大體積清水混凝土在鐵路涵洞橋中的應(yīng)用

薛玉奇

（河北麒麟建筑科技發(fā)展有限公司，河北 石家莊 050091）

大體積清水混凝土在鐵路涵洞橋中的應(yīng)用

薛玉奇

（河北麒麟建筑科技發(fā)展有限公司，河北 石家莊 050091）

本文介紹了通過優(yōu)選原材料，對(duì)多種配合比方案進(jìn)行對(duì)比分析，采用單摻粉煤灰的方法配制出大體積清水混凝土，并成功應(yīng)用于石德線鐵路涵洞橋的工程案例。

涵洞橋；大體積；清水混凝土

0 工程背景

石德鐵路線藁城郭莊段新建 1#、2# 鐵路涵洞橋，采用鋼筋混凝土框架箱式結(jié)構(gòu)，孔凈跨 15m，高 5.5m。工程設(shè)計(jì)主體混凝土結(jié)構(gòu)為清水混凝土，要求表面光滑、顏色一致、美觀大方。開工時(shí)間 2006 年 11 月 16 日，12 月中旬左右結(jié)束，混凝土方量總計(jì) 1500 立方左右。按設(shè)計(jì)要求，采用箱型通道和箱體底板兩次澆筑成型工藝。首先在鐵路線一側(cè)澆注完畢，等混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在液壓油缸頂壓下沿軌道頂入鐵路線下面。由于工期緊、任務(wù)重，決定采用商品混凝土。我站最終承接了該項(xiàng)工程。這是我站第一次施工清水混凝土，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)不足，所以對(duì)該工程非常重視，在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，組織骨干技術(shù)人員針對(duì)我站現(xiàn)有的材料，進(jìn)行了詳細(xì)的配合比設(shè)計(jì)及供應(yīng)方案的制訂，以確保工程圓滿完成。

橋體要達(dá)到清水混凝土標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)配合比設(shè)計(jì)提出了很高的要求，要從原材料、配合比、施工、養(yǎng)護(hù)等多個(gè)方面來進(jìn)行控制[1]。根據(jù)橋體尺寸，基礎(chǔ)和墻體都超過了 1.2m，可以視為大體積混凝土，工地要求混凝土澆注 7 天后強(qiáng)度達(dá)到90% 以上，這樣就要求配合比設(shè)計(jì)既要滿足強(qiáng)度增長(zhǎng)要求，又要有效控制大體積水化熱帶來的開裂。澆注大體積混凝土現(xiàn)階段普遍采用雙摻粉煤灰和礦粉或單摻粉煤灰的辦法，加緩凝劑，減少水化熱，推遲溫峰時(shí)間，并配合使用其他外部控溫措施，共同控制溫度裂縫。我們此次施工時(shí)間處在深秋與初冬，外界溫度低、早晚溫差大，很容易出現(xiàn)溫度裂縫，所以，除了確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和清水外觀效果外，控制溫度裂縫也是此次配合比設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。

1 配合比設(shè)計(jì)

1.1 原材料優(yōu)選

（1）水泥：根據(jù)施工溫度和工程進(jìn)度對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增長(zhǎng)快的要求，采用了鹿泉曲寨 P·O42.5 水泥，相關(guān)指標(biāo)見表 1。

表 1 P·O42.5 水泥性能指標(biāo)

（2）砂：采用正定潔凈的天然中砂，細(xì)度模數(shù) 2.5。相關(guān)指標(biāo)見表 2。

（3）石子：采用鹿泉優(yōu)質(zhì)機(jī)制 5～25mm 石灰?guī)r碎石，連續(xù)顆粒級(jí)配，粒形好。相關(guān)指標(biāo)見表 3。

（4）粉煤灰：采用鹿泉華石天泉有限公司的二級(jí)粉煤灰，各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。相關(guān)指標(biāo)見表 4。

（5）磨細(xì)礦粉：采用內(nèi)丘中聯(lián) S95 級(jí)礦粉。相關(guān)指標(biāo)見表 5。

（6）外加劑：采用天山的 TSJ-1 型泵送劑，減水率高，和曲寨水泥適應(yīng)性良好。相關(guān)指標(biāo)見表 6。

表 2 中砂性能指標(biāo)

表 3 5～25mm 碎石性能指標(biāo)

表 4 Ⅱ 級(jí)粉煤灰性能指標(biāo) %

表 5 磨細(xì)礦粉性能指標(biāo) %

表 6 外加劑性能指標(biāo)

1.2 配合比設(shè)計(jì)

因?yàn)闀r(shí)間緊，所以考慮在應(yīng)用較為成熟的基準(zhǔn)配比基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整膠材用量，保持坍落度保持相同，通過調(diào)整摻合料用量來進(jìn)行比較，編號(hào) 1#～4#（見表 7）。

通過對(duì)上述四個(gè)配合比進(jìn)行試拌，混凝土初始狀態(tài)都不

［通訊地址］河北省石家莊市槐安西路 88 號(hào)卓達(dá)商務(wù)大廈 D座 1411（050091）關(guān)心試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)儀器設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)非常陌生。很多商品混凝土公司試驗(yàn)員從來沒見過有關(guān)儀器設(shè)備方面的標(biāo)準(zhǔn)。在購買設(shè)備時(shí)也是只考慮價(jià)格，很少關(guān)注該設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是否達(dá)標(biāo)。所以不合格的設(shè)備也是造成檢測(cè)結(jié)果偏差大的原因。從事水泥檢測(cè)的試驗(yàn)人員，不僅應(yīng)該十分熟悉水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)了解標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)所用儀器以及安裝有什么技術(shù)要求，以便正確安裝并能規(guī)范操作儀器、設(shè)備，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。

