高性能混凝土在西柏坡高速的施工質(zhì)量控制

劉月麗，路 昊

（中交第四公路工程局有限公司六公司，北京 100025）

0 引言

西柏坡高速（三期）工程工期緊、任務(wù)重，橋梁結(jié)構(gòu)形式多樣，若采用高標(biāo)號(hào)的水泥，增加水泥用量的做法會(huì)導(dǎo)致收縮、徐變?cè)龃?，也影響混凝土的耐久性；水泥用量的增加?huì)導(dǎo)致施工成本的增加，影響經(jīng)濟(jì)效益；因水泥用量大，水化熱高，某些部位溫度應(yīng)力難以控制，個(gè)別部位可能因此無法施工。針對(duì)此特點(diǎn)西柏坡高速（三期）工程采用高性能混凝土應(yīng)用普通硅酸鹽水泥，摻加優(yōu)質(zhì)摻合料和聚羧酸外加劑的高性能混凝土，既保證了工程質(zhì)量又大大提高了施工進(jìn)度。

1 原材料情況

西柏坡高速（三期）工程所采用的原材料為以下幾種。

1.1 水泥

配制的高性能混凝土選用的是質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥（P.O），不宜使用早強(qiáng)型水泥。西柏坡高速（三期）工程采用的水泥為普通硅酸鹽鼎鑫P.O 42.5、P.O 52.5水泥；各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 175的規(guī)定。

1.2 細(xì)骨料

采用河北正定砂場(chǎng)生產(chǎn)的中砂，細(xì)度模數(shù)為2.76；細(xì)骨料應(yīng)滿足現(xiàn)行公路工程有關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1.3 粗骨料

粗骨料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、均勻潔凈、級(jí)配合理、粒形良好、吸水率小的碎石，不宜采用砂巖碎石。配制C50及以上預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)r，粗骨料最大公稱粒徑不應(yīng)大于25mm。西柏坡高速（三期）工程采用石家莊市鹿泉碎石場(chǎng)5～20mm二級(jí)配及5～31.5mm三級(jí)配的碎石。

1.4 摻合料

礦物摻合料應(yīng)作為高性能混凝土的必需組份。配制高性能混凝土所用的礦物摻合料可為粉煤灰、磨細(xì)高爐礦渣粉等其它活性材料，粉煤灰、礦渣粉技術(shù)指標(biāo)應(yīng)分別滿足相關(guān)規(guī)范的要求。粉煤灰采用西柏坡電廠Ⅰ級(jí)粉煤灰；礦渣粉采用的是河北冀泰有限公司生產(chǎn)的礦渣粉。

1.5 外加劑

采用河北鐵園科技有限公司生產(chǎn)的TY-6型聚羧酸系復(fù)合型高性能減水劑；聚羧酸系減水劑符合有關(guān)規(guī)范的要求。

1.6 水

采用當(dāng)?shù)仫嬘盟?/p>

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 一般規(guī)定

2.1.1 混凝土的坍落度應(yīng)滿足施工要求，西柏坡高速（三期）工程所采用混凝土的坍落度均為200±20mm，在滿足施工要求的前提下盡量采用較低的坍落度。

2.1.2 為改善混凝土的耐久性，混凝土需適量引氣，無抗凍要求的混凝土入模含氣量應(yīng)控制在2%～4%，有抗凍要求的混凝土的適宜含氣量應(yīng)由其抗凍等級(jí)通過試驗(yàn)確定，一般宜控制在3%～7%，具體還應(yīng)符合公路現(xiàn)行規(guī)范要求。

2.2 配合比的選定

2.2.1 按選定的混凝土配合比，配制的混凝土拌合物應(yīng)滿足施工要求，配制成的混凝土應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性等質(zhì)量要求。

2.2.2 混凝土中適量摻加符合技術(shù)要求的粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉等礦物摻合料?；炷林羞m量摻加符合本技術(shù)條件要求的混凝土外加劑，優(yōu)先選用多功能復(fù)合外加劑。

3 高性能混凝土的施工要求及質(zhì)量控制

3.1 原材料儲(chǔ)存與管理

3.1.1 混凝土原材料進(jìn)場(chǎng)后，對(duì)原材料的品種、規(guī)格、數(shù)量以及質(zhì)量證明書等進(jìn)行驗(yàn)收核查，并按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定取樣和復(fù)驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)合格的原材料方可進(jìn)場(chǎng)，對(duì)于檢驗(yàn)不合格的原材料，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定清除出場(chǎng)。

3.1.2 不同混凝土原材料都有固定的堆放地點(diǎn)和明確的標(biāo)識(shí)，標(biāo)明材料名稱、品種、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期和進(jìn)場(chǎng)日期。

3.2 計(jì)量與攪拌

3.2.1 混凝土原材料應(yīng)采用電子計(jì)量系統(tǒng)以質(zhì)量計(jì)量，每一工班正式稱量前應(yīng)對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行檢查，應(yīng)嚴(yán)格按照施工配合比要求進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，每盤稱量最大偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：水泥、摻合料、外加劑和拌合用水不超過±1%，粗細(xì)骨料不超過±2%。

3.2.2 為保證混凝土的均勻性，西柏坡高速（三期）工程混凝土的攪拌采用臥軸式攪拌機(jī)并嚴(yán)格控制拌合時(shí)間。攪拌時(shí)，宜先向攪拌機(jī)投入細(xì)骨料、水泥、礦物摻合料和外加劑，攪拌均勻后，再加入所需用水量，待砂漿充分?jǐn)嚢韬笤偻度氪止橇希⒗^續(xù)攪拌至均勻?yàn)橹?。上述每一階段的攪拌時(shí)間不少于30s，總攪拌時(shí)間不宜少于2min，也不宜超過3min。

