吳育權(quán)

【摘 要】配合比設(shè)計(jì)須從材料選用、生產(chǎn)配合比調(diào)整、施工過(guò)程的控制，以及在保證質(zhì)量前提下注重經(jīng)濟(jì)效益等幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析，文章主要結(jié)合貴州高速公路施工中常用的高強(qiáng)、水下和噴射混凝土等幾種特殊混凝土的設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】特殊混凝土 配合比設(shè)計(jì) 質(zhì)量控制

1 高強(qiáng)混凝土

1.1原材料的選擇與控制

(1)指定專人定期檢查、測(cè)定各種原材料和生產(chǎn)狀態(tài)，特別是對(duì)原材料的進(jìn)料、儲(chǔ)存、計(jì)量應(yīng)實(shí)行全方位監(jiān)控。

(2)配制C50及以上等級(jí)高強(qiáng)混凝土，須對(duì)本地區(qū)所能得到的所有原材料進(jìn)行優(yōu)選。除有較好的性能指標(biāo)外，還必須質(zhì)量穩(wěn)定，即在一定時(shí)期內(nèi)(至少在施工期內(nèi))主要性能沒(méi)有太大的波動(dòng)。

(3)高強(qiáng)混凝土要求低水灰比、高坍落度，這就需要摻入高性能的外加劑，目前聚羧酸類高效減水劑在貴州高速公路中得到廣泛應(yīng)用。

1.2配合比方案的優(yōu)選

(1)高強(qiáng)混凝土正式生產(chǎn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行試配，選定不同水灰比的配比和投料順序，施行優(yōu)選方案

(2)試配必須嚴(yán)格模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)條件，在原材料有變動(dòng)時(shí)應(yīng)再次試配。

(3)攪拌必須均勻，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，較普通混凝土延長(zhǎng)50%攪拌時(shí)間。

1.3施工質(zhì)量控制

在試驗(yàn)室配制符合要求的高強(qiáng)混凝土比較容易，而在整個(gè)施工過(guò)程中，穩(wěn)定質(zhì)量卻較為困難。這就要求在整個(gè)施工過(guò)程中必須注意各種條件、因素的變化，并且要根據(jù)變化，隨時(shí)調(diào)整配合比和各種工藝參數(shù)。

（1）嚴(yán)格水灰比控制：攪拌混凝土前，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)定因天氣變化引起的粗細(xì)骨料含水率的變化，及時(shí)調(diào)整施工配合比。

（2）按照施工配合比各材料摻量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，計(jì)量偏差應(yīng)滿足：膠凝材料（水泥、摻合料等）、化學(xué)外加劑、拌和用水±1%，粗細(xì)集料±2%。

（3）嚴(yán)格控制混凝土入摸的溫度，炎熱夏季可采用在集料堆料場(chǎng)搭設(shè)遮陽(yáng)棚或低溫水?dāng)嚢杌炷恋却胧ＷC混凝土入摸溫度不高于30℃；冬季保證混凝土入摸溫度不低于5℃。

（4）合理安排工藝和工序，縮短混凝土從攪拌到澆搗完畢的時(shí)間。一般情況下，混凝土出機(jī)至澆注入摸時(shí)間間隔不宜大于75min。

（5）大體積混凝土，應(yīng)采取控溫措施，保證混凝土內(nèi)部溫度不高于70℃，內(nèi)外溫差不大于20℃，澆注結(jié)束后，應(yīng)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。

2 水下混凝土

2.1原材料的選擇與控制

(1)水泥應(yīng)選火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥。水泥的初凝時(shí)間不宜少于2.5 h，水泥的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于42.5級(jí)。

(2)粗集料宜優(yōu)選卵石，貴州難以選到符合要求的卵石，采用碎石情況較多，須適當(dāng)增加混凝土配合比的含砂率。集料的最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)不應(yīng)大于40mm。并嚴(yán)格控制碎石針、片狀的含量。

(3)細(xì)集料須滿足貴州省《機(jī)制山砂混凝土規(guī)程》的相關(guān)指標(biāo)要求，宜采用級(jí)配良好的中砂。

2.2混凝土配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)混凝土配合比的含砂率宜采用40%—50%，水灰比宜采用0.5—0.6。

(2)灌注時(shí)應(yīng)保持足夠的流動(dòng)性，宜在混凝土拌和物中摻入外加劑、粉煤灰等，其坍落度宜為180～220 mm。

(3)每立方米水下混凝土的水泥用量不宜少于350kg，當(dāng)摻有適宜數(shù)量的減水緩凝劑或粉煤灰時(shí)，可不少于300kg。

（4）混凝土拌和物應(yīng)有良好的和易性，在灌注過(guò)程中應(yīng)無(wú)顯著離析、泌水現(xiàn)象。

2.3施工質(zhì)量控制

（1）準(zhǔn)確計(jì)算首盤(pán)混凝土的數(shù)量，保證能滿足導(dǎo)管首次埋置深度（≥1m）和填充導(dǎo)管底部的需要，計(jì)算公式可參照J(rèn)TJO41-2000《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（6.5.4）進(jìn)行計(jì)算。

