船闸大体积混凝土施工检测试验中的关键点探讨

高国科 梁剑红 中交四航局第三工程有限公司

近年来，随着我国社会水平的不断提升，人们加大了航道工程建设进程。为了推动我国各个地区的经济发展，需要不断提高航道工程的质量。在航道工程建设过程中，经常会出现一些问题，如施工材料不合格、质量达不达、施工技术水平不高等问题。故，我们需要建立高水平的航道工程质量检测队伍，以不断提高项目的木试验检测质量，最大限度地确保航道工程的施工质量和施工安全。本文通过笔者的实际工作经验，就船闸大体积混凝土施工试验检测中关键要点进行探讨。

1.工程概况

本工程为贵港二组船闸，船闸规模：280×34×5.8（m）（闸室有效尺度×口门宽×最小槛上水深），船闸等级：Ⅰ级通航建筑物；闸首、闸室按2级建筑物设计；导航、靠船建筑物等按3级建筑物设计，临时建筑物按4级建筑物设计。设计最大船舶等级：3000t级。

二线船闸包括上游引航道、上下闸首、闸室和下游引航道，混凝土浇筑总方量约50万m3。

船闸闸首、闸室属于三级配大体积混凝土，容易产生裂缝，因此有必要对混凝土配合比进行优化设计，在兼顾混凝土的施工性、强度等前提下提高其抗裂性能，见图1。

2.原材料检测

（1）水泥：水泥为甲供材料，大体积混凝土浇筑采用广西鱼峰水泥股份有限公司生产的中热硅酸盐水泥，鱼峰牌P•MH 42.5（如表1）。

（2）粉煤灰：采用广西港桥水泥有限公司生产的Ⅱ级粉煤灰（如表2）。

（3）矿粉：矿粉采用的是贵港市鸿耀新型建材有限公司生产的S95矿渣粉。

（4）细集料：由河砂与鹅卵石加工而成的人工砂按35%：65%混合而成，检测结果如表3。

（5）粗集料：大体积混凝土用三级配碎石，使用5～20mm、20～40mm和40～80mm三种级配碎石按30:40:30的掺配比例，检测结果均为合格。

（6）外加剂：选用中交四航工程研究院有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂，经试验，该减水剂各项性能指标均符合规范要求合格。

3.质量情况与入仓方式

（1）使用履带吊，吊斗方式入仓，混凝土坍落度控制在90-110mm，每斗4.5-5m3。

（2）胎带机入仓情况，混凝土出机坍落度控制在120-140mm,在水平输送浇筑时，浇完一车（10m3）约8-10分钟。

（3）天泵入仓情况，出机坍落度控制在160±20mm。

（4）萘系减水剂打出来实体外观质量一般，存在砂斑、砂线、蜂窝麻面、水线、颜色不均匀等问题，聚羧酸优化后的配合比，由于混凝土拌合物的和易性、粘聚性、保水性得到有效的提升，整体外观质量得到有效的提升。

图1 贵港二线船闸效果图

4.混凝土实体检测情况

（1）混凝土强度检测见表4。

（2）钢筋保护层厚度检测见表5。

5.经济效益分析

5.1 原材料单价

水泥（甲供）：460元/t；矿粉327元/t；粉煤灰:203元/t；萘系减水剂（液体）1650元/t；聚羧酸减水剂（低浓，液体）1850元/t。

5.2 混凝土效益计算

见表6。

从表6可以看出，在相同的坍落度和工作性的情况下，聚羧酸较萘系减少了泌水率，改善了保水性及和易性，而且强度更为理想，聚羧酸系减水剂在混凝土性能上已显示出了其优越性。

贵港二线船闸工程项目合同约定，船闸结构自拌混凝土所用的水泥为业主提供的甲供材料，水泥按460元/t（远远高于市场价，水泥施工高峰期贵港市场价为310～370元/t幅度升降），根据施工方的实际水泥用量计算水泥材料的费用从施工方的合同费用里扣除。也就是说，合同上混凝土单价已经包含了甲供材料水泥的费用，单位混凝土水泥用量少了，扣除费用少了，混凝土施工成本当然也会降下来了。

表1 水泥指标检测结果

表2 粉煤灰性能指标检测结果

表3 细集料检测结果

表4 混凝土强度检测结果

表5 钢筋保护层厚度检测结果

表6 不同类型减水剂的配合比效益比较

在确保混凝土质量满足设计和规范要求的前提条件下，如何做到节约原材料从而降低混凝土成本成为项目部面临的难题。在项目部执行经理、项目总工吴利同志及试验检测中心黄燕英同志的带领下，开工伊始就从优化混凝土配合比着手，提出了优化思路，工地试验室通过大量的原材料检测和分析总结，数月的混凝土配合比试拌优化，结合施工浇筑现场全过程跟踪调整总结，最终得出符合贵港船闸工程要求的混凝土配合比优化成果，并报监理工程师批准后实施。

优化后的大体积混凝土配合比，由于掺合料占比60%（其中粉煤灰20%，矿渣粉40%）水泥只占胶凝材料的40%，在保证该配合比拌和物性能、防控裂、强度、耐久性符合设计及规范要求下，胶凝材料总量符合规范要求的情况下减少了水泥的用量而增加了矿渣粉和粉煤灰的用量，利用矿渣粉和粉煤灰与水泥差价，直接降低了混凝土组成材料直接成本，为项目部创造了一定的经济效益，该项目其他不同强度等级和部位配合比设计，也同样利用粉煤灰和矿渣粉双掺与聚羧酸减水剂技术，通过大量的试拌和数据统计得出合理的施工配合比。

据项目部合约部门与领导综合分析统计对比，试验室优化后的配合比，平均每方混凝土能节约成本11.6元，船闸结构自拌混凝土约43万m³，贵港船闸混凝土配合比优化成果为项目部节约成本约500万元。

通过利用粉煤灰和矿渣粉取代部分水泥，能够降低水化热的放热量，并延缓水化的放热速度，对提高混凝土早期的抗裂非常有利，对于大体积大方量混凝土来说，混凝土原材料直接成本降低带来的经济效益是非常可观的，对类似船闸项目或大型水利项目有着重要的借鉴意义。

6.结语

随着粉煤灰、矿渣粉的掺量增加也会带来其他影响，最大的难题就是如何解决混凝土的泌水问题，需要通过大量的原材料检测及监控、聚羧酸减水剂各成分配方调整、混凝土试拌等，进行对比数据研究分析和总结，得出合理的配合比。因此，在工程项目施工中，试验检测中心和工地试验室的试验人员做了大量检测、试拌、计算、分析和总结工作，试验人员辛苦劳动，将混凝土配合比优化到既经济合理又能满足设计和施工的要求，保证混凝土实体质量同时为公司创造更多的经济效益。