郝峰

摘要：為了滿足工程項目施工的需要，對混凝土的性能提出新的要求。本文從超緩混凝土的角度進行論述，通過闡述超緩混凝土的技術要求，分析混凝土配合比試配與檢驗，同時提出相應的政策建議，進而為在沅江大橋中應用該混凝土提供參考依據。

關鍵詞：超緩凝 混凝土 沅江大橋 應用

1 工程概況

新建長沙至昆明鐵路客運專線湖南段CKTJ-Ⅶ標段正線起訖里程為DK287+747～DK324+218.25，全長34.538km，位于湖南省懷化市。其中沅江大橋全長404.94m。特點是深水、高墩、大跨，地形為典型的V型深切溝谷，地勢陡峭，環(huán)境艱險。其中1#橋墩水深22.5m，2#橋墩水深24m，施工采用雙臂鋼圍堰，鋼圍堰外徑36m，內徑33m，1#墩封底混凝土高4.5m，2#墩封底混凝土高5.0m，封底混凝土面積855m2，1#墩封底混凝土4000m3，2#墩封底混凝土4500m3，為保證混凝土施工質量，施工采取多管兩點同時灌注，共布置17根導管。水下封底混凝土設計標號C30，初凝時間不小于30個小時。施工要求高，安全風險較大。

2 混凝土技術要求

水下封底混凝土作為一臨時施工設施，最主要的作用是提供鉆孔樁和承臺施工的作業(yè)平臺，保證鉆孔樁的正常施工，主要要求是有較長的緩凝時間，良好的和易性和后期強度要滿足設計要求。

混凝土的和易性包括流動性、粘聚性和保水性。流動性：水下灌注混凝土靠混凝土自身重量產生流動在樁基底部攤平和自密實，若流動性較差，就會造成灌注困難、堵管，無法正常灌注，引發(fā)質量事故及較大的經濟損失。粘聚性和保水性：水下灌注混凝土要有較好的粘聚性

和保水性，以防止因混凝土的離析、泌水，在灌注過程中出現碎石在導管中局部集結，造成“卡管”，引發(fā)質量事故。

混凝土要有較長的緩凝時間?；炷猎谑┕み^程中分4層，第一層和第四層高度1m，混凝土方量每層在900m3，需要15個小時，第二、第三層1.5m，混凝土方量每層1350m3，施工時間24個小時。故考慮到其它因素初凝時間要不小于30個小時。主要技術指標如下：

①混凝土設計強度等級：C30。

②混凝土坍落度：180～220mm，1小時無損失，2小時損失小于20mm。

③擴展度：不小于450mm。

④強度要求：7天強度不小于30MPa，28天強度達試配強度。

3 混凝土配合比試配與檢驗

在水泥水化過程中，緩凝劑在水泥顆粒表面形成一層不溶性質的膜層，阻止水泥顆粒與水的進一步接觸，延緩水泥的水化反應，延緩水泥水化放熱速度，從而達到混凝土有較長的初凝時間；通過摻加一定量的粉煤灰和選擇合適的砂率來保證混凝土有好的施工性能和后期強度。

3.1 選擇混凝土用原材料

水泥：在選擇水泥的過程中，要求水化熱低、C3A含量低、標準稠度用水量低，選用湖南金大地水泥有限公司生產的P.O42.5水泥進行試配。其他各項指標都符合相應的規(guī)范要求。

粉煤灰：利用粉煤灰代替部分水泥，進而在一定程度上可以改善新拌混凝土的工作性，同時可以減少泌水，并且可以抑制離析現象；在保水性方面，表現良好，為泵送施工奠定基礎；能夠有效地降低水化熱，同時可以降低混凝土的絕熱升溫。該工程選用湖南華天能環(huán)?？萍奸_發(fā)有限公司（金竹山電廠）F類Ⅱ級粉煤灰，其各指標均滿足規(guī)范要求。

細骨料：瀘溪浦市砂場中砂，細度模數Mx=2.8，在選砂方面，需要對含泥量進行嚴格的控制。

粗骨料：碎石選用仇家碎石場5～31.5mm規(guī)格碎石，巖體軸心抗壓強度為131MPa。碎石合成比例：5～10：10～20：16～31.5=3：5：2。在此條件下搭配的粗骨料空隙率最?。?8%），振實密度較大，其級配比較理想。

