桥梁施工用混凝土关键技术控制

孟祥杰，张胜，王欢，黄小文

（重庆建研科之杰新材料有限公司，重庆 402760）

桥梁施工用混凝土关键技术控制

孟祥杰，张胜，王欢，黄小文

（重庆建研科之杰新材料有限公司，重庆 402760）

本文以某大桥工程为例，介绍如何进行配合比优选、外加剂优选以及施工操作注意事项研究及跟踪，旨在提出生产中注意事项，确保工程质量。

配合比优选；外加剂优选；和易性；强度增长率；养护

0 引言

目前我国经济快速发展，为加快交通进程，桥梁工程飞速发展，然而自然资源的紧缺已成使然[1]，在建设中结构质量会受到各方面因素的影响，针对混凝土配合比设计及外加剂的优选显得尤为重要。

在建某大桥位于重庆市綦江县赶水镇场镇内，横跨綦江，场地内有国道 210 线、省道 204 线、扶欢—赶水公路等多条公路通过，交通方便。大桥全长 263m，桥宽 21.5m。大桥主桥设计为 68m+120m+68m 三跨连续刚构桥。本文结合此工程进行相关实验及施工跟踪研究，总结出确保工程质量的关键技术。

1 原材料选择

（1）水泥 (C)：富皇低碱 P·O42.5R 水泥。

（2）粉煤灰 (FA)：珞璜 II 级粉煤灰。

（3）粗骨料：5～10mm、10～25mm 单级配碎石贵州省遵义市湄潭县碎石厂碎石，针片状颗粒含量不大于 12% 的碎石 (G小、G大)，含泥量不大于 1%。

（4）细骨料：细度模数为 2.9～3.2 的岳阳中粗砂 (S中)及细度模数为 1.0～1.2 重庆长江河砂 (S河)。

（5）外加剂 (SP)：重庆建研科之杰新材料有限公司聚羧酸系高性能外加剂。

（6）聚丙烯柔性纤维：重庆冠伦商贸有限公司生产。

2 混凝土技术指标要求

混凝土流动性满足：初始坍落度 T≥220mm，扩展度 K≥550mm，2 小时损失后坍落度 T2h≥210mm，扩展度K2h≥530mm。

混凝土粘聚性、保水性要求：混凝土粘聚性好、不泌水、不离析。

混凝土力学性能要求：混凝土 7d 强度达到设计 90% 以上，28d 达到设计 115% 以上，具有优异的力学性能。

粗砂级配断档，筛底有效含量过低，无法满足配制混凝土工作性要求。解决该问题成为本文研究的主要技术难点。

3 研究过程

3.1 C55 配合比优选

针对 C55 混凝土技术要求，进行配合比优化，选取最优化配合比进行施工，期间解决流动性、粘聚性、保水性等技术问题。混凝土配合比详见表 1。

设计 7 个配合比，分别为 A、B、C、D、E、F、G，采用科之杰外加剂，掺量 1.5%，通过工作性试验，发现配合比 A、B、D、E、G 会出现泌水、抓底，包裹性差问题，这主要是由于上述 5 种配合比所用的洞庭湖粗砂级配断档。表2 所示为洞庭湖中砂的筛分数据，从表 2 中可以看出，该砂0.3mm 以下颗粒含量仅 12.07%，砂中的细微颗粒较少，导致混凝土浆体数量降低，从而造成混凝土的和易性变差。

C、F 配合比中加入部分河砂，泌水、抓底现象得到明显的改善，河砂的加入能够起到改善级配的作用。通过各配合比性能对比，比较优异配比为 C 和 F，最佳配比为 C，较多矿粉用量及搭配河砂使用，在保证混凝土强度的前提下，能够有效控制泌水现象的出现[4]。

表1 混凝土配合比设计 kg/m3

表2 粗砂级配试验

3.2 外加剂优选

C55 确定采用 C 组混凝土配合比，本节重点研究外加剂配方对混凝土性能的影响，从而优选最佳外加剂配方。不同的外加剂配方混凝土所呈现的出机状态详见表 3 试验结果。

