回達鵬3
(河北省高速公路京滬管理處，河北滄州061000)
摘要：高效能混凝土質量滿足耐久性的主要途徑有很多，採用優良的施工技術措施是保證高效能混凝土耐久性的關鍵，介紹了保證高效能混凝土耐久性的施工技術措施，並對施工中控制高效能混凝土不開裂的措施進行了研究。
關鍵詞：高效能混凝土；耐久性；施工；措施
中圖分類號:tu528 文獻標識碼:b 文章編號:1004—5716(2011)11—0213—03
1 高效能混凝土質量滿足耐久性的主要途徑
加強管理，從傳統的按強度控制轉變為按耐久性控制，保證混凝土質量。耐久混凝土工程在正式施工前，針對工程特點和施工環境與施工條件，施工單位邀請設計、建設、監理和混凝土**等各單位，共同制定施工全過程和各個環節的質量控制與質量保證措施以及相應的施工技術措施，確定質量檢驗方法及獎懲辦法。在施工中，委派專人記錄混凝土運送到工地的時間和出機坍落度、灌注時間和灌注時坍落度、氣溫、灌注溫度、施工縫劃分、灌注數量以及混凝土的養護方式和養護過程。
耐久混凝土施工中，重點保證質量專門措施的內容：結構表層混凝土的密實性、均勻性與良好的養護、混凝土保護層厚度、混凝土裂縫控制等。
摻入高效減水劑方法。在保證混凝土拌和物所需流動性的同時，在混凝土配比中摻入高效減水劑，盡可能降低用水量，減小水灰比，降低混凝土的孔隙率，特別是毛細管孔隙率，提高混凝土的耐久性。
選用含有高效活性礦物水泥或摻入相應的摻料。優先選用礦渣水泥或摻入磨細礦渣和粉煤灰兩種工業廢渣作為輔助性膠凝材料。
加強環境水質的檢測，消除混凝土環境因素引起結構破壞的因素。箱梁預製及連續梁施工，受季節溫度不斷變化的影響，特別是冬季的影響最大，使用引氣劑，減少混凝土孔隙率，可以提高混凝土工程在寒冷地區的耐久性。
消除混凝土自身的結構破壞因素。施工材料中嚴格限制或消除從原材料引入的鹼、so3、cl-等可以引起結構破壞和鋼筋鏽蝕物質的含量，加強施工控制環節，避免收縮及溫度裂縫產生，提高混凝土的耐久性。
保證混凝土的強度。在高效能混凝土中，摻入高效減水劑和活性礦物材料，增加混凝土的緻密性，降低或消除了游離氧化鈣的含量，大幅度提高混凝土強度的同時，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。
2 保證高效能混凝土耐久性的施工技術措施
為保證主體混凝土結構的長期耐久性能，橋梁工程採用高效能混凝土。混凝土耐久性主要涉及到抗滲性、抗凍性、抗裂性、抗衝磨性、碳化、抗侵蝕性及鹼骨料反應等效能。
高效能混凝土的施工控制是保證其耐久性之關鍵。高效能混凝土施工除採用有自動計量和檢測裝置的拌合站拌制外，還要嚴格控制混凝土的攪拌、運輸、澆築和振搗作業程式，強化混凝土的保濕、保溫、養護過程，實現對混凝土施工全過程的質量監控，從而確保高效能混凝土的耐久性能。
2.1 配製高效能混凝土
配製混凝土的水泥滿足國家和鐵道行業標準，選用低水化熱和低鹼含量的水泥，避免使用早強水泥和高c3a含量的水泥。水泥品種一般為品質穩定的矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥或礦渣水泥，其強度等級宜為42.5。
矽酸鹽水泥和普通矽酸鹽水泥宜與礦物摻和料一起使用。水泥熟料中的c3a含量一般不超過8%，比表面積不超過350m2/kg，游離氧化鈣不超過1.5%。
大體積混凝土c3a含量不超過5%。水泥的含鹼量(按na2o當量計)不宜超過水泥質量的0.60%。
鋼筋混凝
3122023年第11期西部探礦工程3收稿日期:2011201207
作者簡介：回達鵬(19812)，男(漢族)，河北滄縣人，助理工程師，現從事路橋結構工程技術管理工作
。土中所用水泥的氯離子含量不宜超過水泥質量的0.20%。
骨料選用符合《鐵路混凝土與砌體工程施工質量驗收標準》,選用球形、粒形、吸水率低、孔隙率小的潔淨骨料,嚴格控制骨料的針片狀顆粒含量。粗骨料的堆積密度一般應大於1500kg/m3(對較緻密石子則應大於1600kg/m3),孔隙率不大於7%,吸水率不大於2%,針、片狀顆粒含量不超過5%。細骨料選用天然中粗河砂,細度模數宜在2.
6～3.2,不使用機制砂及山砂。不同細度模數砂子的0.