3.2 超緩凝減水劑與膠材相容性試驗和摻量的選擇

試驗目的：依據JC/T1083-2008《水泥與減水劑相容性試驗方法》。通過試驗找出減水劑和粉煤灰的最佳摻量。根據試驗結果最終確定粉煤灰摻量為25%，超緩凝減水劑摻量為膠材總量的1.8%。試驗結果如下表。

3.3 混凝土配合比的確定

3.3.1 試配強度按下式計算（fcu，0）：fcu，0≥fcu，k+1.645σ 式中fcu，0為混凝土試配強度，fcu，k為混凝土設計強度。

3.3.2 確定砂率。通過篩分試驗確定5-10mm、10-20mm和16-31.5mm的碎石的組成比例是3：5：2；采用3個不同的砂率40%、42%、44%分別和碎石混合后做表觀密度試驗，經試驗對比當砂率為42%時混合表觀密度最大，為2710kg/m3。取基準砂率為42%試拌，根據混凝土狀態(tài)進行調整。

3.3.3 根據原材料試驗結果分析，依據配合比設計原則及工程施工的具體要求，結合類似工程的施工經驗，混凝土理論配合比如下：水泥：粉煤灰：砂：碎石：減水劑：水=295：98：775：1070：7.07：157。

3.4 混凝土配合比的驗證

混凝土的拌合物性能及力學性能：

對以上配合比進行混凝土拌合物性能試驗，經試拌，該混凝土初凝時間達36小時45分，能滿足施工要求，由于摻加了超緩凝減水劑，擴展度較大，混凝土有輕微的泌水現象，實測混凝土含氣量1.8，后通過調整引氣劑，混凝土和易性有較大改善，無離析、泌水現象。拌合物性能結果見下表：

4 在沅江大橋封底混凝土中的應用情況

沅江大橋2#墩于2011年11月8號到12號，共施工96個小時，澆筑混凝土3600m3。1#墩于2012年3月12號到3月17號，共施工110個小時，澆筑混凝土3600 m3。兩次封底混凝土施工均比較順利。在施工中混凝土出機坍落度控制在200-220mm，實測擴展度均大于450mm，現場制取混凝土試件7天平均強度30.2MPa，28天強度36.1MPa，56天強度39.3MPa。能滿足設計要求。在后續(xù)施工中無滲水現象，封底成功。

5 施工中存在的問題及心得體會

①大方量的混凝土施工開始前一定要做好混凝土的備料工作。各種材料都要備齊，切忌邊施工邊進料，材料進場后要及時檢驗，確保材料合格。

②膠凝材料對減水劑相容性的影響。水泥對減水劑的相容性主要影響因素有水泥中C3A的含量，堿含量、石膏的形態(tài)和摻量、水泥的細度。在試驗前和水泥生產商充分溝通，確保水泥質量的穩(wěn)定并且要控制各項指標在合理的范圍之內。粉煤灰要嚴格控制燒失量。燒失量小的粉煤灰能提高混凝土的流動性。燒失量大的粉煤灰要吸附部分減水劑，和減水劑的相容性變差。

③超緩凝混凝土既要有較長的初凝時間，大流動性，又要后期強度滿足設計要求，這是試驗的難點，所以在配制超緩凝減水劑和減水劑摻量試驗時要反復試驗，找出最佳的緩凝成份和最佳摻量。

④砂進場后及時篩分。特別是砂中0.315mm以下顆粒含量要注意保證。如果砂中0.315篩上的通過量不能滿足規(guī)范要求，則泵送會比較困難。要及時調整砂率。

⑤對攪拌時間、用水量進行嚴格的控制。攪拌時間控制在120秒。通過充分攪拌，進一步確保混凝土處于最佳狀態(tài)。在用水量方面，聚羧酸高性能減水劑非常敏感，如果用水量稍微增多，就容易發(fā)生離析，在攪拌過程中，有的拌和站司機不遵守攪拌要求，在現場難以控制混凝土的坍落度，進而影響施工的順利進行。

參考文獻：

[1]李用敏.超緩凝混凝土的探索[J].廣東水利水電，2002（4）.

[2]水泥與減水劑相容性試驗方法JC/T1083-2008 中華人民共和國建材行業(yè)標準，2008-12-01實施.

[3]中鐵三局集團有限公司主編.鐵路混凝土工程施工質量驗收標準[M].中國鐵道出版社，2011.