海工混凝土配合比設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)澆筑質(zhì)量控制

徐震華

（廈門永正元晟檢驗(yàn)檢測(cè)有限公司，福建 廈門 361023）

1 工程概況

福州某沿海高速公路位于長(zhǎng)樂(lè)區(qū)江田鎮(zhèn)，是國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目京臺(tái)高速的重要組成部分，也是規(guī)劃的平潭島第二進(jìn)出島通道。項(xiàng)目采用雙向6 車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速100km，某跨海大橋?yàn)槿€控制性工程，其橋址區(qū)海域環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)力強(qiáng)、波浪高、潮差大、裸巖硬，屬世界強(qiáng)風(fēng)區(qū)之一，設(shè)計(jì)范圍為左幅2×（5×58m）+3×（4×58m）（共5 聯(lián)）、右幅2×（5×58m）+3×（4×58m）+（46.742+49.5+49.5m）（共6 聯(lián)）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。圖紙內(nèi)容包括預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁一般構(gòu)造、預(yù)應(yīng)力鋼束布置、普通鋼筋構(gòu)造，下部及基礎(chǔ)一般構(gòu)造、橋墩及基礎(chǔ)鋼筋構(gòu)造等。

2 工程要求

箱梁采用C50 海工混凝土、坍落度200±20mm、箱梁混凝土擴(kuò)散系數(shù)＜10～12m2/s、混凝土中最大堿含量不應(yīng)大于3.0kg/m3及氯離子總質(zhì)量不超過(guò)膠凝材料總量的0.03%，混凝土按海工防腐混凝土配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)避免使用引起堿活性反應(yīng)的集料，嚴(yán)格控制含堿外加劑使用。混凝土的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)必須滿足《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000）的要求。

3 箱梁(海工)混凝土配合比設(shè)計(jì)

3.1 原材料說(shuō)明

水泥：福州金牛P·O42.5 普通硅酸鹽水泥；

粉煤灰：江蘇國(guó)信揚(yáng)州發(fā)電F 類I 級(jí)粉煤灰；

礦渣粉：福州羅強(qiáng)S95 礦渣粉；

減水劑：福建大華高性能減水劑；

水：潔凈水；

砂：風(fēng)洞山碎石場(chǎng)機(jī)制砂；

碎石：風(fēng)洞山碎石場(chǎng)5～20mm 連續(xù)級(jí)配的碎石，摻配比例為4.75～13.2mm（40%），13.2～19mm（60%）。

3.2 配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)橋涵施工技術(shù)規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙中最大水膠比的要求，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)值初步擬定水膠比為0.33。

（5）為提高混凝土耐久性、和易性等，摻加12%的粉煤灰，8%礦渣粉：

3.3 選定砂率

根據(jù)水膠比、粗集料類型、最大粒徑、經(jīng)驗(yàn)值確定砂率；經(jīng)試拌擬定砂率為40%。

3.4 計(jì)算粗、細(xì)集料單位用量

根據(jù)質(zhì)量法計(jì)算混凝土配合比中粗、細(xì)骨料用量，假定容重為2430kg/m3：

則計(jì)算基準(zhǔn)配合比為：

W/B=0.33，水泥∶粉煤灰∶礦渣粉∶水∶砂∶碎石∶減水劑=417∶62∶42∶172∶695∶1042∶5.210

質(zhì)量比=1∶0.15∶0.10∶0.41∶1.67∶2.50∶0.012

開(kāi)始拌制混凝土前，所有材料要放置在溫度20℃±5℃的環(huán)境中，將集料按照不同粒徑分開(kāi)，拌和時(shí)再按一定比列混合，集料從抽取到完成試驗(yàn)過(guò)程中，要采取相關(guān)措施，某跨海大橋箱梁細(xì)集料采用機(jī)制砂，機(jī)制砂MB 值對(duì)混凝土工作性的影響較大，配合比試驗(yàn)時(shí)掌握好砂率，將混凝土中堿含量控制在3.0kg/m3以內(nèi)，并摻加適量粉煤灰和粒化高爐礦渣粉等礦物摻合料，對(duì)預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)具有重要意義。上述檢測(cè)結(jié)果，各項(xiàng)性能指標(biāo)符合其設(shè)計(jì)要求，其拌合性能較好能滿足施工要求，選定試驗(yàn)室配合比，水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：礦渣粉：外加劑=417∶695∶1042∶172∶62∶42∶5.21，水膠比=0.33。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，表2。