75mm、0.6mm和0.15mm篩的累計篩餘量分別為0%～5%、40%～70%和不小於95%。
粗骨料的最大公稱粒徑不得超過25mm,且不超過鋼筋保護層厚度的2/3。對於潮濕環境中的混凝土結構,混凝土骨料的砂漿棒膨脹率按《鐵路混凝土用骨料鹼活性試驗方法快速砂漿棒法》(tb/t2922.5)檢驗不得大於0.
10%,岩石柱膨脹率按《鐵路混凝土用骨料鹼活性試驗方法快速岩石柱法》(tb/t2922.4)檢驗不得大於0.10%。
因條件所限骨料的砂漿棒膨脹率或岩石柱膨脹率超過上述限值時,除了骨料的砂漿棒率不得大於0.20%外,還應在混凝土中摻加適量的礦物摻和料或經試驗確定的外加劑以抑制混凝土的鹼骨料反應,且混凝土的總鹼含量應滿足tb/t3054的規定。或選用非鹼活性骨料配製混凝土。
適量摻用優質粉煤灰、矽粉、磨細礦渣粉等礦物摻合料或復合礦物摻合料,摻量控制在20%左右,並按《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》的要求嚴格控制其有害成分。
外加劑採用具有高效減水、適量引氣、能細化混凝土孔結構、能明顯改善或提高混凝土耐久性能的專用復合外加劑,盡量降低拌合水用量。高效減水劑的減水率不小於20%,外加劑中的氯離子含量不得大於混凝土中膠凝材料總質量的0.02%,高效減水劑的硫酸鈉含量不大於減水劑幹質量的10%。
氯化鈣不能作為混凝土的外加劑使用,各種阻鏽劑的長期有效性需經檢驗,不使用亞硝酸鈉類阻鏽劑。
拌合用水滿足tb10424的相應規定,最大水膠比不大於0.5。
混凝土的最大水膠比、最小水泥用量、最低膠凝材料用量和最大膠凝材料用量,根據現場試驗限制在適宜的範圍內。
盡可能減少混凝土膠凝材料中的水泥用量,一般膠凝材料最小用量不小於300kg/m3,最大用量不大於450kg/m3。
2.2 高效能混凝土攪拌
採用帶有自動計量和檢測裝置的混凝土拌合站。
混凝土原材料嚴格按照施工配合比要求進行計量,最大允許偏差符合下列規定(按重量計):膠凝材料(水泥、礦物摻合料等)±1%;專用復合外加劑±1%;粗、細骨料±2%;拌合用水±1%。
攪拌混凝土前,用直接法測定粗細骨料的含水率,以校核拌合站自動檢測系統,準確測定因天氣變化而引起的粗細骨料含水量變化,以便及時調整施工配合比。含水率每班用直接測定法抽測不少於3次。
混凝土攪拌時,先投入細骨料、水泥、礦物摻合料和專用復合外加劑,攪拌均勻後,再加入所需用水量,待砂漿充分攪拌後再投入粗骨料,並繼續攪拌至均勻為止。每階段的攪拌時間不少於30s,總攪拌時間2～3min。
冬季攪拌混凝土前,先經過熱工計算,並經試拌確定水和骨料需要預熱的最高溫度,以滿足混凝土最低入模溫度(12℃)要求。水泥、專用復合外加劑及礦物摻合料在使用前運入暖棚進行自然預熱,不得直接加熱。
炎熱季節攪拌混凝土時,採取在堆料場搭設遮陽棚、低溫水攪拌混凝土等措施降低混凝土拌合物的溫度,或盡可能在夜間攪拌混凝土,以保證混凝土的入模溫度滿足相應規定。
2.3 高效能混凝土運輸
混凝土運輸採用混凝土輸送車運輸。
運輸混凝土的道路平坦暢通,保證混凝土在運輸過程中保持均勻性,運到澆築地點時不分層、不離析、不漏漿,具有要求的坍落度和工作效能。
運輸混凝土過程中,對運輸裝置採取保溫隔熱措施,防止區域性混凝土溫度公升高(夏季)或受凍(冬季)。嚴禁在運輸過程中向輸送車內加水。儘量減少混凝土的運輸時間。
從攪拌機出盤到澆築完畢的延續時間以不影響混凝土的各項效能為限。
輸送車到達澆築現場後高速旋轉20～30s,再將混凝土拌合物餵入幫浦車受料斗。
混凝土幫浦輸送混凝土時,除按j g j/t10-95的規定進行施工外,還要特別注意如下事項:
在滿足幫浦送工藝要求的前提下,幫浦送混凝土的坍落度盡量小,以免混凝土在振搗過程中產生離析和泌水。
幫浦送混凝土時,輸送管路起始水平管段長度不小於15m。除出口處採用軟管外,輸送管路的其它部位均不採用軟管。高溫或低溫環境下,輸送管路分別用溼簾和保溫材料覆蓋。
混凝土在攪拌後60min內幫浦送完畢,且在1/2初凝時間前入幫浦,並在初凝前澆築完畢。
因各種原因導致停幫浦時間超過15min時,每隔4～
412西部探礦工程2023年第11期
