机制砂在公路桥梁中的应用

2013-07-06盛明宏

交通运输研究 2013年10期

盛明宏

（安徽省公路桥梁工程公司，安徽合肥 230031）

1 工程概况

贵州某高速公路的大跨度桥梁多为三跨预应力混凝土连续刚构桥，主跨为130～210m，墩高为28～120m，周围环境较为恶劣，地形复杂、起伏较大且气候多变，雨水酸性较强，容易对桥梁的整体结构造成影响，因此，在施工中采用经过高要求配制的高性能C55混凝土，能够取得较好的效果。

机制砂C55主要是通过专业制砂机等设备加工出来的砂子，其成品比普通砂子更加规则，并能够根据不同项目的设计要求加工成不同类型的砂子，以满足施工的需要。机制砂C55高性能混凝土具有破碎效率高、颗粒形状优异、污染小且噪音低等工作特点。

2 公路桥梁的机制砂高性能混凝土配合比设计

2.1 基本配合比要求

在机制砂的高性能混凝土混合比设计中，应保证其符合《公路桥梁施工技术规范》，促使其满足设计及施工的规定要求，就拌合物性能、长期性能及力学性能等方面做出保证，并且按照规范方法使用水泥。对于机制砂高性能混凝土的基本配合比的要求，可从以表1进行探究。

表1 配合比的基本要求

机制砂混凝土最高碱含量不应高于3kg／m3，其次配合比应以每立方米混凝土内各原材料于干燥状态下所呈现的质量予以表达。对于工程的配合比应经过试配做出调整，对于施工要求与设计要求的拌合物性能及耐久性能和力学性能做出试验验证之后，方能做出确定。同时对于工程配合比的确定及应用中的调整，必须做好混凝土配合比报告的填写，以便适时进行修正。

2.2 配合比设计强度及参数的确定

机制砂混凝土施工配制的强度应确保不小于设计强度等级的1.20倍。机制砂混凝土的配合比设计参数可依据表2做出选择。

表2 机制砂混凝土配合比的设计参数

3 单掺外掺料对混凝土性能的影响

3.1 硅粉的影响

当以硅粉替代等量水泥时，胶凝材料早期的水化速度较快，3d与7d水化放热大大增加，因此，在使用时必须要加强对混凝土的养护工作，以预防和避免因混凝土早期水化放热过大而引起开裂。某些工程的材料需要控制其早期水化放热量，在对此类材料进行选择时，更应该注意此方面问题，如大体积混凝土等。当硅粉过高则更应该注重混凝土的养护，及时发现问题。在使用高效减水剂时，可以将混凝土的水胶比降到0.13～0.18，水泥颗粒之间空隙率会被硅粉填充填补密实，混凝土的抗压强度也随之大幅度增加。但根据相关研究显示，若硅粉掺量过高，混凝土的后期强度不但不会增加还会有下降的趋势，因此，通过全面综合的考虑得出，一般硅粉的掺量最好是控制在胶凝材料总量的10%以内。适量的掺入硅粉能够有效地提高混凝土的密实性，并大大减少水泥石的空隙率，从整体上帮助混凝土增强抗渗性能、钢筋耐腐蚀性以及抗化学腐蚀性。

3.2 粉煤灰的影响

在混凝土中掺入适量的粉煤灰，能够在很大程度上改善混凝土后期的工作性能，并能够有效地延长结构物的使用寿命。掺入粉煤灰的混凝土强度增长，主原因要是由于粉煤灰自身具有的火山灰效应，也就是粉煤灰中含有的玻璃态活性氧化硅及氧化铝与水泥融合之后会与水泥水化产生Ca（OH），并生成碱度较小的二次水化硅酸钙以及水化铝酸钙。高性能混凝土应选用质量较优的磨细粉煤灰。在新拌混凝土中掺入适量的优质粉煤灰能明显的增加浆体的体积，并有效地填充集料之间的空隙，能很好的对集料颗粒产生润滑作用，从而增强混凝土拌合物的可塑性及其黏聚性。粉煤灰越细，越有利于胶砂的流动性，其流动性比就越大。

4 高性能混凝土施工质量控制

在对高性能混凝土的质量进行控制时，必须首先确保其搅拌质量，使其真正满足并达到设计的要求，呈现出最佳效果，必须对每一个环节都进行严格仔细的控制，从而配制出满足设计要求的、科学、合理的施工配比。众所周知，要衡量一座大型桥梁的施工质量是否良好，除了对其外观上的检验之外，更重要的是严格控制其混凝土结构的强度以及其耐久性等，以确保该工程在建成后的使用效果。为了保证混凝土具有较高的力学性能与工作性能，主要应从以下几个方面做好施工过程中的混凝土控制工作。

4.1 原材料的控制

原材料是构成高性能混凝土的基础载体，对原材料质量的控制是影响高性能混凝土质量的关键因素。在施工过程中，必须严格对原材料进行控制和管理，建立起统一规范的原材料监管制度。对于某些需外购的原材料，例如水泥、减水剂等，更需加强对其质量的检测。原材料在进场时必须持有相关厂家合格证和质量保证单，经过各种相关检测合格之后才能运用到实际施工中。

4.2 施工过程中的工艺技术要求

在试验室所配制出的符合设计、施工要求的高性能混凝土，必须在施工过程中保证其质量上的稳定性。要做到这一点需要严格控制水胶的比例，其次应该随时监测混凝土拌合物的温度，控制温升速度，以保证工作进程。合理的安排投料的顺序，以防减水剂投入以后拌和机直接将其吸附，从而失去原有的功效。合理、科学的安排施工工序，对各阶段工序所使用的时间进行仔细的计算。对混凝土相关施工人员进行技术培训，使他们了解自己的职责，完成好各项工作。