表3 外加剂配方

表4 混凝土工作性能与力学性能

图1 混凝土工作性能

通过调整外加剂配方，观察混凝土状态，分别考察不同外加剂对混凝土工作性能及力学性能的影响。不同外加剂对混凝土工作性能的影响如表 3 和图 1 所示，通过试验数据分析发现，配方 4 效果最佳，初始扩展度 590mm，2h 经时损失后扩展度为 575mm，且不会出现泌水现象，和易性优异；配方 1、2 选用粉剂增稠，当用量达到一定程度时，确实可以减少泌水的出现，但是对混凝土的流动性会有明显的不利影响，特别是损失后，两者的扩展度均不超过 530mm；配方 4 通过引气剂来改善泌水现象，新拌混凝土容重偏轻，流动度也会受到明显影响，坍落度损失变大，所以从工作性能观察，配方 3 通过引入进口水剂增稠，不但能够解决泌水问题，同时对工作性能没有很大影响，作为优选进行使用。

图2 混凝土力学性能

力学性能试验数据（图 2）分析发现，7d、28d 强度发展最优者为配方 3，7d 强度能够增长到 53.2MPa，强度增长率96.72%，28d 强度为 64.7MPa，强度增长率 117.63%；配方1、2 强度较低，28d 强度增长率为 107%，相比较强度富余系数较低，影响工程质量，说明粉剂增稠剂用量过大，对混凝土力学性能影响较大；配方 4 通过引气剂来解决泌水问题，泌水问题得到解决，但是强度亦会受到很大的影响，28d 强度增长率仅为 100%，虽然能够增长到 55MPa，但是几乎无富余系数，所以通过超量引气剂来解决泌水问题会带来强度增长不足的弊端[5]，通过力学性能分析，配方 3 为最佳配方。

3.3 施工进展

大桥施工已有两年有余，现在处于收尾竣工阶段。大桥施工主要分为墩柱与承台两个部分，分别为 2014年上半年及下半年开始进行施工，现场搅拌混凝土后通过罐车运输到施工现场，保证混凝土和易性前提下进行泵送浇筑，泵机选择柴油拖泵[2]，优势为泵压较大，减少因泵压不足而导致堵管现象的出现。浇筑完毕，选择合适时间进行收面并及时对混凝土进行洒水养护，必要时进行湿布遮盖养护，避免因水化热产生内外温差而引起裂缝及开裂现象出现[3]。

通过严格的技术控制及施工操作，针对已养护完毕部位进行质量检验，未发现裂缝的出现，构件整体感观较好，钻心进行 28d 强度实测，实测均值为 65.4MPa，满足设计要求，高质量工程结构得到业内专家及施工方的认可。

4 小结

通过前期的试验研究及施工跟踪，可以得出以下结论：

（1）特殊工程施工，原材料选择尤为重要，特别是因资源紧缺导致质量参差不齐。当出现因粗砂级配不良、断档情况时，可以搭配河砂使用，弥补粗砂自身缺陷，改善和易性。

（2）外加剂对混凝土性能改善起到很大作用，针对和易性差、泌水情况，优选进口液体增稠剂，既保证混凝土的工作性能又满足力学性能。

（3）严格的技术控制及良好的施工操作，特别是对混凝土进行前期精心的养护工作，才能避免裂缝的出现，混凝土充分水化，结构更密实，强度发展优异。

[1] 赵明华．桥梁地基与基础[M]．北京：人民交通出版社，2008：25-33．

[2] 向中富编著．桥梁施工控制技术[M]．北京：人民交通出版社.2001

[3] 黄宏伟，张冬梅，杨澄宇．国内外桥梁深基础形式的现状[J]．公路交通科技，2009,19(4)：8-10．

[4] 强华．浅谈高标号混凝土设计及施工需要注意的几个问题.甘肃科技[J]．2011(10).1-2.

[5] 王福平．预拌泵送高标号混凝土设计与施工[J]．山西建筑．2003，29（6）.

［通讯地址］重庆市壁山区青杠街道石河一社，重庆建研科之杰（402760）

Technological control of concrete used in bridge

Meng xiangjie, Zhang Sheng, Wang Huan, Huang Xiaowen
(Chongqing JianYan KZJ New Materials CO.,Ltd., Chongqing 402760)

This paper based on the technical requirements of bridge project, concrete mix proportion, admixture and construction operation were chosen to ensure quality of engineering.

concrete mix proportion choose; admixture choose; workability; strength growth rate; curing

孟祥杰（1985-），男，河北沧州人，2011年毕业于重庆大学材料科学与工程学院，硕士，现任重庆建研科之杰新材料有限公司技术室副主任。