MRT-3膨胀剂在C50钢纤维混凝土桥面铺装中的应用

梁晓晔

(山西省公路局长治分局，山西长治 046000)

随着科学技术的不断提高，高等级公路建设的技术水平突飞猛进，各种各样的桥梁处处可见。桥梁面积占道路面积的比重越来越大，桥面铺装的使用功能尤为重要，桥面铺装的质量优劣，直接关系到承载车轮荷载的能力，对保护混凝土桥面板及主梁，防止混凝土及钢筋的锈蚀，提高行车的舒适度，增加桥梁的美观度，都起着极其重要的作用。

据对已建桥梁结构病害的统计，水是引起其破坏的关键因素。原理显而易见，由于车辆的荷载、现场施工工艺水平、混凝土原材料指标性能及温度、气候等变化均可引起混凝土的膨胀或收缩，会产生细微裂缝而引起桥面渗水或漏水，致使钢筋锈蚀，最终影响桥梁的耐久性、安全性。因此桥面铺装的质量问题越来越受到广大工程界的关注。

1 工程概况

朔州环线西南段高速公路铺上大桥，接山阴至平鲁高速公路枢纽互通立交设计起点XZK1+846.5。桥梁全长543 m，右前角90°，上部结构采用18孔30 m先简支后连续预应力混凝土箱梁，下部结构采用柱式墩、肋板台，钻孔灌注桩基础。全桥平面位于R=1 133.618 m的圆曲线(左转)上，墩台径向布置。由于本桥纵坡和横坡均较大，故在6号、10号、15号桥墩处采用墩梁固结形式。设计荷载为公路—Ⅰ级，桥面净宽11.75 m。

桥面铺装采用10 cm C50钢纤维防水混凝土+10 cm沥青混凝土。在防水混凝土和沥青混凝土之间设SJC-FⅡ型桥面防水涂料层。桥面铺装共12 760.5 m2，钢纤维掺入量为60 kg/m3。

2 技术方案的选定

10 cm钢纤维防水混凝土虽然加入了部分钢纤维，能够起到一定的抗裂效果，但该桥所处弯道，纵横坡都比较大，常年有大风，水分蒸发极快。而桥面铺装混凝土的特点是强度高、水化热反应快、面积大、没有工作缝等。本桥面铺装混凝土采用泵送工艺施工，混凝土坍落度大，在施工过程中若不能保持混凝土湿润，极易发生混凝土大面积裂缝的现象，在公路通车后，裂缝反射到路面上，造成渗水、起皮等一系列病害导致工程返修的可能性很大。

为防止本桥面铺装混凝土发生大面积裂缝，降低工程返修率，我部在桥面铺装混凝土层中用MRT-3微膨胀剂替代部分水泥，减少了混凝土的干缩裂缝，增强了混凝土结构的抗阻裂能力，从而满足桥面铺装对韧性、抗裂性能的需要。

3 试验

为保证C50钢纤维混凝土性能改良试验顺利完成，我部成立了课题小组，通过查阅资料，进行多番试验对比、汇总分析试验数据，结合工程成本费用计算，综合研究讨论，经监理工程师认可后，最终确定了相关试验数据。

3.1 原材料及其作用

水泥:采用冀东水泥厂生产的P.O52.5水泥。

粉煤灰:采用朔州电厂Ⅰ级粉煤灰。

外加剂:采用黄河HJSX-A聚羧酸减水剂，以提高水泥混凝土的施工和易性、可塑性，降低水灰比，减少孔隙率，增加混凝土的密实性，从而最终提高混凝土的抗渗性。

粗集料:采用当地石灰岩碎石，5 mm～25 mm连续级配，以提高混凝土的致密性。

细集料:采用奇村中粗河砂，细度模数2.8。

膨胀剂:采用黄河MRT-3膨胀剂配制成不透水混凝土，靠材料自身的密实性、防潮性来提高防水性;同时，靠自身的膨胀性补偿混凝土的干缩变形，有效消除混凝土的裂缝。

钢纤维:采用郑州禹建，掺入纤维后，经均匀拌和，混凝土中的纤维纵横交错，增强混凝土的内部粘结，起到“加筋”的作用，提高混凝土的韧性和延展性，减少混凝土的收缩率，减少微细裂缝的发生，有效增强混凝土的抗裂性，提高混凝土的抗渗性。

3.2 配合比

试验人员根据不同的膨胀剂用量，在普通混凝土配合比的基础上分别按水泥用量的10%，12%，14%，16%掺入MRT-3膨胀剂，最后确定在膨胀剂掺入12%时，C50钢纤维防水混凝土强度、抗渗性及其他性能和经济效果最好。

4 施工工序

梁板在上部现浇工程及体系转换完成后，对梁板混凝土进行凿毛、清洗，用高压水枪将梁板冲净，做好现场准备工作。在铺筑桥面混凝土前，保证梁板混凝土表面的湿润度。施工采用三辊轴摊铺工艺、平板振捣器振捣，严格按照施工规范进行施工，振捣完成后进行混凝土抹面，在混凝土初凝后再进行二次收面并拉毛，拉毛完成后用塑料薄膜覆盖进行养生，养生最少7 d。

5 现场控制

5.1 选择合理的施工时间

由于该桥所处弯道，纵横坡都比较大，常年有大风，水分蒸发极快，而桥面混凝土铺装时，施工面积大，收面要求严格、时间长，容易受高温烈日、大风等天气影响到施工质量，故我部避开大风天气，最终选择在夜间风小的时间施工，以减免表面裂缝的发生。

5.2 严格控制混凝土的拌和

混凝土的拌和应严格控制好配合比，计量精确。在拌和过程中要严格控制水泥及外加剂的用量，先对骨料进行一次干拌，然后加入外加剂、钢纤维和水再进行拌和，总拌和时间不得小于270 s。生产出来的混凝土坍落度控制在160 mm～180 mm之间，钢纤维分布均匀，和易性良好，无泌水现象。

5.3 加强混凝土的养生

混凝土在浇筑完成后的养生问题对混凝土的质量影响也很重要，因为混凝土内掺入粉煤灰，若混凝土不能及时养护，强度发展很慢，早期强度低，很容易引起混凝土的塑性裂缝。再加上膨胀剂等外加剂，对混凝土的养护要求也很高，稍有不慎，就可能产生裂缝。

6 结语

1)经过工程实例对比，掺入MRT-3膨胀剂的钢纤维混凝土，能够有效防止裂缝产生，外观质量较好，性能优于普通钢纤维混凝土，能够产生良好的防裂抗渗功能。

2)由于掺入MRT-3膨胀剂后，混凝土水泥用量减少，但混凝土的强度并未明显降低，且由于水泥用量减少，混凝土的水化反应强度也较为降低，而经济成本并未增加。

因此掺入MRT-3膨胀剂后的钢纤维混凝土各项性能优于普通钢纤维混凝土，而且能够大大地提升混凝土的抗裂和抗渗性能等。由于掺入膨胀剂后的钢纤维混凝土的性能较好，对原材料和配合比的试验要求精度高，现场拌和和养护要求严格，所以需要较高的施工水平和丰富的施工经验为基础作为保障。