5min開幫浦一次,使幫浦機進行正轉和反轉兩個方向的運動,同時開動料斗攪拌器,防止鬥中混凝土離析。
2.4 高效能混凝土澆築
澆築混凝土前,針對本標段工程特點、環境條件與施工條件設計澆築方案,包括澆築起點、澆築進展方向和澆築厚度等;混凝土澆築過程中,不得無故更改確定的澆築方案。
澆築混凝土前,仔細檢查鋼筋保護層墊塊的位置、數量及其緊固程度,並指定專人做重複性檢查,以確保鋼筋保護層厚度,構件側面和底面的墊塊至少為4個/m2,綁紮鋼筋的鐵絲頭不得伸入保護層內。
混凝土入模前,再次測定混凝土拌合物的溫度、坍落度、含氣量和泌水率等工作效能,其效能滿足要求後方可入模澆築。
混凝土澆築時的自由傾落高度不大於2m;當大於2m時,採用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土,保證混凝土不出現分層離析現象。
混凝土的澆築採用分層連續推移的方式進行,澆築間隙時間不超過90min,不得隨意留置施工縫。
混凝土幫浦送作業時,先採用水泥砂漿濕潤管道,再進行混凝土輸送,待混凝土連續不斷地輸出,均勻且不產生氣泡時才開始布料。
混凝土的分層厚度不大於300mm,澆築墩台混凝土前,底部先澆入50mm厚水灰比略小於混凝土的水泥砂漿。
澆築大體積混凝土結構前,根據結構截面尺寸大小預先採取必要的降溫防裂措施,主要有搭設遮陽棚、預設迴圈冷卻水系統等。新澆混凝土與鄰接的已硬化混凝土或岩土介質間的溫差不大於20℃。
2.5 高效能混凝土振搗
混凝土振搗採用插入式高頻振動棒、附著式高頻振搗器等振搗裝置。提高混凝土的振搗質量,確保密實度要求。
混凝土振搗按規定的工藝路線和方式進行,在混凝土澆築過程中及時將澆築的混凝土均勻振搗密實,不得隨意加密振點或漏振,每點的振搗時間以表面泛漿或不冒大氣泡為準,一般不超過30s,避免過振。
採用插入式高頻振搗器振搗混凝土時,採用垂直點振方式振搗。若需變換振搗棒位置,首先豎向緩慢將振搗棒拔出,然後再將振搗棒移至新的位置,不得將振搗棒放在拌和物內平拖,也不得用插入式振搗棒平拖驅趕下料口處堆積的拌合物。
在振搗混凝土過程中,加強檢查模板支撐的穩定性和接縫的密合情況,安排專人負責監視模板、管道、鋼筋和預埋件,防止螺栓鬆動、模板變形時及時採取措施予以處理。
2.6 高效能混凝土養護
混凝土澆築完成後,要及時採取保溫、保濕措施進行養護,延緩降溫速率,防止混凝土表面乾裂。養護期間,不得中斷冷卻水及養護用水的**,要加強施工中的溫度監測和管理,及時調整保溫及養護措施。保溫養護措施可採取在混凝土面表面覆蓋2層草袋並加蓋一層塑料薄膜或在混凝土表面蓄水加熱保溫等辦法進行。
混凝土終凝後就開始灑水養護,墩台表面蓋麻袋以保持濕潤。拆模後採用塑料薄膜包裹,養護期內向薄膜內噴水,保持其濕度。當氣溫偏低時採用草簾包裹,內外加塑料薄膜。
3 控制高效能混凝土不開裂的措施
為防止產生溫度裂縫,高效能混凝土施工中應採取如下技術措施:
優化混凝土配合比設計。通過試驗合理選用低熱水泥及其用量,摻用適量粉煤灰,「超量」取代部分水泥,降低水泥水化熱;摻適量緩劑,控制混凝土澆築速度,以推遲水泥水化熱釋放,從而降低混凝土的溫公升值。
嚴格選擇與控制粗、細骨料的規格和質量。根據需要採用原材料降溫措施。
對於大體積結構要合理布置冷卻管,通過迴圈冷卻水,攜帶大量水化熱,降低內部溫公升。根據水化熱絕熱溫公升計算、實測溫度控制調節水流量、流速和開停通水時間,溫度監控養護時間為14d。
嚴格控制好混凝土的坍落度;混凝土拌合的時間要適度;混凝土澆築要連續,不要產生冷縫;養護要及時,防止水化熱過高導致混凝土開裂;拆模必須滿足混凝土拆模強度要求。
4 結語
施工實踐表明:高效能混凝土配合比設計和施工工序的控制是保證高效能混凝土耐久性的關鍵所在。在高效能混凝土配合比設計階段,原材料的品質和混凝土拌合物的效能對硬化混凝土的力學效能和長期耐久性能起著重要作用,其中各種原材料的適應性是配合比成功選定的主要條件。
在高效能混凝土施工階段,除了控制原材料和拌合物的施工質量穩定性,加強高效能混凝土的保溫、保濕養護也是保證結構實體質量的重要保障。
5122023年第11期西部探礦工程
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