摘? 要：本文介紹了滬蘇通長(zhǎng)江大橋及所使用高性能混凝土的概況，闡述了高性能混凝土的配合比技術(shù)要求，并對(duì)配合比進(jìn)行了優(yōu)化，提出了現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制措施，保證了高性能混凝土高工作性、高體積穩(wěn)定性及耐久性。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土;配合比;質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TU755? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）07-0000-00

1工程概況

滬蘇通長(zhǎng)江大橋位于江陰長(zhǎng)江大橋下游45km、蘇通長(zhǎng)江大橋上游40km，北岸為南通市，南岸為張家港市，大橋全長(zhǎng)11.072km。正橋墩身采用墩頂設(shè)置墩帽的單箱三室薄壁空心墩鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墩身順橋向外壁采用40：1坡度放坡至墩底，空心墩內(nèi)壁采用60：1放坡至墩底。除拱橋拱腳墩以外，墩身高度都在50m以上，寬度都不窄于31m，是國(guó)內(nèi)較為罕見的大面積、大體積墩身。墩身混凝土采用高性能混凝土，強(qiáng)度等級(jí)為C40，用量約12.8萬m3。滬蘇通長(zhǎng)江大橋自2014年3月開工建設(shè)，2020年7月1日正式開通運(yùn)營(yíng)。經(jīng)過近1年的運(yùn)營(yíng)檢驗(yàn)，大橋質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，高性能混凝土質(zhì)量得到了保證，為大橋的整橋性能達(dá)標(biāo)提供了基礎(chǔ)保證。

2高性能混凝土概述

2.1 高性能混凝土概念

高性能混凝土是指通過采用低水膠比并摻加足夠礦物細(xì)摻料、高效外加劑等，提高普通混凝土性能的新型混凝土。除了具有高耐久性，還能保證良好的工作性、適用性、經(jīng)濟(jì)性，以及高尺寸穩(wěn)定性和較高的強(qiáng)度。

2.2 高性能混凝土的特點(diǎn)

高性能混凝土具有如下性能：

（1）由于高性能混凝土的高密度、低滲透性且高抗腐蝕能力，因此具有耐久性的關(guān)鍵性能，即高抗?jié)B能力。

（2）高性能混凝土工作性良好，混凝土拌和物流動(dòng)性較高，易泵送，混凝土具有高黏聚性，在成型過程中不分層、不離析，易填充，且自密實(shí)性能好。

（3）高性能混凝土具有低干縮、低徐變、低溫度變形和高彈性模量，即高體積穩(wěn)定性。

3 C40混凝土的配合比技術(shù)要求

混凝土配合比的設(shè)計(jì)思路是先按照施工圖紙、混凝土相關(guān)技術(shù)規(guī)范及本項(xiàng)目混凝土中所使用原材料的特點(diǎn)進(jìn)行理論配合比的初步設(shè)計(jì)，先滿足拌合物性能，再滿足力學(xué)性能要求，其次滿足耐久性要求，最后通過對(duì)比分析，選擇三種指標(biāo)都較合理的配合比。

3.1 配置強(qiáng)度設(shè)計(jì)

混凝土的施工配置強(qiáng)度除保證規(guī)定的強(qiáng)度外，標(biāo)準(zhǔn)差σ應(yīng)采用較高值（取5.0MPa），則C40混凝土配置強(qiáng)度為：

fcu，o=fcu，k+1.645σ=40+1.645×5.0=48.2MPa

3.2 質(zhì)量控制

新拌混凝土的質(zhì)量控制包括混凝土的凝結(jié)時(shí)間、和易性以及后期性能。凝結(jié)時(shí)間可以由水泥品種及外加劑來控制，而影響和易性和混凝土后期性能主要控制指標(biāo)的主要因素具體見表1和表2：

3.3 材料用量控制

考慮到墩身的體積較大，在滿足強(qiáng)度、耐久和工作性能的前提下，通過優(yōu)選集料和優(yōu)化配合比，盡量減少凝膠材料用量，降低水化熱，防止混凝土內(nèi)部和表面溫差超過20℃，造成混凝土開裂。同時(shí)，合理摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰與高性能減水劑也能夠降低水化熱，增強(qiáng)混凝土和易性，并于泵送。

4高性能混凝土配合比優(yōu)化技術(shù)

4.1原材料控制

4.1.1 水泥質(zhì)量控制

滬蘇通大橋正橋墩身施工采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，由于水泥及礦物組成成分對(duì)混凝土耐久性影響很大，因此對(duì)進(jìn)場(chǎng)的每一批水泥都必須嚴(yán)格按規(guī)范要求做好細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、安定性及膠砂強(qiáng)度等試驗(yàn)。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3和表4。

