中，選用合理的材料，運(yùn)用科學(xué)的試驗(yàn)方法，則能夠有效改善混合料的性能；此外，通過試驗(yàn)顯示結(jié)果數(shù)據(jù)具體表現(xiàn)為拌合物粘聚性、和易性、保水性，強(qiáng)度及耐久性能的提升。

表1 不同水灰比的試驗(yàn)匯總

5 結(jié)果分析

高性能混凝土的綜合性能受多重因素的影響，具體體現(xiàn)在粘聚性、和易性、保水性、抗壓性、抗?jié)B性、抗氯離子滲透等方面。因此，在針對高性能混凝土組織試驗(yàn)與質(zhì)量分析時(shí)，需著重考慮到此類影響因素，細(xì)致分析，得出準(zhǔn)確的結(jié)果。此處對試驗(yàn)檢測結(jié)果做如下總結(jié)：

（1）拌合物工作性能試驗(yàn)。試樣總量為36 組，經(jīng)工藝優(yōu)化后，產(chǎn)出的高性能混凝土的坍落度控制在180～220mm，確保粘聚性、和易性、保水性良好，可完全滿足工程質(zhì)量要求，能夠?qū)⑵渥鳛楦咚俟返氖┕げ牧蟍3]。

（2）抗壓性試驗(yàn)。試樣總量為36 組，經(jīng)對比分析后，確定性能最優(yōu)的混凝土。結(jié)果表明，變異系數(shù)得到有效的控制，僅為0.039，同時(shí)在強(qiáng)度等方面也具有較好的表現(xiàn)，與標(biāo)準(zhǔn)值僅存在微小的差異。可見，高性能混凝土的質(zhì)量較為穩(wěn)定，性能均衡，綜合表現(xiàn)較佳。

（3）抗?jié)B性試驗(yàn)。試樣總量為3 組，在滿足配合比設(shè)計(jì)要求的情況改變各自的水膠比不同，調(diào)整膠凝材料和骨料用量，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 強(qiáng)度后，混凝土的抗?jié)B指標(biāo)均有提高的變化趨勢，隨水膠比的降低而提高。此外，在生產(chǎn)階段適當(dāng)降低水膠比后，改善混凝土的綜合性能，使其具有更高的強(qiáng)度耐久性以及經(jīng)濟(jì)作用。

（4）電通量試驗(yàn)。試樣總量為3 組，在滿足配合比設(shè)計(jì)要求的情況下改變各自的水膠比不同，調(diào)整膠凝材料和骨料用量，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 后，試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語

綜上所述，對高性能混凝土拌合物的粘聚性、和易性、保水性、抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性、電通量等指標(biāo)的探索，滿足海洋氯化環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度和耐久性的要求。在眾多的工程建設(shè)中，高性能混凝土為重要材料，其質(zhì)量控制是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工作，需充分考慮到強(qiáng)度、抗壓性、耐久性等方面的要求，采取全面的控制措施，以便發(fā)揮高性能混凝土的工程應(yīng)用優(yōu)勢。作為技術(shù)人員，應(yīng)做好高性能混凝土的試驗(yàn)檢測工作，以科學(xué)的方式量化分析混凝土的質(zhì)量，在不影響質(zhì)量的前提下，調(diào)節(jié)材料的配比、減少材料的用量，從而以集約化的方式完成工程的建設(shè)工作，筑造高品質(zhì)的工程，推動社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為我們在國外的高性能混凝土施工積累良好的經(jīng)驗(yàn)。