基于高性能混凝土在公路橋涵工程中的應(yīng)用分析

駱宇

摘? 要：文章對(duì)于高性能混凝土的特點(diǎn)以及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行簡要介紹，對(duì)公路橋涵項(xiàng)目施工過程該材料的施工工藝運(yùn)用具體分析。希望通過文章的研究，可以為相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土;公路橋涵;施工應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）26-0174-02

Abstract： This paper briefly introduces the characteristics and advantages of high performance concrete， and analyzes the construction technology of this material in the construction process of highway bridge and culvert project. In the hope that through the study of the article， we can provide some reference for the relevant people.

Keywords： high performance concrete; highway bridge and culvert; construction application

引言

高性能混凝土（下文簡稱“高性能砼”）因其材料優(yōu)勢(shì)，適合應(yīng)用在公路橋涵項(xiàng)目施工當(dāng)中，施工過程需要運(yùn)用合理工藝，才能保證工程質(zhì)量。因此，需要加大力度研究此類材料在公路橋涵項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用流程，保證工程高效完成建設(shè)。

1 高性能混凝土介紹

1.1 原材料

高性能砼主要以水泥、粗細(xì)集料、水與粉煤灰各原料配制而成，要求水泥材料抗壓、抗折性優(yōu)良，通常需按照砼性能，合理選擇水泥標(biāo)號(hào)。常規(guī)上超過350m2d砼可選擇標(biāo)號(hào)>32.5普硅水泥，控制其中鋁酸三鈣的含量<8%，含堿率<8%，水泥細(xì)度<10%。細(xì)骨料通常選擇粗中砂，集料質(zhì)地均勻，模數(shù)控制在2.0～3.0之間。使用二級(jí)或者三級(jí)碎石作為松料，也可選擇碎卵石，控制大物料使用量，骨料粒徑≤31.5mm，可達(dá)到鋼筋保護(hù)層的厚度2/3。通常高強(qiáng)砼內(nèi)部顆粒需≤25mm，并且壓碎指標(biāo)<8%[1]。

1.2 性能

總體分析，高性能砼具有如下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：第一，其流動(dòng)性較好，施工過程攪拌容易，對(duì)比普通混凝土的配制方法，高性能砼配制過程用水量較少，因此不易發(fā)生離析問題，澆筑之后自然成型容易，結(jié)構(gòu)填充性優(yōu)良，自密實(shí)度高。第二，穩(wěn)定性較高，高性能砼在固結(jié)之后不易發(fā)生變形、收縮、扭曲等問題，因此，應(yīng)用在道路橋涵項(xiàng)目當(dāng)中，可有效控制結(jié)構(gòu)裂縫問題，并且其彈性模度高達(dá)45Gpa。第三，高性能砼的耐久性較強(qiáng)，硬化之后滲透性能較低，可阻擋雨水向公路橋涵結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲入，對(duì)于外界環(huán)境高溫以及道路上方荷載抵御能力較強(qiáng)，該結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度>200MPa。第四，高性能砼耐火性優(yōu)良，受到高溫影響，道路橋涵高性能砼結(jié)構(gòu)部分可能發(fā)生爆裂或者剝落等問題，原因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)密度較高，致使水分難以從結(jié)構(gòu)內(nèi)部排出，在外部高溫影響下，水蒸氣可形成蒸汽壓力，增加內(nèi)部壓力，處于拉伸力作用之下，發(fā)生爆裂現(xiàn)象。第五，結(jié)構(gòu)使用過程經(jīng)濟(jì)性良好，公路橋涵項(xiàng)目當(dāng)中，使用高性能砼可有效降低橋涵結(jié)構(gòu)的自重，將截面尺寸減小，進(jìn)而節(jié)約鋼筋、砼等實(shí)際用量，確保施工過程成本可控。

2 高性能混凝土在公路橋涵工程中的應(yīng)用

2.1 工前準(zhǔn)備

公路橋涵施工過程運(yùn)用高性能砼，需要施工方以及監(jiān)理單位共同培訓(xùn)檢驗(yàn)員和操作員，保證施工關(guān)鍵工序質(zhì)量。按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)需求、公路和橋涵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、所處地理環(huán)境等，制定合理施工方案，明確不同季節(jié)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的運(yùn)用。砼強(qiáng)度設(shè)計(jì)需要按照環(huán)境變化設(shè)計(jì)多種配比，若原料、工藝、環(huán)境發(fā)生變化，重新對(duì)配比確認(rèn)。對(duì)于首盤砼泌水率、坍落度、溫度合理鑒定及測(cè)試。由施工方和監(jiān)理方以及設(shè)計(jì)方共同制定質(zhì)量控制措施，并制定質(zhì)量保證和驗(yàn)收體系與制度，明確高性能砼原材料檢驗(yàn)方法，配合比設(shè)計(jì)要求，混凝土攪拌、澆筑、養(yǎng)護(hù)不同階段質(zhì)控措施，以及不同季節(jié)養(yǎng)護(hù)方式等。

