机制砂高强高性能混凝土在特大桥中的应用技术探讨

2013-06-11黄盛

交通运输研究 2013年11期

黄盛

（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550001）

1 项目概况

本项目位于赤水至望谟高速公路黔西至织金段，起止桩号为K40＋100～K43＋300，全长3.2km，包括六冲河特大桥1座，小桥（分离式立体交叉）2座，路基工程1.616km。本合同段主要控制性工程为六冲河特大桥。大桥主桥为195m＋438m＋195m的双塔斜拉桥，北侧引桥为3×30m预制T梁，南侧引桥为19×30m预制T梁，全桥总长1508m，设计基准期为100年。经过大量的试验设计与验证，建议对六冲河特大桥上部结构主梁采用C60机制砂高强高性能混凝土施工。

2 机制砂高强高性能混凝土的搅拌

搅拌机选型应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机，搅拌站应采用计算机控制技术，现场关键部位采用监控系统。搅拌混凝土前应严格测定粗细骨料的含水率，准确测定天气变化引起的粗细骨料含水率的变化，以便及时调整施工配合比。一般情况下，含水率每班抽测2次，雨天应随时抽测，并按测定结果及时调整混凝土的配合比。混凝土原材料每立方米按重量计的允许偏差应符合表1所示要求。

表1 混凝土原材料每立方米按重量计的允许偏差

混凝土应充分搅拌，应使混凝土的各种组成材料混合均匀，颜色一致，搅拌时间应随搅拌机的类型及混凝土拌合料和易性的不同而异。在实际生产中，应根据混凝土拌合料要求的均匀性、混凝土强度增长的效果及生产效率等因素，规定合适的时间。混凝土生产投料顺序为：混凝土原材料计量后，宜先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺合料，搅拌均匀后，加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后，再投入外加剂，直到搅拌均匀为止。自全部材料投入搅拌机开始搅拌起，至开始卸料时止，连续搅拌混凝土的最短时间应经过试验确定。对于掺用外加剂或矿物掺合料的混凝土，搅拌时间应适当延长。当使用搅拌车运输混凝土时，可适当缩短搅拌时间，但不应少于2min。搅拌机装料数量不应大于搅拌机核定容量的80%。混凝土搅拌时间不宜过长，每一工作班至少应抽检2次。

对于冬季搅拌混凝土，应满足最低入模温度12℃的要求。应优先采用加热水的预热方法调整拌合物温度，但水的加热温度不宜高于80℃。当加热水后仍不能满足要求或骨料中含有冰、雪等杂物时，也可先将骨料均匀地加热，其加热温度不应高于60℃。水泥、外加剂及矿物掺合料可在使用前运入暖棚进行自然预热，但不得直接加热。加热后的水不得直接与水泥拌合，应先将热水与骨料充分混合，然后再加入水泥、矿物掺合料及外加剂进行搅拌。炎热季节搅拌混凝土时，宜采取措施控制水泥的入搅拌机温度不大于40℃。应采取在骨料堆场搭设遮阳棚、用低温水搅拌混凝土等措施降低混凝土拌合物的温度，或尽可能在傍晚和晚上搅拌混凝土，以保证混凝土的入模温度满足相关要求。

3 机制砂高强高性能混凝土的浇筑

浇筑混凝土前，应针对工程特点、施工环境与施工条件预先设计浇筑方案，包括浇筑起点、浇筑进行方向和浇筑厚度等。在混凝土浇筑过程中，不得无故更改事先确定的浇筑方案。同时应指定专人重复检查钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度。构件侧面和底面的垫块至少应为4个／m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。保护层垫块的尺寸及形状（宜为工字形或锥形）应有利于钢筋的定位，不得使用砂浆垫块。当采用细石混凝土垫块时，其抗腐蚀能力和抗压强度应高于构件本体混凝土，且水胶比不大于0.4。当采用塑料垫块时，塑料垫块应具有良好的耐盐碱和抗老化性能，抗压强度不得低于50MPa。

混凝土入模前，应测定混凝土的温度、坍落度和含气量等工作性能。只有拌合物性能符合技术条件要求的混凝土方可入模浇筑。当设计无要求时，混凝土的入模温度宜控制在5～30℃。当混凝土有抗冻性设计要求时，混凝土的入模含气量应根据配合比规定的0.5h含气量进行控制，控制偏差为±1.0%。塑性混凝土的入模坍落度应按工艺设计的规定值进行控制，控制偏差范围为±20mm。混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m，若大于2m，应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土。

应采用分层连续推移的方式进行混凝土的浇筑，浇筑间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝。混凝土的一次摊铺厚度不宜大于600mm。浇筑竖向结构的混凝土前，底部应先浇入50～100mm厚的水泥砂浆（水灰比略小于混凝土）。在炎热季节浇筑混凝土时，应避免模板和新浇混凝土直接受阳光照射，保证混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不超过40℃。混凝土的浇筑应尽可能安排在傍晚而避开炎热的白天。在低温条件下（昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于－3℃时），应采取适当的保温防冻措施，防止混凝土提前受冻。

4 机制砂高强高性能混凝土的振捣

可采用插入式高频振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备进行混凝土的振捣。振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋铁件。应按事先规定的工艺路线和方式振捣混凝土，应在混凝土浇筑过程中及时将浇筑的混凝土均匀振捣密实，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不宜超过30s，避免过振。

采用插入式高频振捣器振捣混凝土时，宜采用垂直点振方式振捣。混凝土较粘稠时，振点分布应加密。若需变换振捣棒在混凝土拌和物中的水平位置，应首先竖向缓慢地将振捣棒拔出，然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在拌合物内平拖，也不得用插入式振捣棒平拖刮除下料口处堆积的混凝土拌和物。

5 机制砂高强高性能混凝土的养护

在混凝土振捣完毕后，应及时采取适当的保温保湿措施对桥梁基础、承台、墩台、支承垫石、梁面防水层、桥梁封端混凝土进行养护。

当采用带模养护方式养护混凝土时，应保证模板接缝处的混凝土不失水干燥。新浇立面混凝土应养护24～48h，待强度发展至对结构安全性无不利影响时，可略微松开模板，并浇水养护7d以上。当新浇混凝土具有暴露面时，应先抹平，再用麻布、草帘等覆盖，并及时喷雾洒水保湿养护7d以上。洒水养护7d且水泥水化热峰值过后，若需撤除麻布或草帘，应再用塑料薄膜将暴露面紧密覆盖（塑料薄膜与混凝土表面之间不得留有空隙），直至下道工序。

当混凝土强度满足拆模要求，且芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均不大于20℃时，方可拆模。拆模后，应迅速采取切实措施对混凝土继续进行养护。采用麻布、草帘等覆盖或包裹暴露面混凝土，再用塑料布或帆布等将麻布、草帘等保湿材料包覆（裹）完好。包覆（裹）期间，包覆（裹）物应完好无损，彼此搭接完整，内表面应具有凝结水珠。包覆（裹）养护时间不少于28d。

在寒季和炎热季节，应采取适当的保温隔热措施，保证养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不超过20℃。新浇筑的混凝土与流动的地表水相接触前，应采取临时保护措施，直至混凝土获得50%以上或75%以上（当环境水具有侵蚀作用时）的设计强度，且保温保湿养护时间不少于14d。养护结束后应及时回填。