船閘大體積混凝土施工檢測試驗中的關(guān)鍵點探討

高國科 梁劍紅 中交四航局第三工程有限公司

近年來，隨著我國社會水平的不斷提升，人們加大了航道工程建設(shè)進(jìn)程。為了推動我國各個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要不斷提高航道工程的質(zhì)量。在航道工程建設(shè)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，如施工材料不合格、質(zhì)量達(dá)不達(dá)、施工技術(shù)水平不高等問題。故，我們需要建立高水平的航道工程質(zhì)量檢測隊伍，以不斷提高項目的木試驗檢測質(zhì)量，最大限度地確保航道工程的施工質(zhì)量和施工安全。本文通過筆者的實際工作經(jīng)驗，就船閘大體積混凝土施工試驗檢測中關(guān)鍵要點進(jìn)行探討。

1.工程概況

本工程為貴港二組船閘，船閘規(guī)模：280×34×5.8（m）（閘室有效尺度×口門寬×最小檻上水深），船閘等級：Ⅰ級通航建筑物；閘首、閘室按2級建筑物設(shè)計；導(dǎo)航、靠船建筑物等按3級建筑物設(shè)計，臨時建筑物按4級建筑物設(shè)計。設(shè)計最大船舶等級：3000t級。

二線船閘包括上游引航道、上下閘首、閘室和下游引航道，混凝土澆筑總方量約50萬m3。

船閘閘首、閘室屬于三級配大體積混凝土，容易產(chǎn)生裂縫，因此有必要對混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在兼顧混凝土的施工性、強(qiáng)度等前提下提高其抗裂性能，見圖1。

2.原材料檢測

（1）水泥：水泥為甲供材料，大體積混凝土澆筑采用廣西魚峰水泥股份有限公司生產(chǎn)的中熱硅酸鹽水泥，魚峰牌P?MH 42.5（如表1）。

（2）粉煤灰：采用廣西港橋水泥有限公司生產(chǎn)的Ⅱ級粉煤灰（如表2）。

（3）礦粉：礦粉采用的是貴港市鴻耀新型建材有限公司生產(chǎn)的S95礦渣粉。

（4）細(xì)集料：由河砂與鵝卵石加工而成的人工砂按35%：65%混合而成，檢測結(jié)果如表3。

（5）粗集料：大體積混凝土用三級配碎石，使用5～20mm、20～40mm和40～80mm三種級配碎石按30:40:30的摻配比例，檢測結(jié)果均為合格。

（6）外加劑：選用中交四航工程研究院有限公司生產(chǎn)的聚羧酸高性能減水劑，經(jīng)試驗，該減水劑各項性能指標(biāo)均符合規(guī)范要求合格。

3.質(zhì)量情況與入倉方式

（1）使用履帶吊，吊斗方式入倉，混凝土坍落度控制在90-110mm，每斗4.5-5m3。

（2）胎帶機(jī)入倉情況，混凝土出機(jī)坍落度控制在120-140mm,在水平輸送澆筑時，澆完一車（10m3）約8-10分鐘。

（3）天泵入倉情況，出機(jī)坍落度控制在160±20mm。

（4）萘系減水劑打出來實體外觀質(zhì)量一般，存在砂斑、砂線、蜂窩麻面、水線、顏色不均勻等問題，聚羧酸優(yōu)化后的配合比，由于混凝土拌合物的和易性、粘聚性、保水性得到有效的提升，整體外觀質(zhì)量得到有效的提升。

圖1 貴港二線船閘效果圖

4.混凝土實體檢測情況

（1）混凝土強(qiáng)度檢測見表4。

（2）鋼筋保護(hù)層厚度檢測見表5。

5.經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1 原材料單價

水泥（甲供）：460元/t；礦粉327元/t；粉煤灰:203元/t；萘系減水劑（液體）1650元/t；聚羧酸減水劑（低濃，液體）1850元/t。

5.2 混凝土效益計算

見表6。

從表6可以看出，在相同的坍落度和工作性的情況下，聚羧酸較萘系減少了泌水率，改善了保水性及和易性，而且強(qiáng)度更為理想，聚羧酸系減水劑在混凝土性能上已顯示出了其優(yōu)越性。