2.2 材料計(jì)量和攪拌

稱量砼原材料過程，使用電子計(jì)量方式，保證水泥外加劑和摻合料計(jì)量誤差在±1%以內(nèi)，粗細(xì)骨料的計(jì)量誤差在±2%以內(nèi)。攪拌環(huán)節(jié)，先將細(xì)骨料水泥外加劑以及摻合料投入式攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌均勻之后加水和細(xì)骨料，不同階段攪拌時(shí)間>30s，總攪拌時(shí)間在2～3min之間。若施工處于冬季，需要先進(jìn)行熱工計(jì)算，將水骨料等預(yù)熱最高溫度確定出來，確保砼入模溫度>5℃，控制水溫<80℃，同時(shí)，也可適當(dāng)將骨料加熱，但是需控制溫度<60℃，攪拌時(shí)間可延長至4min。夏季攪拌砼過程，需要將水泥溫度控制<40℃，還可適當(dāng)加冰，控制拌合物溫度，將攪拌時(shí)間選擇在傍晚，保證砼入模溫度<28℃[2]。

2.3 砼運(yùn)輸和泵送

運(yùn)輸高性能砼過程需要盡可能控制運(yùn)輸時(shí)間，防止對(duì)材料性能造成影響。用于公路橋涵等結(jié)構(gòu)澆筑的混凝土，需控制其運(yùn)輸環(huán)節(jié)發(fā)生泌水、坍落度缺失、離析和漏漿等問題。若產(chǎn)生離析問題，需要澆筑前二次攪拌，但不可再次加水。運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，需要高速旋轉(zhuǎn)罐車30s左右，之后將高性能砼卸入至泵車料斗之內(nèi)。若澆筑厚度較大，可使用串筒，配合澆筑。通常泵送過程下料口可移動(dòng)，若其為固定形式，需要控制間距≤3m。砼泵送管水平長度≥15m，管路需要使用吊具或者支架固定，當(dāng)泵送方向向下時(shí)，需要控制管路和垂線二者夾角>12°，防止其中進(jìn)入空氣導(dǎo)致管路堵塞。當(dāng)砼攪拌1h之后，需要全部泵送。泵送時(shí)間間隔>15min，需要每隔5min開一次泵，若停頓時(shí)間>45min，需要將管內(nèi)砼全部清除，并用清水將管路沖洗干凈。

2.4 澆筑施工

公路橋涵的鋼筋定位，可使用細(xì)石混凝土塊進(jìn)行，確保墊塊形狀、尺寸等和保護(hù)層最高允許誤差相符，墊塊自身強(qiáng)度需要高于構(gòu)件砼，水膠比<0.4。澆注高性能砼之前，對(duì)鋼筋墊塊位置、緊固程度和數(shù)量進(jìn)行復(fù)核，確保保護(hù)層質(zhì)量。砼入模前，對(duì)其含氣量、塌落度、溫度等進(jìn)行測(cè)定，待其和標(biāo)準(zhǔn)相符之后才可澆筑，入模溫度控制5～28℃之間。若橋涵混凝土澆筑過程從高向低時(shí)，應(yīng)控制其離析問題，高度控制在2m之內(nèi)，若超出此高度，需要利用串筒或者漏斗輔助送料，控制串筒的出料口砼堆積高度<1m。

澆筑過程可利用分層、推移和連續(xù)等澆筑方式完成，澆注過程間隔時(shí)間<90min。按照公路橋涵結(jié)構(gòu)厚度和方向展開澆筑，待下層通砼初凝之前，澆筑上層結(jié)構(gòu)。斜面位置砼澆筑應(yīng)從低向高，分別進(jìn)行，水平分層。澆筑梁箱截面梁過程，應(yīng)該先完成腹板、底板結(jié)合位置的澆筑，抹平底板空隙處，澆筑腹板混凝土，分層厚度<300mm。在豎向結(jié)構(gòu)澆筑之前，需要先在底部澆筑水灰比較小的砂漿，厚度50～100mm。若施工過程為夏季，需要控制模板混凝土直受陽光照射，溫度<40℃，澆筑施工在傍晚進(jìn)行。冬季施工若室外溫度<5℃，夜間溫度低于-3℃，做好防凍和保溫措施。如果外界環(huán)境風(fēng)速大、濕度低，采取防風(fēng)措施，控制內(nèi)部水分蒸發(fā)。澆筑結(jié)構(gòu)斷面尺寸>800mm時(shí)，需提前做好降溫或者防裂等措施，可設(shè)計(jì)遮陽棚或者冷卻水系統(tǒng)。澆筑預(yù)應(yīng)力砼預(yù)制梁結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)一次澆筑完成，1片預(yù)制梁3h之內(nèi)澆筑完畢，保證澆筑施工在砼初凝時(shí)間之內(nèi)完成。

