海工高性能混凝土生产及施工技术要点

朱能杰

摘要：根据《青岛海湾大桥专用施工技术规范》的规定，我们选用水胶比0.32，设计坍落度为180±20mm。采用双掺法来提高混凝土的综合性能，掺用聚羧酸系外加剂来减少单位用水量；大量掺用掺合料来增加混凝土的密实度、改善混凝土的和易性，提高混凝土的耐久性。

关键词：高性能混凝土 混凝土的耐久性

Abstract: according to the bay bridge in Qingdao special construction technology standard "regulation, we choose water-binder ratio 0.32, design, the slump for 180 + 20 mm. Adopt double mixing method to improve the comprehensive performance of concrete, mixed with together is to reduce unit admixture carboxylic acid water; A large mixed with concrete admixtures to increase the density, improving the concrete workability, improve the durability of concrete.

Keywords: high performance concrete durability of concrete

中图分类号： TU528文献标识码：A 文章编号：

青岛海湾大桥横跨胶州湾海域，海面宽阔，自然条件复杂，工程规模浩大，箱梁各部位结构均采用C50高性能混凝土，抗冻耐久性指数DF：70%，混凝土氯离子扩散系数（28d）≤4×10-12m2/s（按《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》附录B规定的方法测定），混凝土的水胶比≤0.35，计算变形时，混凝土弹性模量按照3.45×104MPa取值。结构设计使用年限为100年，这对混凝土的耐久性提出了很高的要求。具体从以下几个方面进行控制：

1、混凝土出盘温度控制

混凝土的出盘温度的高低决定混凝土的施工质量，规范规定混凝土的入模温度在5~32℃；混凝土在高于32℃时凝固速度加快，造成坍落度损失严重、性能变差不利于施工；混凝土低于5℃时凝固速度缓慢，混凝土易受冻害。混凝土的出盘温度取决于原材料的入机温度，青岛夏季最高气温达38℃左右，砂石集料的温度在阳光直射下可达40℃以上，这样混凝土的出盘温度就会超出30℃。我们根据实际情况，在砂石料场加盖了防雨遮阳棚，防止阳光直射，降低砂石骨料的温度（通过测试，遮阳棚内外骨料的温差可达10℃左右）；用冷水机组将常温的搅拌用水冷却到5℃左右等措施，以达到控制混凝土出盘温度的目的。

2、原材料的计量控制

对混凝土搅拌设备的称重计量装置必须经过当地计量部门的计量检定，在使用过程中，根据生产量至少每周校核一次，以保证计量准确。粗、细集料称重的允许偏差控制在±2%以内，水泥、水、外加剂、掺合料称重的允许偏差控制在±1%以内。

3、粗、细集料的含水率的控制

混凝土生产过程中应持续检测粗、细集料的含水率的变化，并根据其结果调整搅拌用水量及集料的用量，以减少雨水的影响。

粗细集料含泥量的控制，由于青岛这边的砂石含泥量较大，我们自行进行对集料的筛洗，并制作了洗料厂。

二、高性能海工耐久混凝土生产的技术准备

1、原材料的选用和储存

青岛海湾大桥60m预制箱梁混凝土选用了低碱含量和低C3A含量的P.Ⅱ52.5水泥，以抑制碱骨料反应和控制混凝土早期的水化热，提高水泥的适应性；外加剂选用高性能聚羧酸系减水剂，以提高混凝土的工作性能；采用双掺法选用矿粉和Ⅰ级粉煤灰活性矿物掺合料，改善混凝土的综合性能，以提高混凝土的密实性，从而提高混凝土的耐久性。

混凝土原材料（特别是骨料）的储存场地，应选用混凝土地坪，要有较好排水设施；砂石集料独立储存，避免混杂；水泥和掺合料要独立用密封罐储存，以防粉尘污染；外加剂应先与水拌匀。混凝土各种原材料的储存应相互独立。粗、细骨料露天堆放时，应防止积水；夏季高温时应设置遮阳棚，避免因阳光直射使骨料温度过高；对于雨、雪天气时，应加以覆盖，避免骨料结冰，影响混凝土质量。夏季施工时，通过设置粗骨料遮阳棚、为胶凝材料储存罐增加隔热涂层、用冷却水作为拌和用水等措施降低原材料进入搅拌机时的温度，从而控制混凝土的入模温度在宜在5～25℃之间。

