高性能混凝土在廣珠鐵路西江特大橋建設中的應用

王祖鵬

(中鐵二十二局集團哈爾濱鐵路建設集團有限責任公司，哈爾濱 150080)

高性能混凝土在廣珠鐵路西江特大橋建設中的應用

王祖鵬

(中鐵二十二局集團哈爾濱鐵路建設集團有限責任公司，哈爾濱 150080)

介紹了廣珠鐵路西江特大橋高性能混凝土的配制方法，采用雙摻技術和摻用聚羧酸高性能減水劑實現混凝土高性能化。介紹了高性能混凝土生產質量控制措施，指出在生產過程中嚴格控制混凝土質量，是高性能混凝土在廣珠鐵路中得到成功應用的關鍵因素。

高性能混凝土 廣珠鐵路 原材料 質量控制

高性能混凝土是一種新型高技術混凝土，以耐久性作為設計的主要指標，針對不同用途要求，對耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩定性和經濟性重點予以保證［1］。

與普通混凝土相比，高性能混凝土具有一定的強度和高抗滲能力，但不一定具有高強度，中強度或低強度亦可。高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌合物應具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型;泵送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可泵性、自密實性能。高性能混凝土的使用壽命長，對于一些特護工程的特殊部位，控制結構設計的往往不是混凝土的強度，而是耐久性。能夠使混凝土結構安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土應用的主要目的。高性能混凝土具有較高的體積穩定性，即混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。

高性能混凝土就是能更好地滿足結構功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長混凝土結構的使用年限，降低工程造價。

廣珠鐵路起點為廣州江村，終點為珠海市的高欄港區，SG-3標段線路正線長度28.781 km，其中西江特大橋全長6 704.4 m，為全線最長的橋梁，技術含量高，被列為本標段的重難點工程項目。其水下樁基施工難度大，對混凝土性能要求高，對此在混凝土原材料、配合比設計和生產質量控制方面進行了大量的試驗研究。

1 高性能混凝土原材料

水泥選用廣州珠江水泥有限公司生產的P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥，技術指標見表1。粉煤灰選用臺山國華電廠生產的Ⅱ級粉煤灰，技術指標見表2。礦粉選用珠海智海建材發展有限公司S95級礦粉，技術指標見表3。粗骨料選用鶴山三級配碎石，技術指標見表4。細骨料選用西江中砂，技術指標見表5。外加劑選用深圳邁地砼外加劑有限公司生產的PCA聚羧酸高性能減水劑，技術指標見表6。

表1 水泥技術指標

表2 粉煤灰技術指標%

表3 礦粉技術指標

表4 碎石技術指標%

表5 砂技術指標

表6 聚羧酸減水劑性能指標

2 混凝土配合比設計及其性能指標

水下樁基混凝土施工時，主要是靠混凝土自重及其自身的流動性能得以完成，因此在進行混凝土配合比設計過程中，除了考慮常規性能指標外還應保證新拌混凝土具有良好的和易性和流動性能，以滿足施工要求。所設計的C40水下樁混凝土配合比、新拌混凝土性能指標和硬化混凝土性能指標分別如表7、表8和表9所示。

表7 C40水下樁混凝土配比

表8 C40水下樁新拌混凝土性能

表9 C40水下樁硬化混凝土性能

2.1 試驗結果分析

與傳統混凝土相比，高性能混凝土并非以單一的強度為指標，而是從整體的綜合性能考慮，更側重于其耐久性能和便于施工的性能。同時符合可持續發展戰略，達到社會經濟同資源環境實現良性循環［2］。大量添加粉煤灰和礦渣粉等礦物摻合料，不僅能節能利廢，取得良好的經濟效益，而且在很大程度上提高了混凝土的性能。“雙摻法”是當今配制高性能混凝土的常用技術［3］。

1)形態效應。礦物摻合料顆粒直徑小于水泥顆粒，而且呈圓球形，在混凝土中起到良好的潤滑作用，提高了拌合物的流動性能。

2)活性效應。粉煤灰、礦粉都屬于活性摻合料，含有大量的活性氧化硅、氧化鋁，可以與水泥水化產物Ca(OH)2生成二次水化產物C—S—H和C—A—H凝膠，使水泥石結構變得更加密實，同時能改善混凝土中水泥漿體與骨料之間的界面結構，有利于提高混凝土后期力學性能和耐久性能［4］。摻合料自身水化反應十分緩慢，從表9可看出，當摻合料用量增加時，硬化混凝土的早期強度下降，但是隨著摻合料的水化，后期強度增長幅度比較大，基本上能與水泥用量較大的混凝土持平。

3)微骨料效應?；炷量梢暈檫B續級配的顆粒堆積體系，粗骨料之間的間隙由細骨料填充，細骨料的間隙由水泥顆粒填充，水泥間的間隙由更細的摻合料顆粒來填充，從而改善混凝土的孔結構，降低了孔隙率并減少了孔徑的平均直徑，增加混凝土的密實度，提高了混凝土的耐久性能。

2.2 生產質量控制

高性能混凝土生產并不需要特殊工藝，但是由于其水膠比比普通混凝土低，而且采用了減水率高的聚羧酸高性能減水劑，因此高性能混凝土比較敏感，這就對原材料和生產控制提出更高的要求。在整個生產過程中采用以下方法對混凝土質量進行控制:①混凝土配比設計過程中進行了大量的試驗，掌握了許多數據，對當地材料有了充分的了解。②原材料進場時嚴格按要求檢驗，并且合理堆放，盡量排除外界因素的影響。③生產時嚴格按照施工配合比要求對原材料進行稱量，稱量允許偏差符合客專規定。④當原材料出現較大范圍的波動時，應該在滿足各項性能指標的前提下及時對混凝土配合比做出合理的調整，以保證滿足施工要求。

通過上述方法，在混凝土生產過程未出現質量問題，取得了良好的效果。

3 結語

通過優選原材料，合理設計配合比可以生產出各項性能指標符合要求的高性能混凝土。大摻量使用粉煤灰和礦粉不僅能達到良好的實用效果，還能取得良好的社會和經濟效益。采用雙摻技術和摻用聚羧酸高性能減水劑是實現混凝土高性能化的重要手段。高性能混凝土生產過程中應嚴格控制，才能確保質量。

［1］吳中偉，廉慧珍.高性能混凝土［M］.北京:中國鐵道出版社，1999.

［2］馬雪英.高性能混凝土在京津城際軌道交通工程中的應用［J］.混凝土，2007(12):95-97.

［3］龐儉，王世強，楊國卿，等.C55F300水工高性能混凝土在青島港油碼頭工程中的配制及應用［J］.混凝土，2007(12):88-92.

［4］劉輝.高摻量粉煤灰對高性能混凝土體積穩定性及耐久性的影響［J］鐵道建筑，2010(6):24-27.

TU528.31

B

1003-1995(2011)02-0125-03

2010-10-20;

2010-11-20

王祖鵬(1975—)，男，山東萊州人，工程師。

(責任審編 王紅)