劉 偉 胡劍成 雷文杰

（成都建工預(yù)筑科技有限公司，四川 成都 610052）

成都市杉板橋路改造工程建設(shè)中，位于10條鐵路線(xiàn)旁的斜拉轉(zhuǎn)體橋9號(hào)主墩為涉鐵危大結(jié)構(gòu)，具有整體性要求高、質(zhì)量控制難度大、體積大、鋼筋密等特點(diǎn)。本文針對(duì)杉板橋路改造建設(shè)過(guò)程中的高等級(jí)大體積混凝土的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)分析，對(duì)此類(lèi)重點(diǎn)工程的技術(shù)總結(jié)及推廣應(yīng)用有重要的指導(dǎo)作用。

1 工程項(xiàng)目概況及設(shè)計(jì)施工重難點(diǎn)

1.1 工程項(xiàng)目概況

將自密實(shí)高等級(jí)大摻量礦物摻和料大體積混凝土和普通高等級(jí)大體積混凝土應(yīng)用于9號(hào)主墩承臺(tái)中。該承臺(tái)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)28m、寬28m、高6m，承臺(tái)最下層1m結(jié)構(gòu)由于上下層鋼筋交錯(cuò)布置，鋼筋密集，密集區(qū)域鋼筋凈距為20～50mm，無(wú)法采用振動(dòng)棒振搗密實(shí)，如圖1所示。因此，采用自密實(shí)混凝土澆筑，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C55自密實(shí)混凝土。自密實(shí)性能設(shè)計(jì)要求坍落擴(kuò)展度達(dá)到SF2級(jí)、擴(kuò)展時(shí)間T500達(dá)到VS2級(jí)，坍落擴(kuò)展度與J環(huán)擴(kuò)展度差值達(dá)到PA2級(jí)。上層5m設(shè)計(jì)采用C50混凝土。

1.2 設(shè)計(jì)施工重難點(diǎn)

工程重難點(diǎn)主要包括兩點(diǎn)：一是結(jié)構(gòu)部位屬于大體積混凝土，強(qiáng)度等級(jí)高，一次澆筑完成，結(jié)構(gòu)整體性要求高，需要嚴(yán)格控制混凝土水化熱，防止出現(xiàn)溫度裂縫。二是下層1m結(jié)構(gòu)鋼筋密集，上下層鋼筋交錯(cuò)布置，無(wú)法使用振動(dòng)棒，澆筑難度大。因此，應(yīng)合理選用原材料，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制原材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量和混凝土施工質(zhì)量，采取混凝土溫控措施，并加強(qiáng)混凝土后期養(yǎng)護(hù)，以滿(mǎn)足混凝土的自密實(shí)、強(qiáng)度等級(jí)高、大體積和整體性要求高的性能要求。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)鋼筋密集布置

1.3 設(shè)計(jì)方案

（1）通過(guò)提高砂率，改善混凝土的流動(dòng)性，確保下層結(jié)構(gòu)混凝土的自密實(shí)性。同時(shí)，為了保證混凝土強(qiáng)度，需要調(diào)整膠凝材料用量。

（2）加入適量硅灰，改善混凝土拌和物的流動(dòng)性。同時(shí)，提高混凝土成型后的致密性和耐久性能。

（3）采用大摻量?jī)?yōu)質(zhì)礦物摻合料，降低混凝土早期水化熱，保證混凝土后期強(qiáng)度。

2 原材料及配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料

（1）水泥：通過(guò)選用大摻量?jī)?yōu)質(zhì)礦物摻合料和低熱水泥來(lái)降低大體積混凝土最大絕熱溫升。選用四川某品牌P·O52.5普通硅酸鹽水泥，性能指標(biāo)見(jiàn)表1。其3d、7d水化熱符合《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50496-2018）的要求。

表1 四川某品牌P·O52.5普通硅酸鹽水泥性能指標(biāo)

（2）摻合料：

①粉煤灰：高等級(jí)混凝土的膠凝材料用量較大，適量摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰可起到改善和易性和降低水化熱的作用。選用成都某品牌I級(jí)風(fēng)選粉煤灰，性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 成都某品牌I級(jí)風(fēng)選粉煤灰性能指標(biāo)

②礦粉：適量摻入礦粉可起到改善和易性、增加混凝土后期強(qiáng)度的作用。選用四川某品牌S95礦粉，性能指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 四川某品牌S95礦粉性能指標(biāo)

③硅灰：硅灰能改善混凝土拌和物的流動(dòng)性，滿(mǎn)足自密實(shí)性能。同時(shí)，能提高混凝土成型后的致密性和耐久性能。選用高加密硅灰。

（3）骨料：粗骨料選用5～20mm和5～25mm連續(xù)級(jí)配碎石，其中，5～20mm連續(xù)級(jí)配碎石滿(mǎn)足混凝土自密實(shí)性能，能夠順利流動(dòng)穿過(guò)密集鋼筋區(qū)域。細(xì)骨料選用Ⅱ區(qū)中砂。

（4）外加劑：工程選用自密實(shí)專(zhuān)用高性能減水劑和專(zhuān)用高性能聚羧酸減水劑。為滿(mǎn)足大體積混凝土的施工及質(zhì)量要求，調(diào)整優(yōu)化外加劑的保坍組分和緩凝組分，避免形成施工冷縫，降低混凝土的早期水化熱。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