4.1.2 摻合料的質(zhì)量控制

礦物摻合料是指具有一定細(xì)度和活性的用于改善新拌合混凝土性能的礦物類產(chǎn)品。礦物摻合料可有效改善混凝土的耐久性和工作性能，例如加強(qiáng)可泵送性、抗裂性、耐蝕性、護(hù)筋性及抗堿-骨料反應(yīng)性等。因此，有必要嚴(yán)格控制摻合料的質(zhì)量。本工程所使用摻合料相關(guān)檢測(cè)結(jié)果見表5和表6。

4.1.3 細(xì)骨料質(zhì)量控制

所使用細(xì)骨料相關(guān)檢測(cè)結(jié)果見表7。

4.1.4 粗骨料質(zhì)量控制

所使用粗骨料相關(guān)檢測(cè)結(jié)果見表8。

4.1.5 外加劑質(zhì)量控制

外加劑可改善混凝土和易性、可泵送性，加快混凝土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)。滬通大橋正橋墩身選用的是JD-9聚羧酸高性能減水劑，通過反復(fù)適配和季節(jié)及時(shí)調(diào)整，選擇最為合適的成分比例及摻量。每批外加劑到現(xiàn)場(chǎng)后，必須提前檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)，合格后方可使用。相關(guān)檢測(cè)結(jié)果見表9。

4.1.6 拌合水質(zhì)量控制

滬通大橋混凝土拌合采用地下水，各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果如表10。

4.2 配合比試配和優(yōu)化

根據(jù)設(shè)計(jì)使用年限、施工工藝和環(huán)境條件等，通過試配、調(diào)整、試件檢測(cè)和試澆筑等步驟選定混凝土的配合比，同時(shí)考慮原材料、環(huán)境條件等可能出現(xiàn)的變化，選定備用配合比。

結(jié)合混凝土相關(guān)技術(shù)規(guī)范，并針對(duì)本項(xiàng)目混凝土中所使用原材料的特點(diǎn)，試驗(yàn)室確定表11的基準(zhǔn)配合比，混凝土性能如表12。

在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上分別增加和減少0.03水膠比，確定表13的配合比，水膠比調(diào)整后的混凝土性能如表14。

通過比較3種不同水膠比的混凝土性能和強(qiáng)度，選擇水膠比0.38的基準(zhǔn)配合比配制墩身混凝土。

5高性能混凝土施工工藝

5.1拌合

滬通大橋HTQ-1標(biāo)正橋墩身混凝土由水上3座180m/h拌合站負(fù)責(zé)供應(yīng)。在澆筑前，提前檢測(cè)砂石料含水率，調(diào)整粗、細(xì)骨料和水的實(shí)際用量。

按照施工配合比對(duì)所使用的原材料進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，稱量允許最大偏差見表15。

拌合站采用逆流式強(qiáng)制攪拌機(jī)，投入攪拌機(jī)的原材料通過電腦自動(dòng)控制，投料順序按照工藝性試驗(yàn)試拌的結(jié)果進(jìn)行，主要分冬期施工和夏期施工兩個(gè)方面，混凝土攪拌時(shí)間按照規(guī)范規(guī)定為2～3min每盤，具體攪拌時(shí)間也是按照攪拌工藝性試驗(yàn)進(jìn)行確定?；炷恋某鰴C(jī)溫度夏季不超過30℃，冬季不低于10℃，混凝土含氣量控制在2.6%～3.2%之間，墩身混凝土的塌落度宜控制在180～200mm之間。

為了控制好砂石質(zhì)量和攪拌質(zhì)量，以確保混凝土的工作性能，項(xiàng)目部建立了如圖1的控制體系。

5.2 運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸過程中注意保持均勻性，避免分層、離析和漏漿，并確保坍落度、含氣量、入模溫度等工作性能滿足要求;滬通大橋在江中設(shè)置了三臺(tái)180m3/h的水上攪拌站，使用10臺(tái)混凝土運(yùn)輸車，攪拌出來的混凝土運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)至入模一般控制在20min以內(nèi)。運(yùn)輸設(shè)備夏天采取隔熱措施，冬天具有保溫措施很好的保證了混凝土的性能。

5.3 澆筑

墩身混凝土澆筑采用汽車泵和拖泵進(jìn)行。施工墩身混凝土標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段約400～500m，墩身下部4～5節(jié)考慮用汽車泵進(jìn)行施工，以上部分考慮用兩臺(tái)拖泵。

混凝土入模前應(yīng)對(duì)入模溫度、坍落度、含氣量進(jìn)行檢測(cè)，入模溫度應(yīng)控制在5～30℃，含氣量、坍落度符合配合比設(shè)計(jì)要求。混凝土澆筑時(shí)采用分層連續(xù)推移的方式澆筑，分層厚度按30cm控制，禁止用振搗棒趕料。