3.3 運(yùn)輸

3.3.1 運(yùn)輸過程中確保混凝土不發(fā)生離析、漏漿、嚴(yán)重泌水及坍落度損失超過要求等現(xiàn)象，能保證運(yùn)至澆筑地點(diǎn)的混凝土具有要求的塌落度和含氣量等工作性能。若運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象時(shí)，在澆筑前對(duì)混凝土進(jìn)行二次攪拌，但嚴(yán)禁再次加水。

3.3.2 運(yùn)輸混凝土過程中，特殊季節(jié)應(yīng)對(duì)運(yùn)輸設(shè)備采取保溫隔熱措施，防止夏季局部混凝土溫度升高或冬季受凍。采取適當(dāng)措施防止水份進(jìn)入運(yùn)輸容器或蒸發(fā)，嚴(yán)禁在運(yùn)輸過程中向混凝土內(nèi)加水。

3.4 澆筑

澆筑混凝土前，針對(duì)工程特點(diǎn)、施工環(huán)境條件與施工條件事先設(shè)計(jì)澆筑方案，包括澆筑起點(diǎn)、澆筑進(jìn)展方向和澆筑厚度等；混凝土澆筑過程中，及時(shí)將入模的混凝土均勻振搗密實(shí)，不得隨意加密振點(diǎn)或漏振，不得無故更改事先確定的澆筑方案。

3.5 振搗

3.5.1 澆筑混凝土?xí)r，采用插入式高頻振動(dòng)棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等振搗設(shè)備振搗混凝土。振搗時(shí)應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋鐵件。

3.5.2 使用插入式高頻振搗器振搗混凝土?xí)r，采用垂直點(diǎn)振方式振搗。

3.6 養(yǎng)護(hù)

3.6.1 混凝土振搗完成后，及時(shí)采用蓬布、塑料布等對(duì)暴露面進(jìn)行緊密覆蓋。暴露面保護(hù)層混凝土初凝前，應(yīng)卷起覆蓋物，用抹子搓壓表面至少二遍，使之平整后再次覆蓋，此時(shí)注意覆蓋物不要直接接觸混凝土表面，直至混凝土終凝為止。采用塑料薄膜養(yǎng)護(hù)層時(shí)，其敞露的全部表面覆蓋嚴(yán)密，并保持塑料薄膜內(nèi)有凝結(jié)水。采用噴化學(xué)漿液養(yǎng)護(hù)層時(shí)，經(jīng)試驗(yàn)證明并采取措施確保不漏噴后，可不灑水養(yǎng)護(hù)。

3.6.2 混凝土帶模養(yǎng)護(hù)期間，采取帶模包裹、澆水、噴淋水或通蒸汽等措施進(jìn)行保濕、潮濕養(yǎng)護(hù)。

3.6.3 混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)分靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段。靜停期間保持環(huán)境溫度不低于5℃，灌筑結(jié)束4～6h且混凝土終凝后方可升溫，升溫速度不宜大于10℃/h，恒溫期間混凝土內(nèi)部溫度不宜超過60℃，最大不得超過65℃，恒溫養(yǎng)生溫度不應(yīng)超過80℃，恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)構(gòu)件脫模強(qiáng)度要求、混凝土配合比情況以及環(huán)境條件等通過試驗(yàn)確定，降溫速度不宜大于5℃/h。蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，繼續(xù)對(duì)混凝土進(jìn)行保溫保濕自然養(yǎng)護(hù)。

4 成本對(duì)比分析

高性能混凝土用于橋涵工程中，不但強(qiáng)度高、工作性、耐久性好，最重要的是經(jīng)濟(jì)性，以西柏坡高速（三期）工程C50混凝土為計(jì)算實(shí)例。

4.1 C50普通混凝土原材料成本（每方）

水泥：0.481噸×395元/噸=189.99元

河沙：0.655噸÷1.65噸/方×25元/方=9.92元

碎石：1.165噸÷1.5噸/方×40元/噸=31.07元

減水劑：0.00572噸×5320元/噸=30.43元

合計(jì)：189.99+9.92+31.07+30.43=261.41元

4.2 C50高性能混凝土原材料成本（每方）

水泥：0.356噸×395元/噸=140.62元

河沙：0.655噸÷1.65噸/方×25元/方=9.92元

碎石：1.165噸÷1.5噸/方×40元/噸=31.07元

粉煤灰：0.0625噸×130元/噸=8.13元

礦渣粉：0.0625噸×175元/噸=10.94元

減水劑：0.00572噸×5320元/噸=30.43元

合計(jì)：140.62+9.92+31.07+8.13+10.94+30.43=231.11元

從以上計(jì)算可以看出高性能混凝土每方原材料成本比普通混凝土要低261.41-231.11=30.3（元）。

5 高性能混凝土的特點(diǎn)

5.1 高性能混凝土具有很高的強(qiáng)度和抗?jié)B能力。

5.2 高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌合物具有較高的流動(dòng)性，混凝土在成型過程中不分層、不離析、易充滿模型。

5.3 高性能混凝土使用壽命長(zhǎng)，對(duì)于一些工程的特殊部位控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不是混凝土的強(qiáng)度而是耐久性。能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作50～100年，是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的。

6 結(jié)語

高性能混凝土能更好的滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求，能最大限度的延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價(jià)。是一種值得使用和推廣的新一代混凝土。

[1]陳曉育.高性能混凝土的應(yīng)用及其發(fā)展[J].科技資訊，2008，（7）：70.

[2]梁暉.高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)綜述[J].新型建筑材料，2001，（2）：4-5.