2、混凝土配合比设计

根据《青岛海湾大桥专用施工技术规范》的规定，我们选用水胶比0.32，设计坍落度为180±20mm。采用双掺法来提高混凝土的综合性能，掺用聚羧酸系外加剂来减少单位用水量；大量掺用掺合料来增加混凝土的密实度、改善混凝土的和易性，提高混凝土的耐久性。

三、高性能混凝土生产

1、骨料含水量检测

每片60m预制箱梁混凝土开始拌制前2小时，在现场取有代表性的样品测定骨料的含水量，计算含水率。

2、混凝土施工配合比设定

混凝土開始拌制前，按施工要求的混凝土等级，将理论配合比的混凝土各种原材料的用量比例和测定的含水率输入搅拌机控制电脑。

3、搅拌投料顺序和搅拌时间的设定

高性能海工耐久混凝土更需要长时间的搅拌，使掺合料充分分散、拌和均匀，才能保证高性能混凝土拌和物的质量。

四、混凝土性能检测

1、混凝土拌和物工作性能

混凝土拌和物性能通常以和易性表示，和易性的好坏直接影响到混凝土的灌注质量；和易性好的混凝土可以减轻劳动强度，提高混凝土内在及外观质量；混凝土开始搅拌的前2车，每车测定一次坍落度，并观察粘聚性和保水性，以检查混凝土拌和物的性能；以后搅拌过程中，随机抽样进行坍落度、扩展度、粘聚性、保水性检测，并取有代表性的样品检测一次拌和物的湿容重和含气量。

2、混凝土力学性能

硬化后混凝土的质量，以混凝土的立方体抗压强度来表示。其检测方法按GB/T50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》。

3、混凝土耐久性能

高性能混凝土必须具有良好的耐久性，其表现在具有良好的抗渗性和抗冻性；而抗渗性是混凝土耐久性的第一道防线，它可以阻止水和其它侵蚀性物质进入混凝土内部。具体方法如下：在每片60m预制箱梁混凝土搅拌过程中，随机抽样制备150×150×150mm立方体试件6块，然后加工制作成φ100×50mm氯离子渗透系数试件，用快速测定法（RCM法）测定氯离子渗透系数。

五、混凝土施工技术要点

为了更好的确保60m预制箱梁混凝土的整体性、密实性、匀质性及外观质量，在施工过程中具体从以下几个方面进行控制：

四台混凝土布料机对称浇筑、分层入模。

60m箱梁底板混凝土采用四台布料机分别从腹板中央向两端方向灌注，为防止底板混凝土超厚，灌注时应使底板两侧混凝土超过内模下梗肋后，稍作停顿，再从内模顶部预设灌注孔处补充底板混凝土。

六、混凝土的养护

当箱梁混凝土灌注完毕、在混凝土初凝过程中，应特别注意加强混凝土表面的保湿工作。当温度较高、气候干燥时应立即用喷雾器喷雾保湿，绝不允许用水管直接冲刷混凝土表面。

混凝土接近初凝时（即根据混凝土表面不粘手、不粘土工布时为宜），桥面采用土工布覆盖（当气温较低时，土工布覆盖还起到保温作用），注意不得污染桥面，土工布块与块之间应设10cm左右的搭接宽度。

洒水养护期：从灌注完开始计时，夏天一般不少于7天，其他季节不宜少于14天。当箱梁经过张拉移出制梁台座后，须继续洒水养护至规定时间。当日平均气温低于+5℃，不得进行浇水养护。

箱梁底板混凝土灌注完毕，混凝土初凝后，采用喷雾器洒水养护，养护次数与顶板基本相同。待混凝土终凝后，采用灌水养护。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。