混凝土澆筑時(shí)為了減小混凝土自由落體高度，在使用汽車泵澆筑時(shí)，加長(zhǎng)汽車泵軟管。軟管插入待澆筑混凝土面附近，保證混凝土自由傾落高度不大于2m。拖泵澆筑時(shí)需要懸掛串筒進(jìn)行混凝土澆筑，串筒間用鎖鏈等進(jìn)行鉤掛串聯(lián)形成整體，串筒出料口距混凝土澆筑面的高度不超過1m。以7#墩為例，串筒平面布置如圖2。

5.4 振搗

應(yīng)按照事先規(guī)定的工藝路線和方式振搗混凝土，不得隨意加振或漏振。為避免過振，每點(diǎn)的振搗時(shí)間一般不宜超過25s，以表面泛漿或不冒大氣泡為準(zhǔn)。采用插入式振搗棒宜用垂直點(diǎn)振方式，不得平拖振搗棒來改變振搗棒的水平位置，應(yīng)先豎向緩慢拔出振搗棒，再移到新位置。

高性能混凝土的流動(dòng)性一般比較大，為了避免出現(xiàn)過振或漏振，每次混凝土澆筑前，我們都要先進(jìn)行技術(shù)交底，嚴(yán)格按照工藝路線進(jìn)行，否則，過振會(huì)使混凝土離析，表面泌水，而泌出的多余水就會(huì)順著模板流淌下來，將混凝土表面的水泥漿沖掉，拆模后就看到一條條的砂線，既影響外觀質(zhì)量又影響混凝土耐久性。而漏振就會(huì)出現(xiàn)混凝土里面密實(shí)，表面稀松，影響混凝土的耐久性。若混凝土入模坍落度稍大就應(yīng)該相應(yīng)減少振搗時(shí)間，以引出混凝土中的有害氣泡為準(zhǔn)則，若入模坍落度較小則應(yīng)該適當(dāng)延長(zhǎng)振搗時(shí)間，使混凝土密實(shí)。

5.5養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)是整個(gè)高性能混凝土的生命周期中最主要的一部分，如果不及時(shí)養(yǎng)護(hù)或者養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，就會(huì)造成混凝土早期開裂，一旦開裂，水、二氧化碳、有害物質(zhì)就會(huì)順著裂縫滲透至混凝土中與混凝土中的堿產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使得裂縫進(jìn)一步膨脹，其實(shí)混凝土大多不是由于荷載破壞的而是由于形變（收縮、膨脹、裂縫）產(chǎn)生的破壞。

根據(jù)專家研究，混凝土拆模后2小時(shí)是整個(gè)混凝土水分散失最快的時(shí)候，因此要求我們現(xiàn)場(chǎng)混凝土結(jié)構(gòu)物主要是墩身等大面積暴露在空氣中的混凝土結(jié)構(gòu)物拆完摸后第一時(shí)間噴灑和混凝土表面溫度不超過15℃的水（剛拆完?；炷帘砻娴臏囟容^高，特別是大體積混凝土，如果水溫低于表面溫度太多，直接會(huì)出現(xiàn)裂紋），而且要始終保證混凝土表面是潮濕狀態(tài)，如果灑水困難也可噴涂養(yǎng)護(hù)劑目的就是保證混凝土內(nèi)部的水分不丟失。

6結(jié)語

綜上所述，高性能混凝土不但要有好的原材料、施工配合比，還應(yīng)該具有全方面的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制（拌合、運(yùn)輸、振搗及養(yǎng)護(hù)）。只有當(dāng)設(shè)計(jì)和施工養(yǎng)護(hù)每一個(gè)環(huán)節(jié)按照要求去做了才能體現(xiàn)出高性能混凝土的優(yōu)勢(shì)，從而滿足高工作性、高體積穩(wěn)定性及耐久性的要求。

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收稿日期：2021-06-12

作者簡(jiǎn)介：明海翔（1963—），男，湖北廣水人，工程碩士，高級(jí)工程師，研究方向：工程建設(shè)技術(shù)、鐵道工程。

Discussion on the High-performance Concrete Construction Technology of the Shanghai-Suzhou-Nantong Yangtze River Bridge

Ming Haixiang

（China Railway Construction Management Co.， Ltd.， Beijing? 100844）

Abstract：This paper introduces the overview of Shanghai-Nantong Yangtze River Bridge and high-performance concrete， expounds the technical requirements of high-performance concrete， optimizes the mix ratio， and puts forward site quality control measures to ensure high workability， volume stability and endurance of high-performance concrete.

Keywords：High-performance concrete; Mix ratio; Quality control