混凝土的配合比設(shè)計(jì)參照《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50496-2018）計(jì)算，自密實(shí)性能檢測(cè)參照《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 283-2012）。

（1）水膠比：在滿(mǎn)足混凝土施工性能的前提下，盡量降低水膠比，以保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性要求。

（2）砂率：C55自密實(shí)混凝土適當(dāng)提高砂率，選用5～20mm級(jí)配專(zhuān)用碎石，可以增加自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性和通過(guò)率。同時(shí)，豐富的砂漿層包裹在粗骨料周?chē)?，可以阻斷沿粗骨料表面的滲水孔隙。C50混凝土在保證泵送的前提下，盡可能降低砂率，保證混凝土強(qiáng)度，增加結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，降低開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。

（3）大摻量礦物摻合料：選用大摻量?jī)?yōu)質(zhì)礦物摻合料，可以降低混凝土的早期水化熱和開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，從而確?；炷梁笃趶?qiáng)度增長(zhǎng)。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

通過(guò)原材料的選擇和配合比設(shè)計(jì)調(diào)整，經(jīng)大量試驗(yàn)和試配，得到C55自密實(shí)混凝土和C50混凝土配合比參數(shù)，見(jiàn)表4、表5。

表4 C55自密實(shí)混凝土配合比參數(shù)

表5 C50混凝土配合比參數(shù)

以上配合比結(jié)合澆筑時(shí)氣溫等參數(shù)，經(jīng)熱工計(jì)算，混凝土中心溫度、里表溫差和內(nèi)外溫差等均符合現(xiàn)行規(guī)范和技術(shù)要求。

經(jīng)試配，C55自密實(shí)混凝土的自密實(shí)性能見(jiàn)表6，擴(kuò)展度試驗(yàn)如圖2所示。由試配結(jié)果可知，C55自密實(shí)混凝土的自密實(shí)性能達(dá)到SF2、VS1、PA2的性能等級(jí)，滿(mǎn)足混凝土設(shè)計(jì)和施工要求。

表6 C55自密實(shí)混凝土的自密實(shí)性能

圖2 擴(kuò)展度試驗(yàn)

混凝土抗壓強(qiáng)度和早期抗裂性能見(jiàn)表7。由試驗(yàn)結(jié)果可知，混凝土60d和90d抗壓強(qiáng)度均滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，混凝土早期抗裂性能等級(jí)達(dá)到L-V級(jí)，均滿(mǎn)足C55自密實(shí)和C50設(shè)計(jì)的要求。

表7 混凝土各齡期強(qiáng)度和耐久性能

4 施工質(zhì)量控制

為確保大體積混凝土的順利澆筑和成型質(zhì)量，應(yīng)注意以下控制要點(diǎn)：

（1）嚴(yán)格落實(shí)原材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收制度，保證進(jìn)場(chǎng)原材料質(zhì)量合格，特別是粉煤灰、硅灰、5～20mm連續(xù)級(jí)配碎石等特殊材料，應(yīng)做到每車(chē)檢測(cè)。同時(shí)，應(yīng)確保原材料的數(shù)量符合生產(chǎn)需要。

（2）混凝土生產(chǎn)前應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，保證計(jì)量的準(zhǔn)確性?；炷辽a(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比生產(chǎn)，保證水膠比、砂率等參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，確保出站混凝土的坍落度、和易性符合施工要求。

（3）澆筑過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)施工工藝和澆筑速度合理安排混凝土供應(yīng)，避免掉料或現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重壓車(chē)。

（4）大體積混凝土應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案和溫控措施做好混凝土施工、溫度監(jiān)控和養(yǎng)護(hù)工作。

通過(guò)嚴(yán)格控制原材料進(jìn)場(chǎng)、生產(chǎn)、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵要點(diǎn)，杉板橋路9號(hào)主墩承臺(tái)高等級(jí)大摻量礦物摻和料大體積混凝土得以順利澆筑，成型效果良好，符合設(shè)計(jì)要求（見(jiàn)圖3），得到各方的高度認(rèn)可。

圖3 成型效果圖

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)C55自密實(shí)混凝土和C50混凝土在成都市杉板橋路改造工程中的應(yīng)用研究，得到以下結(jié)論：

（1）高等級(jí)大摻量礦物摻和料大體積混凝土的原材料宜選用低熱水泥、I級(jí)風(fēng)選粉煤灰和S95級(jí)礦粉等優(yōu)質(zhì)礦物摻合料。硅灰可以改善混凝土的自密實(shí)性能和耐久性能。

（2）高等級(jí)大摻量礦物摻和料大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì)，齡期應(yīng)選擇60d或90d。一方面，需要足夠的膠凝材料用量作為混凝土和易性、強(qiáng)度和耐久性能的保障；另一方面，需要提高優(yōu)質(zhì)礦物摻合料摻量、減少水泥用量，嚴(yán)格控制混凝土早期水化熱，避免出現(xiàn)溫度裂縫。在滿(mǎn)足施工要求的情況下，盡量降低水膠比。普通大體積混凝土宜盡量降低砂率，自密實(shí)大體積混凝土宜適當(dāng)增大砂率。

（3）高等級(jí)大摻量礦物摻和料大體積混凝土的質(zhì)量控制應(yīng)嚴(yán)格控制原材料進(jìn)場(chǎng)、生產(chǎn)、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)。