2.5 振搗工藝

振搗環(huán)節(jié)，利用高頻振搗器、平板振搗器等，控制振動(dòng)裝置和鋼筋、預(yù)埋件以及模板等發(fā)生碰撞問題。隨澆筑施工均勻振搗，各振點(diǎn)混凝土無下沉現(xiàn)象，表面泛漿、無氣泡即為達(dá)標(biāo)，振搗時(shí)間>30s。使用插入式振搗器，需要以垂直點(diǎn)振搗方式進(jìn)行，若水平變換振搗棒位置，需要緩慢拔出，移至新位置，控制移動(dòng)間距為其作用半徑1.5倍，振搗器和側(cè)模二者間距在100mm左右，并深入混凝土結(jié)構(gòu)50～100mm，振搗環(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)接縫模板支撐等位置檢查，防止出現(xiàn)漏漿問題。待混凝土完全澆筑結(jié)束后，對(duì)其表面進(jìn)行壓實(shí)和磨平，不可對(duì)抹面灑水。

2.6 養(yǎng)護(hù)工作

振搗工藝完成之后，使用塑料布或者篷布對(duì)暴露的結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行覆蓋，在保護(hù)層砼結(jié)構(gòu)初凝之前，使用抹子對(duì)表面搓壓2遍，整平結(jié)束重新覆蓋，不可將覆蓋物直接和結(jié)構(gòu)表面接觸。塑料膜養(yǎng)護(hù)覆蓋嚴(yán)密，保證膜內(nèi)存在凝結(jié)水。養(yǎng)護(hù)期間可使用噴淋水、蒸氣等方式，對(duì)結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行持續(xù)養(yǎng)護(hù)。在公路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)件外表拆模之后，需要使用蓄水、覆蓋灑水等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。還可在結(jié)構(gòu)表面使用草簾或者麻布等材料，若外界溫度<5℃，應(yīng)及時(shí)覆蓋保溫，不可向結(jié)構(gòu)表面灑水。養(yǎng)護(hù)階段，控制結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差<20℃，并且梁體混凝土內(nèi)外結(jié)構(gòu)<15℃，混凝土芯部溫度<60℃。結(jié)構(gòu)拆模之后，若和流動(dòng)水相互接觸，應(yīng)使用防水措施，在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為75%之前，養(yǎng)護(hù)>14d[3]。

2.7 結(jié)構(gòu)拆模

公路橋涵的高性能砼拆模環(huán)節(jié)，側(cè)模強(qiáng)度應(yīng)>2.5MPa，并且結(jié)構(gòu)表面或者棱角無受損問題，才可將模板拆除。底模拆除需要按照結(jié)構(gòu)、跨度等差異，分別確定拆模強(qiáng)度，具體要求如表1所示：

此外，芯板或者預(yù)留孔的位置模板需要確保構(gòu)件、孔洞外表無裂縫或者塌陷等問題，才可將模板拆除。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度在1.2MPa之前，不可在上方踩踏，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)2.5MPa之前，不可荷載運(yùn)輸工具、支架和模板等。

3 結(jié)束語

總之，運(yùn)用高性能砼展開公路橋涵項(xiàng)目施工，需要關(guān)注材料配制，注意澆筑施工環(huán)節(jié)的振搗和養(yǎng)護(hù)工藝，合理運(yùn)用拆模技術(shù)，結(jié)合工程需求，采取科學(xué)合理的施工技術(shù)，發(fā)揮高性能砼的使用優(yōu)勢(shì)，保證公路橋涵施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張碩.高性能混凝土在公路橋涵工程中的應(yīng)用分析[J].華東公路，2020（01）：46-47.

[2]宗敬云.關(guān)于高性能混凝土在公路工程中的應(yīng)用分析[J].黑龍江交通科技，2019，42（04）：40-41.

[3]趙杰.高性能混凝土在公路工程中的應(yīng)用探析[J].江西建材，2018（12）：108-109.