（2）混凝土入管前，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度，滿足要求才能使用。澆注過(guò)程應(yīng)保持連續(xù)，導(dǎo)管的埋置深度宜控制在2—6m，須經(jīng)常測(cè)探混凝土面的位置，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。

（3）注意混凝土的澆注速度，防止鋼筋骨架上浮，當(dāng)澆注的砼頂面距鋼筋骨架底部1m左右時(shí)，應(yīng)降低砼的澆注速度。當(dāng)砼拌和物上升到鋼筋骨架底口4m以上時(shí)，導(dǎo)管底口高于鋼筋骨架底部2m以上，即可正常澆注。

（4）澆注結(jié)束前應(yīng)及時(shí)核對(duì)混凝土的灌入數(shù)量，以確定混凝土的澆注高度是否正確，灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.5—1m。

3 噴射混凝土

噴射混凝土是一種強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)和抗?jié)B性好的材料，其施工工藝，可以不用模板，又能把混凝土的輸送、澆灌、搗固等工序結(jié)合在一起。由于噴射混凝土與周圍巖土緊密結(jié)合并共同工作，把圍巖從荷載變?yōu)槌休d，提高了承載能力。

3.1原材料選擇

噴射混凝土所選用的粗集料最大粒徑宜為輸料管道最小斷面直徑的1/3—2/5；亦不宜超過(guò)一次噴射厚度的1/3。目前、國(guó)內(nèi)都趨向于15 mm粒徑作為噴射混凝土粗集料的最大粒徑。噴射混凝土的粗集料，一般來(lái)說(shuō)卵石、碎石均可，但可以選用卵石為優(yōu)。細(xì)集料的選擇應(yīng)該結(jié)合配合比確定砂率。砂粒粗時(shí)，砂率可以偏大；砂粒細(xì)時(shí)，砂率應(yīng)當(dāng)偏低。水泥宜選用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。由于噴射混凝土所必需的工作特性，外加劑方面一般選擇速凝劑。

3.2配合比設(shè)計(jì)方法和要點(diǎn)

(1)確定砂率。砂率為S_p=140.63D_max-0.3447，其中D_max為粗集料最大粒徑。

(2)選擇水泥用量。水泥用量為C_O= 782.4D_max- 0.2377?B，其中B為調(diào)整系數(shù)，當(dāng)用42.5級(jí)水泥時(shí)，B=1。

(3)選擇速凝劑用量。速凝劑用量一般為水泥用量的2%—%。噴邊墻可摻水泥用量的2 %～3 %，噴拱頂可摻水泥用量的3%～4%。速凝劑用量為Q_O=Δg?C_O，其中Δg為速凝劑占水泥用量的百分比%。

(4)確定水灰比及其用量。水灰比為W/C=0.45S_p+0.2475

(5)按體積法計(jì)算出砂石用量。

3.3施工控制要點(diǎn)

（1）干法噴射水泥與砂、石之重量比宜為1：4~1：4.5；水灰比宜為0.4~0.45；濕法噴射水泥與砂、石之重量比宜為1：3.5~1：4；水灰比宜為0.42~0. 5；砂率宜為50%~60%。

（2）原材料應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)量，水泥和速凝劑允許偏差為±2%，砂石均為3%。

（3）混合料拌和時(shí)間，當(dāng)用容量小于400L的強(qiáng)制式攪拌是機(jī)時(shí)，攪拌時(shí)間不少于60s；采用自落式或滾筒式攪拌機(jī)時(shí)，攪拌時(shí)間不得少于120s。但生產(chǎn)能力須滿足，采用干噴法時(shí)，生產(chǎn)能力（混合料）為3~5m³/h；采用濕法噴射時(shí)，生產(chǎn)率應(yīng)大于5m³/h。

（4）選用的空壓機(jī)應(yīng)滿足噴射機(jī)工作風(fēng)壓和耗風(fēng)量的要求，輸料管應(yīng)能承受0.8MPa以上的壓力，并應(yīng)有良好的耐磨性能。干法噴射混凝土供水設(shè)施應(yīng)保證噴頭處的水壓0.15~0.20MPa。

（5）嚴(yán)格控制混凝土的回彈率，一般邊墻回彈率不應(yīng)大于15%，拱部不應(yīng)大于25%。

（6）噴射作業(yè)緊跟開(kāi)挖工作面時(shí)，混凝土終凝到下一循環(huán)放炮時(shí)間，不應(yīng)小于3小時(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于各工程的特殊性，需要混凝土具有不同的使用性能，因而特殊混凝土被廣泛使用。特殊混凝土配合比設(shè)計(jì)，要保證混凝土強(qiáng)度、耐久性、施工工藝易于操作，選用合適材料及材料用量，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行試配、調(diào)整，使之達(dá)到工程要求，設(shè)法降低成本。