桥梁工程高性能混凝土的工艺性能及施工注意事项

2015-10-12赵瑞霞丁宪良

河南建材 2015年5期

关键词：水胶泵送外加剂

赵瑞霞　丁宪良

河南建筑职业技术学院（450064）

桥梁工程高性能混凝土的工艺性能及施工注意事项

赵瑞霞丁宪良

河南建筑职业技术学院（450064）

当前，桥梁技术发展迅速，对桥梁混凝土技术提出了更高的要求。根据参与工程实践的经验，对桥梁工程高性能混凝土的工艺性能的应用进行了较为深入的研究，并对高性能混凝土施工中注意事项进行了较为全面的总结。

桥梁；高性能混凝土；施工；注意事项

1　高性能混凝土的工艺性能

1）高性能混凝土生产

高性能混凝土与同等级混凝土水胶比低0.02～0.10，对用水量、材料含水率和材料性质的变化较为敏感，只有保证较低的用水量才能发挥高性能混凝土特点，因此，在保证材料质量稳定的前提下，投料顺序和拌合工艺就显得较为重要。一般对高性能混凝土应尽量采用大型拌合站系统以保证各组成材料储备足够、质量稳定、计量准确，应采用强制式拌合机以保证拌合均匀；外加剂尽量采用滞水法掺入，即先把粗细集料、水泥、掺合料和水投入，拌合40～60 s后再投入高效减水剂拌合45～120 s出料，弱化水泥吸附活性，提高减水和塑化效果［1］。

当前，大型桥梁混凝土生产均采用微机自动控制的大型拌合站系统，其自动控制主要集中在各种材料计量上，但在各材料单独投料控制上、投料顺序上却关注不多，造成大型拌合站系统在工艺优化上存在计量控制难问题。比如，在水的分次投入上就存在难度，这也是施工单位在购置拌合站时应关注的问题。高性能混凝土的拌合时间并非越长越好，室内拌合试验证明，混凝土在拌合初始3 min内性能逐渐趋好，4 min以后快速降低，6～8 min后甚至会失去流动性，这可能是长时间的搅拌破坏了减水剂对水泥胶材的分散体系。因此，高性能混凝土拌合应特别注意拌合时间的合理控制，这既是经济性要求也是技术要求。

2）高性能混凝土运输

高性能混凝土运输主要有两种方式，搅拌车运输和泵送输送。搅拌车运输存在二次拌合，更易使混凝土质量稳定，发现问题也易于处理。长时间运输中，搅拌车需要及时清洗，并且把水清除干净，否则很容易造成混凝土离析。正常情况下，高性能混凝土基本能满足泵送要求，但高等级特别是C55以上高性能混凝土，其流动度大，坍落度大，水胶比较低，易使混凝土产生黏滞现象，粘着输送管壁，因此泵送混凝土时应采用合适的泵机类型、泵送速度和泵送压力，严格依照混凝土泵送规程操作，科学设计配管及线路，尽量保证连续输送，降低停顿间隔时间以保证良好输送。

3）高性能混凝土的振捣

振捣是混凝土排气密实的过程，高频振动在媒介水传播下使混凝土液化，产生流动，同时由于各组分密度不同，混凝土易产生分离，使气泡更容易被排出。高性能混凝土坍落度大，初始一般在200～230 mm，扩展度初始一般在550 mm以上，而且由于采用了较多的掺合料和高性能减水剂等，混凝土经时损失小，具有良好的异形填充性能，降低了振捣难度。

在桥梁现场施工中，由于水泥供应链的独特性，经常会由于水泥成分变化、温度偏高等，造成水泥与外加剂适应性问题；矿粉、粉煤灰质量波动，以次充好，导致需水量提高，质量降低；砂细度、含泥量、吸水率变化，碎石石粉含量提高，造成混凝土经时损失增大，工艺性变差，给施工带来困难。现场为了应急解决该类问题，往往加大减水剂掺量，但这种方法既加大了施工成本又降低了混凝土性能，因此，控制原材料的质量是控制混凝土质量的前提和工艺性的关键。

