無(wú)砂混凝土在拱橋拱上填料中的應(yīng)用

孟濤

中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司第一工程公司 陜西咸陽(yáng) 712000

自無(wú)砂混凝土建筑誕生以來(lái)，作為一種透水性很好材料，逐漸在房屋建筑、道路、橋梁方面得到廣泛應(yīng)用，這種新型建筑材料的優(yōu)越性不斷為人所知。本文依托漢中興元新區(qū)水系工程上承式拱橋拱上填料采用無(wú)砂混凝土回填的工程應(yīng)用實(shí)踐，從無(wú)砂混凝土的特性、施工工藝、質(zhì)量檢測(cè)等開(kāi)展論述，以后類似工程提供技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)參考。

1 無(wú)砂混凝土概述

無(wú)砂混凝土是輕骨料混凝土的一種形式，由水、水泥和粗骨料拌合成混合物，本身少用了細(xì)顆粒材料，僅靠水泥漿將粗骨料包裹，由粗骨料表面包裹一薄層水泥漿相互粘結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有以下幾個(gè)主要特性。

（1）重量輕，減輕荷載。無(wú)砂混凝土沒(méi)有細(xì)骨料，骨料要求粒徑單一，容許有15%的大顆粒和10%的小顆粒，所以骨料的總表面積比普通混凝土小很多，其容重比采用級(jí)配良好的骨料配制的混凝土低約10%左右。作為拱上回填料使用，可以減輕拱橋上部荷載。

（2）施工工藝簡(jiǎn)單，成型快。無(wú)砂混凝土的拌制，與一般混凝土拌制所用的設(shè)備、拌制方法大致相同，采用自卸汽車或小型農(nóng)用車運(yùn)輸直接入倉(cāng)，振搗澆筑時(shí)，采取低頻振動(dòng)壓實(shí)機(jī)壓實(shí)，對(duì)工人技術(shù)水平要求不高，施工極為方便，施工速度快。

（3）耐久性強(qiáng)。無(wú)砂混凝土屬于水泥類材料，與水泥制品有同等的耐久性，與主體工程同等壽命。

2 無(wú)砂混凝土施工

本橋梁全長(zhǎng)34m，寬度40m，主拱采用1＊15m現(xiàn)澆上承式鋼筋混凝土實(shí)腹式板拱橋，兩側(cè)腹拱為1＊5m現(xiàn)澆鋼筋混凝土實(shí)腹式板拱，拱上填料采用C20無(wú)砂混凝土。無(wú)砂透水混凝土采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42．5級(jí)的普通硅酸鹽水泥，集料采用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久潔凈密實(shí)的碎石。無(wú)砂混凝土在拌合站集中拌制，自卸汽車運(yùn)輸入倉(cāng)，平板振動(dòng)器振搗。

2.1 無(wú)砂混凝土配合比

設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑臒o(wú)砂透水混凝土性能指標(biāo)，見(jiàn)表1。

表1

參照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑臒o(wú)砂透水混凝土性能指標(biāo)，選取有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室出具的無(wú)砂混凝土配合進(jìn)行施工控制，見(jiàn)表2。

2.2 無(wú)砂混凝施工過(guò)程

（1）施工準(zhǔn)備。主副拱、拱上側(cè)墻澆筑完成后，強(qiáng)度到達(dá)齡期，開(kāi)始施工拱上無(wú)砂混凝土回填，澆筑前在拱上側(cè)墻表面用紅漆標(biāo)識(shí)出每層回填標(biāo)高線，控制每層澆筑回填厚度，基礎(chǔ)面沖洗干凈，灑水濕潤(rùn)。

（2）模板安裝。模板采用竹膠板，5cm方木加固牢靠，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙沿橫向每10m設(shè)置分縫處理，縫寬2cm，縫內(nèi)填充瀝青杉板。

（3）混凝土拌制運(yùn)輸。無(wú)砂混凝土在拌合樓集中拌制完成，采用自卸車或小型農(nóng)用車運(yùn)輸至澆筑工作面后直接入倉(cāng)，運(yùn)輸過(guò)程中車輛用防雨或遮陽(yáng)布苫蓋，減少水分蒸發(fā)和防雨保護(hù)。