表 7 不同摻合料用量

表 8 試塊強(qiáng)度

1.3 澆注樣板對(duì)比

分別用四種配合比的混凝土澆注 1000mm×500mm× 1000mm 試驗(yàn)塊，進(jìn)行比較，效果對(duì)比顯示，樣品 1#、2# 澆注后，出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，拆模后外觀質(zhì)量稍差，而樣品 3# 和樣品 4# 則色澤均勻，效果很好。

1.4 確定配合比

在 1#、2# 雙摻中，混凝土和易性好、流動(dòng)性強(qiáng)、需水量較單摻少，但振搗后易泌水，混凝土顏色也不太好控制，對(duì)混凝土外觀有影響；3#單摻混凝土略顯粘稠，但振搗后不泌水，對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行比較，相差不大；純水泥混凝土的缺點(diǎn)是坍落度損失大，考慮運(yùn)距較大，可能影響施工性能和外觀質(zhì)量，所以決定采取單摻粉煤灰，既能降低坍落度損失，又能減少水化熱，利于抑制墻體開裂。另外，適當(dāng)提高混凝土砂率，同時(shí)控制單方用水量，防止水份多易泌水的問題。最終確定配合比為：水膠比 0.44，粉煤灰內(nèi)摻 20%，總用水量185kg/m3，容重 2430kg/m3，砂率 41%。

2 供應(yīng)及施工方案的確定

通過查閱資料可以看出，施工中很容易出現(xiàn)以下問題：

（1）墻底與基礎(chǔ)接茬處存在爛根或水紋等外觀缺陷。

（2）墻體顏色不一致。

（3）墻體表面氣泡多。

（4）模板接縫漏漿等[2]。

根據(jù)這些問題，我站與工地經(jīng)過溝通，共同配合，采取了以下防范措施：

（1）模板采用定型大鋼模板，表面涂刷模板漆。

（2）墻體施工前，接茬處進(jìn)行鑿毛，沖洗清理后鋪裝一層同比例同坍落度石子減半混凝土。為保證澆注底層顏色一致，避免出現(xiàn)水紋，沒有采用一般直接用泵車進(jìn)行泵送的施工方式，而采用人工鋪裝的辦法，確保厚度一致。

（3）延長(zhǎng)混凝土攪拌時(shí)間，并控制混凝土入模坍落度在(150±20)mm，我們實(shí)行站內(nèi)和工地雙控的辦法，質(zhì)檢人員對(duì)每車混凝土檢驗(yàn)合格后方可允許出廠，現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度不符合要求的，堅(jiān)決退場(chǎng)。

（4）由我站泵車司機(jī)和工地技術(shù)員配合，控制每層澆注厚度不超過 60cm。因?yàn)闈沧⒏叨瘸^ 2m，采用了串筒，保證了混凝土到達(dá)澆注面時(shí)保持均勻狀態(tài)。

（5）對(duì)混凝土進(jìn)行充分振搗，把氣泡趕出來。工地在墻體內(nèi)均勻安排了 8 個(gè)振搗工，確保振搗充分。

（6）為保證連續(xù)澆注，車輛間隔不超過 20 分鐘，避免不同車輛的水泥水化狀態(tài)不同而使混凝土表面出現(xiàn)水紋和顏色不一致。我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度員，保持站內(nèi)和工地的時(shí)刻聯(lián)系，確保連續(xù)供應(yīng)。

（7）澆注結(jié)束后，外層做好保溫工作，用塑料布在內(nèi)層包圍，外面再包裹兩層草袋，養(yǎng)護(hù) 7 天。

3 施工效果

該段鐵路兩個(gè)涵洞橋經(jīng)過一個(gè)月的緊張施工，在我站和施工方的共同努力下，圓滿完成了施工工作。經(jīng)質(zhì)檢部門檢測(cè)，混凝土強(qiáng)度合格，沒有出現(xiàn)溫度裂縫，外觀質(zhì)量基本達(dá)到清水混凝土要求， 得到了甲方的認(rèn)可。但是美中不足的是，在 1 號(hào)橋東側(cè)墻體中部的混凝土表面有一條較明顯的水紋，長(zhǎng)度在 3m 左右，原因是在澆注過程中中斷時(shí)間長(zhǎng)造成的，這為我們以后施工同類工程提供了經(jīng)驗(yàn)。

承接該涵洞橋工程后，我們通過優(yōu)選原材料，并根據(jù)清水混凝土的要求以及大體積混凝土的要求，綜合各方面因素，進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì)，最終采用了單摻粉煤灰的設(shè)計(jì)方案。在施工中與工地配合，采取多種有針對(duì)性的措施，配制出了合格的清水混凝土，順利完成作業(yè)，但澆注過程中的中斷造成的水紋問題也給我們提供了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

[1] 鄭楓．清水混凝土外觀質(zhì)量控制[J]．建筑技術(shù)與應(yīng)用，2005(5): ．

[2] 李海軍．清水混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與控制[J]．內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2005(7)．

薛玉奇（1976—），男，工程師，主要研究方向是建筑材料。