浅谈中低强高性能混凝土在桥梁施工项目中的应用

康涛　张鹏

摘 要：文章以中低强高性能混凝土为基础，与实际桥梁施工项目相结合，分析了中低强高性能混凝土的特点、材料组成以及施工中的控制要点。

关键词：中低强高性能混凝土；耐久性；施工控制。

中图分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）23-0164-02

1 概 述

笔者从事的桥梁施工项目地位于江苏省苏州市东北部，桥梁沿线地区自然条件优越，经济基础雄厚，水、陆路交通较为便利。主要为杨林港桥、大庆桥的桥梁工程。本桥梁混凝土强度等级在C30～C50之间，每次浇筑方量基本控制在200 m3之内。要求墩柱、梁体混凝土必须满足外观整洁干净，无蜂窝、麻面，无明显色差，制取试件28d强度均满足设计要求。为了使高性能混凝土较好地应用，主要加强施工工艺和施工现场控制，混凝土各项指标均要满足要求。

2 中低强高性能混凝土的特点

中低强高性能混凝土采用常规的工艺和材料进行生产，具有普通混凝土所要求的各项性能指标，且是具有高耐久性和良好体积稳定性的混凝土，使用寿命比普通混凝土长，强度等级在C30～C50，水胶比在0.33～0.45之间。下面是其特点：

①具有一定强度和高抗渗能力；

②掺适量高性能减水剂和矿物掺和料；

③良好的工作性；

④较好的体积稳定性；

⑤具有高耐久性。

3 中低强高性能混凝土的材料组成及要求

3.1 水 泥

水泥宜采用品质良好、供货稳定、标准稠度低、强度等级不低于42.5 MPa硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。不宜采用粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。总胶凝材料用量320～480 kg/m3。对暴露在空气中的一般结构物混凝土，考虑其碳化耐久性要求，硅酸盐熟料用量不小于240 kg/m3。

3.2 水

符合国家标准的饮用水可直接作为混凝土拌制和养护用水；当水源发生变化时或对水质有疑问时，应对水质进行检验。中低强高性能混凝土单位用水量不宜超过175 kg/m3，单位用水量宜控制在150～175 kg/m3。应根据工程的结构部位特性要求、施工季节、施工环境及难易程度、减水剂的减水率等确定单位用水量。本施工项目：桩基用水量170～180 kg/m3，坍落度180～220 mm；承台用水量155～175 kg/m3，坍落度120～180 mm；墩柱、盖梁、挡土墙、现浇箱梁、预制箱梁用水量150～165 kg/m3，坍落度120-180 mm[1]。

3.3 粗、细集料

黄砂为级配良好中粗河砂或江砂，细度模数在2.6～3.2。高性能混凝土规范要求：黄砂含泥量不大于2%，泥块含量不大于0.5%。

石料为最大粒径小于31.5mm的连续级配，宜采用石灰岩、玄武岩、花岗岩、辉绿岩，不宜采用砂岩。严控在级配区间范围内的最小空隙率及含泥量，松散空隙率宜不大于43%、紧密空隙率宜小于40%。砂、石松散空隙率乘积为0.16～0.2。级配区间范围内的最小空隙率的确定方法：在级配区间范围内，按照不同比例将不同粒径的石子掺配，使石子的松散及紧密密度最大或较大[2]。

3.4 掺和料

配制混凝土的掺合料有：矿粉、粉煤灰、硅灰、复合微细粉、天然沸石粉、偏高岭土粉等。配制中低强高性能混凝土的矿物细料一般只掺矿粉、粉煤灰，根据实践表明，掺入矿粉的中性能混凝土比掺入粉煤灰的外观质量好，且28天后的强度符合要求并且还在不断增长。硅灰、复合微细粉较少使用在中低强高性能混凝土中，天然沸石粉、偏高岭土粉等在《公路桥涵施工技术规范》JTJ/T 50-2011、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ/TB 07-01-2006中规定严禁使用。

3.5 外加剂

采用聚羧酸高效减水剂，要求具有一定的保坍效果，高性能混凝土减水剂减水率不低于20%，硫酸钠含量小于5%，碱含量不超过10%，外加剂中的氯离子含量不得大于0.02%，含气量不小于3%，且对钢筋无任何腐蚀作用。

4 中低强高性能混凝土在桥梁施工项目中的控制 要点

中低强混凝土在桥梁施工项目中的控制主要从原材料质量、混凝土的拌合与运输、到达现场坍落度、施工工艺以及混凝土养护这几个方面进行控制。

4.1 混凝土所需原材料各项指标必须满足的条件

必须满足上文中混凝土的配制要求和设计要求，不得有任何严重缺陷，否则会从根源上导致影响混凝土的各项性能[3]。

4.2 混凝土的拌合与运输

①拌合楼工作人员根据配合比准确录人数据，输入后由搅拌楼操作员和试验人员共同鉴定才可进入生产程序。

②对搅拌楼的计量设备进行定期计量校定，确保实际施工配合比的准确性。

③混凝土一定要拌合均匀，这样才可使其浇筑的构件外观质量良好，因此这与搅拌机搅拌时间和搅拌效率有着密切关系。搅拌时间短各种材料之间搅拌不均匀；搅拌时间长易导致拌合物产生离析现象。搅拌时间根据搅拌机械的类型、骨料品种粒级以及不同强度等级混凝土坍落度要求等情况来决定。