（4）混凝土攤鋪振搗。拱上無(wú)砂混凝土填料澆筑的施工順序：施工時(shí)先澆筑主拱填料，澆筑過(guò)程由拱腳向跨中澆筑，主拱澆筑完成，澆筑左腹拱，最后澆筑右腹拱填料。由拱腳到拱頂分層澆筑，從路中向兩邊對(duì)稱施工，注意各拱同時(shí)對(duì)稱施工。為減小側(cè)墻的水平壓力，無(wú)砂混凝土澆筑時(shí)，分層澆筑，最高一次性澆筑500mm高度，待終凝后再澆筑下一層。

混合物運(yùn)輸至澆筑工作面后用小型反鏟或手推車直接入倉(cāng)，鋪料時(shí)人工修整平整、補(bǔ)料，專用低頻振動(dòng)壓實(shí)機(jī)壓實(shí)，振動(dòng)壓實(shí)時(shí)避免在同一處振動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)離析現(xiàn)象，以及過(guò)于密實(shí)而影響透水率。

無(wú)砂混凝土填料澆筑時(shí)避開(kāi)雨天施工，澆筑施工中下雨，停止?jié)仓扇”苡甑缺Ｗo(hù)措施。

澆筑時(shí)外界氣溫過(guò)高時(shí)，宜避開(kāi)中午高溫時(shí)段施工。

（5）養(yǎng)護(hù)。無(wú)砂混凝土澆筑完成后由于內(nèi)部充滿連通大孔，自由水份易隨自由流動(dòng)的空氣散發(fā)，影響水泥漿的進(jìn)一步水化，因此養(yǎng)護(hù)期間表面必須不斷補(bǔ)充水份。無(wú)砂混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天。

3 無(wú)砂混凝土質(zhì)量控制及檢測(cè)

3.1 無(wú)砂混凝土原材料質(zhì)量控制

（1）采用強(qiáng)度等級(jí)不低于P．O42．5級(jí)的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007的要求，不同等級(jí)、廠牌、品種、出廠日期的水泥不得混用。

（2）混凝土集料，必須使用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈密實(shí)的碎石，碎石的性能指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的二級(jí)要求。

（3）拌合用水應(yīng)符合《混凝土拌合用水》（JGJ63）的規(guī)定。

3.2 無(wú)砂混凝土質(zhì)量檢測(cè)

澆筑過(guò)程中每100m3同配合比無(wú)砂混凝土取1次，不足100m3時(shí)按1次計(jì)，每次取樣至少留置1組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件。試件的強(qiáng)度與評(píng)定，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土強(qiáng)度檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ107）執(zhí)行。

表2 C20無(wú)砂混凝土配合比

無(wú)砂混凝土混合料本身不具備流動(dòng)性，不宜用坍落度及稠度表達(dá)混合料的施工性能，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)混合料的質(zhì)量進(jìn)行控制時(shí)，須采用目測(cè)法測(cè)定泥漿含量。適宜的無(wú)砂混凝土混合料，水泥漿均勻地包裹粗骨料顆粒，用手觸摸有枯稠感，且沒(méi)有水泥漿下淌現(xiàn)象。

3.3 檢測(cè)指標(biāo)

本工程無(wú)砂混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20。一般項(xiàng)目檢驗(yàn)鋪層標(biāo)高和結(jié)構(gòu)尺寸，允許誤差±5mm。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該工程實(shí)例，采取無(wú)砂混凝土進(jìn)行拱橋拱上填料回填，降低拱橋上部荷載，加快施工進(jìn)度，在工程中應(yīng)用具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

無(wú)砂混凝土是輕骨料混凝土的一種形式，具有一定的強(qiáng)度和粘接性，可以制成各種所需的形狀，既可自身成型，也可與混凝土等結(jié)合成型。無(wú)砂混凝土是粗骨料顆粒的聚集體，每個(gè)顆粒都被大約1．3mm厚的水泥漿薄層所包裹。因此，在混凝土內(nèi)部存在著大量的孔隙，孔隙大小與粗骨料的粒徑大致相等，水可以在孔隙中流動(dòng)，所以無(wú)砂混凝土是一種透水性很好的材料。

由于水泥用量低，且無(wú)細(xì)骨料，無(wú)砂混凝土本身的成本相當(dāng)?shù)汀Ａ硗猓瑹o(wú)砂混凝土的粗骨料可以采用碎石、陶粒，也可以用爐渣等工業(yè)廢料，甚至強(qiáng)度較高的建筑垃圾，如碎磚、碎混凝土塊等，而舊的無(wú)砂混凝土破碎后，又是很好的粗骨料。這樣，無(wú)砂混凝土的成本不但可以降低，而且地方材料的利用、陳舊建筑物拆除后的垃圾處理等問(wèn)題都可以得到較為圓滿的解決。