4）高性能混凝土的养护

养护主要指混凝土成型早期防止水分散失和控制混凝土温度，具体来讲就是保证混凝土不受低温、干燥、温度剧烈变化以及振动、冲击、载荷作用等影响，使混凝土内外强度能够良好发展的技术维护措施。高性能混凝土用水量低、水胶比小（一般在0.25～0.42），更易在早期发生塑性干燥收缩和裂纹，需要较长的养护时间，养护期一般控制在7～14 d。在现场施工中，养护主要是拆模前后的温度维持和混凝土表面润湿养护。温度养护主要控制内外温差，湿养护主要是维持表层混凝土有足够的水化反应所需要的水，不使内部水分通过毛细孔散失。

混凝土塑性收缩与水胶比有一定对应关系，并存在某一临界值（0.42）。当水胶比小于该值时，混凝土具有较大的塑性收缩。在水灰比一定时，用水量越大，具有较大的塑性收缩。塑性收缩关键在于混凝土凝结前泌水速率和失水速率是否协调，过量泌水可导致混凝土内水分分布不均匀，不利于混凝土抗裂性。失水速率与环境温度、湿度、风速、混凝土表面温度等影响混凝土塑性收缩。在塑性阶段混凝土只有极低甚至没有抗拉强度，即使较低的收缩变形也足以使混凝土开裂或形成大量微裂缝［2］。

现场湿养护方式主要有蓄水法，湿布、湿砂、湿土覆盖法，喷雾、浇水法，塑料薄膜覆盖法，表层喷涂养护膜等，不论采用哪种养护方式，只要达到经济适用的目的即可。混凝土温度养护控制主要是指冬期养护，可采用隔热毯覆盖、蓄热法、锅炉蒸汽法以及电炉、煤炉加热等养护方法。

2　高性能混凝土施工注意事项

随着混凝土超塑化剂和矿物掺合料的普遍应用，以低水胶比和大流动性为特征的高强混凝土在工程中得到了越来越广泛的应用，但在实际工程施工中，由于材料质量波动以及现场施工控制等原因经常会出现一些问题，应在以下几方面引起重视：

1）水泥受季节影响较大，表现在掺合料的质量不稳定造成水泥性能与外加剂的适应性差，混凝土的坍落度损失较快，施工时很难控制。对此问题需要与水泥厂家协商解决，通过增大外加剂掺量、调整外加剂成分以及调整配比来解决。

2）夏季施工时，水泥、粉煤灰和矿渣粉的温度较高，例如在石武客专、公铁两用桥项目，由于工期紧张，混凝土的用量较大，胶凝材料来不及存放就直接使用，造成混凝土出机温度较高，甚至超过30℃，混凝土经时损失增大，影响施工的正常进行。对此问题需要与水泥厂家协商或现场增设水泥罐，延长水泥存放期；也可以通过增大外加剂掺量、优化拌合工艺来解决。

3）目前，市场上粉煤灰、矿粉的用量在逐渐增大，由于生产厂家供应能力不足或者供应商利益驱使，工地粉煤灰质量一级标准有时连二级标准都难达到，对此问题只有加大抽样力度，加强监控，对不合格材料坚决退货以保证混凝土质量。

4）砂、碎石地材的质量与当地的环境有很大的关系。砂、碎石质量的好坏，直接影响混凝土的工艺性能和质量。砂、碎石的含泥量偏高时，可采取筛砂洗石程序，一些搅拌站为了节约成本省去这项工作，造成混凝土质量和性能很难控制。

5）在混凝土拌合过程中，为了加快混凝土的生产速度或节约用电，混凝土搅拌时间不够，造成混凝土的性能与设计不符。混凝土拌合是混凝土质量控制的重要环节，必须严格依照规范或室内试拌的时间进行。

6）高性能混凝土水胶比的降低和流动性的增大，造成了混凝土的塑性收缩性加大。如果不重视现场养护，混凝土早期表面干燥、失水、温度梯度大，就会导致表面混凝土不能正常硬化，塑性开裂的几率加大，回弹值的硬度值偏低。