④自卸车辆装料前，保证厢罐洁净，设专人洒水润壁。为防止混凝土离析，车辆与搅拌楼卸料落差小于2 m。

⑤混凝土运输过程中做到不漏浆、漏料，严禁污染路面，不因个人原因随意耽搁。自卸车运输应保证车辆行驶平稳，减小颠簸，防止混凝土离析，保证混凝土到达现场工作性良好。

⑥车辆到达现场卸料设专人指挥，保证卸料到位，严禁碰撞汽车泵和现场施工设备及其他设备。卸料完毕车辆迅速离开，不得停留现场及影响施工。

4.3 现场坍落度控制

拌合楼至实际施工现场只有八分钟的车程，通过配合比验证试验和实际的浇筑情况可以判定基本无坍落度损失，搅拌楼根据配合比设计要求，严格控制混凝土的坍落度并满足设计值；若运距较长，应在配合比设计阶段考虑运输过程中的坍落度损失，保证混凝土到达现场的工作性满足施工要求。每车混凝土到现场应由试验检测人员进行坍落度试验检测，对不满足坍落度设计要求的混凝土要求退回或调料直至满足要求，且混凝土工作性也应满足实际施工要求。

4.4 施工中控制要点

①混凝土浇筑之前，在新老结构物交界处洒水潮湿。

②模板对结构物外观质量有着重要的影响，浇筑前，模板表面不得有粗糙或附着杂物，专人清理干净，工程技术人员进行验收直至合格；模板隔离剂需涂刷均匀，不得漏刷，涂刷完成后用塑料薄膜覆盖，防止外界污染或人为破坏；浇筑前模板缝隙堵严，浇筑中不得出现漏浆现象。

③墩柱混凝土用汽车泵进行浇筑，泵管口加长橡胶管伸入模板中下料，管口距离浇筑面80 cm左右的高度，以减少混凝土下料冲击力。采用插入式振动器分层振捣密实，振捣做到快插慢拔，不漏振不过振，保证振捣密实，所有墩柱一次性浇筑成型。

④现浇箱梁采用分层浇筑。浇筑底板时，混凝土用汽车泵送至施工面，人工铲运均匀布料和振捣，顶板用条布覆盖，防止浆体溅落在钢筋和模板上。腹板从两端浇筑，同时斜向分层进行腹板浇筑，控制两端对称下料，保持一致。腹板砼采用插入式振动棒振捣，横隔板砼浇筑穿插在底板和腹板浇筑过程中进行。由于封头锚垫板处钢筋密集，必须采用小直径振动棒加强振捣，保证振捣的密实性。

⑤预制箱梁混凝土采用水平分层浇筑施工，先浇筑梁体底板，后对称浇筑两侧腹板，最后浇筑顶板和翼板。混凝土采用农用车+料斗进行运输，每斗料1 m3，保证每一方砼符合高性能混凝土要求。混凝土到达现场不得有泌水和离析现象，钢筋较密的地方要加强振捣。

⑥ 挡土墙墙身砼分二次浇筑，第一次浇筑基板砼及 30 ～45 cm高挡墙砼，待第一次浇筑的砼强度达到2.5 MPa时，凿除表面水泥砂浆及松弱层凿毛后用水冲洗干净。洗净架立墙身模板，布设墙身钢筋，并按预埋好泄水管然后进行第二次浇筑。

4.5 混凝土养护

预制箱梁混凝土夏季养护采用洒水、覆盖草垫、自然养护，冬季采用蒸汽养护，充分保证混凝土的养护条件。

桥梁现场结构混凝土采用喷膜养护，在新浇筑混凝土表面涂上养护剂，养护剂在干燥时间内不得超过4 h。采用压缩喷雾器喷洒，保证在结构物表面的均匀性。混凝土完成浇筑后，白天1～2 h喷洒一次，喷洒3次；早晨和晚间6 h喷洒一次，喷洒3次。喷头应垂直于结构物表面25 cm左右，使养护剂喷洒均匀，不得有漏喷或者少喷现象。待结构物表面成膜之后，用塑料薄膜包裹，防止外力破坏养护膜，达到全方位养护。

5 应用成果

经过一年半的施工实践工作表明，中低强混凝土对比于普通混凝土拥有更好的工作性能，混凝土成型拆模后无蜂窝、麻面，表面光洁，外观质量较好。进一步实践用掺矿粉混凝土和掺粉煤灰混凝土进行对比，浇筑成型的结构物表面更加光洁，外观质量比后者好，混凝土表面无裂缝无水纹，且28 d强度较前者更高更稳定。高性能混凝土28 d混凝土表面基本无碳化，相比普通混凝土拥有较好的体积稳定性和高耐久性。

参考文献：

[1] JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[2] GB175-2007，通用硅酸盐水泥[S].

[3] JTG B01-2014，公路工程技术标准[S].