貴港二線船閘工程項目合同約定，船閘結(jié)構(gòu)自拌混凝土所用的水泥為業(yè)主提供的甲供材料，水泥按460元/t（遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于市場價，水泥施工高峰期貴港市場價為310～370元/t幅度升降），根據(jù)施工方的實際水泥用量計算水泥材料的費用從施工方的合同費用里扣除。也就是說，合同上混凝土單價已經(jīng)包含了甲供材料水泥的費用，單位混凝土水泥用量少了，扣除費用少了，混凝土施工成本當(dāng)然也會降下來了。

表1 水泥指標(biāo)檢測結(jié)果

表2 粉煤灰性能指標(biāo)檢測結(jié)果

表3 細(xì)集料檢測結(jié)果

表4 混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果

表5 鋼筋保護(hù)層厚度檢測結(jié)果

表6 不同類型減水劑的配合比效益比較

在確保混凝土質(zhì)量滿足設(shè)計和規(guī)范要求的前提條件下，如何做到節(jié)約原材料從而降低混凝土成本成為項目部面臨的難題。在項目部執(zhí)行經(jīng)理、項目總工吳利同志及試驗檢測中心黃燕英同志的帶領(lǐng)下，開工伊始就從優(yōu)化混凝土配合比著手，提出了優(yōu)化思路，工地試驗室通過大量的原材料檢測和分析總結(jié)，數(shù)月的混凝土配合比試拌優(yōu)化，結(jié)合施工澆筑現(xiàn)場全過程跟蹤調(diào)整總結(jié)，最終得出符合貴港船閘工程要求的混凝土配合比優(yōu)化成果，并報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后實施。

優(yōu)化后的大體積混凝土配合比，由于摻合料占比60%（其中粉煤灰20%，礦渣粉40%）水泥只占膠凝材料的40%，在保證該配合比拌和物性能、防控裂、強(qiáng)度、耐久性符合設(shè)計及規(guī)范要求下，膠凝材料總量符合規(guī)范要求的情況下減少了水泥的用量而增加了礦渣粉和粉煤灰的用量，利用礦渣粉和粉煤灰與水泥差價，直接降低了混凝土組成材料直接成本，為項目部創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，該項目其他不同強(qiáng)度等級和部位配合比設(shè)計，也同樣利用粉煤灰和礦渣粉雙摻與聚羧酸減水劑技術(shù)，通過大量的試拌和數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出合理的施工配合比。

據(jù)項目部合約部門與領(lǐng)導(dǎo)綜合分析統(tǒng)計對比，試驗室優(yōu)化后的配合比，平均每方混凝土能節(jié)約成本11.6元，船閘結(jié)構(gòu)自拌混凝土約43萬m3，貴港船閘混凝土配合比優(yōu)化成果為項目部節(jié)約成本約500萬元。

通過利用粉煤灰和礦渣粉取代部分水泥，能夠降低水化熱的放熱量，并延緩水化的放熱速度，對提高混凝土早期的抗裂非常有利，對于大體積大方量混凝土來說，混凝土原材料直接成本降低帶來的經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的，對類似船閘項目或大型水利項目有著重要的借鑒意義。

6.結(jié)語

隨著粉煤灰、礦渣粉的摻量增加也會帶來其他影響，最大的難題就是如何解決混凝土的泌水問題，需要通過大量的原材料檢測及監(jiān)控、聚羧酸減水劑各成分配方調(diào)整、混凝土試拌等，進(jìn)行對比數(shù)據(jù)研究分析和總結(jié)，得出合理的配合比。因此，在工程項目施工中，試驗檢測中心和工地試驗室的試驗人員做了大量檢測、試拌、計算、分析和總結(jié)工作，試驗人員辛苦勞動，將混凝土配合比優(yōu)化到既經(jīng)濟(jì)合理又能滿足設(shè)計和施工的要求，保證混凝土實體質(zhì)量同時為公司創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。