表1 每立方混凝土材料用量 kg

表2 海工混凝土試配性能

4 箱梁混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑質(zhì)量控制

硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥配制的混凝土的拌合物性能比較穩(wěn)定，易于泵送，本項(xiàng)目配合比設(shè)計(jì)采用普通硅酸鹽水泥。良好的骨料顆粒粒型和級(jí)配有利于配制泵送性能良好混凝土。在混凝土中摻用減水劑以及粉煤灰，礦渣粉并調(diào)整其摻用量，是配制泵送混凝土的基本方法，如果膠凝材料用量太少，水膠比大則漿體太稀，黏度不足，混凝土容易離析，水膠比小則漿體不足，混凝土中骨料量相對(duì)過(guò)多，這些都不利于混凝土的泵送。工程中泵送混凝土的砂率通常控制在35%～45%。泵送混凝土出機(jī)到泵送時(shí)間段內(nèi)的坍落度經(jīng)時(shí)損失值可以通過(guò)調(diào)整外加劑進(jìn)行控制，通常坍落度經(jīng)時(shí)損失控制在30mm/h 以內(nèi)比較好。采用低水化熱的膠凝材料，有利于限制大體積混凝土由溫度應(yīng)力引起的裂縫。粗骨料粒徑太小則限制混凝土變形作用較小。摻用緩凝型減水劑有利于緩解溫升，起到溫控作用。由于采用低水化熱的膠凝材料有利于限制大體積混凝土由溫度應(yīng)力引起的裂縫，所以大體積混凝土中膠凝材料中往往摻用大量粉煤灰、礦渣粉等礦物摻合料，使混凝土強(qiáng)度發(fā)展較慢，水膠比大，用水量多對(duì)限制裂縫不利。混凝土中粗骨料較多有利于限制膠凝材料硬化體的變形作用。減少膠凝材料中的水泥用量目的是降低水化熱，因?yàn)樗嗨療嵯鄬?duì)較高。大體積混凝土中往往摻用大量粉煤灰、礦渣粉，還可能是質(zhì)量比較低的粉煤灰、礦渣粉，因此，大體積混凝土拌合物泌水的情況時(shí)有發(fā)生，應(yīng)盡量避免這種情況。

4.1 混凝土的拌制和運(yùn)輸

（1）拌和站各種計(jì)量?jī)x器必須經(jīng)過(guò)檢定合格，砂、碎石含水率每天都要進(jìn)行檢測(cè)，特殊情況下還應(yīng)增加檢測(cè)頻率，根據(jù)含水率調(diào)整好施工配合比。放入拌合機(jī)內(nèi)的第一盤混凝土材料應(yīng)含有適量的水泥、砂和水，加入的水泥、砂和水等原材料的水膠比要和試驗(yàn)室配合比的水膠比一樣，以覆蓋拌合筒的內(nèi)壁而不降低拌合物所需的含漿量。

（2）夏天施工時(shí)還應(yīng)考慮坍落度的損失情況，合理安排運(yùn)距，混凝土攪拌車數(shù)量要能滿足現(xiàn)場(chǎng)澆筑的要求，混凝土攪拌車到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土還應(yīng)檢查拌合物的性能，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員按照規(guī)范要求做好坍落度檢測(cè)工作，坍落度到達(dá)設(shè)計(jì)要求時(shí)，方可開(kāi)始施工。

4.2 箱梁混凝土的澆筑

在箱梁施工時(shí)，混凝土澆筑采用泵送施工，泵送施工時(shí)要合理控制混凝土傾落高度，應(yīng)控制在2m 以內(nèi)，不要造成離析，本項(xiàng)目工程一片箱梁的澆筑量大約1000m3左右，合理安排多量罐車連續(xù)施工，澆筑過(guò)程中采用插入式振搗棒施工，施工過(guò)程中嚴(yán)格控制混凝土的澆筑時(shí)間。高速公路箱梁在海上施工，風(fēng)速很大，澆筑完成后及時(shí)覆蓋土工布等材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，由于是大體積混凝土，養(yǎng)護(hù)周期相對(duì)于其他混凝土要適當(dāng)延長(zhǎng)。

4.3 箱梁混凝土的外觀處理

為防止箱梁混凝土開(kāi)裂和棱邊碰損，交角90°的混凝土構(gòu)件，應(yīng)在交角處設(shè)2×2cm 的倒角，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到施工規(guī)范的要求后方可拆模。混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)采取措施避免后澆筑混凝土導(dǎo)致先澆混凝土出現(xiàn)裂縫。箱梁頂面平整度應(yīng)滿足±10mm，箱梁頂面應(yīng)進(jìn)行拉毛處理，箱梁嚴(yán)禁被油污、浮漿污染。表面應(yīng)適合鋪設(shè)防水層。箱梁各梁段間的施工縫應(yīng)鑿毛并沖洗干凈。完成海工混凝土的澆筑處理之后，對(duì)箱梁的側(cè)板、頂板及地板及側(cè)板有蜂窩麻面等部位進(jìn)行表面處理，在施工過(guò)程中，箱梁的倒角部位由于難以振搗到位，經(jīng)常會(huì)外觀缺陷，在混凝土終凝之前要及時(shí)進(jìn)行處理。對(duì)于頂板確保混凝土均勻，控制好平整度。在箱梁施工時(shí)應(yīng)注意設(shè)置橋面系的所有預(yù)埋件和預(yù)留孔，包括護(hù)欄預(yù)埋筋、伸縮縫預(yù)埋筋、風(fēng)障及橋面泄水孔、排水管等。應(yīng)盡量避開(kāi)臺(tái)風(fēng)季節(jié)施工上部結(jié)構(gòu)，并應(yīng)采取有效的抗風(fēng)措施，確保上部結(jié)構(gòu)施工期間架橋機(jī)結(jié)構(gòu)的安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

箱梁采用海工耐久混凝土，混凝土施工前必須做配合比試驗(yàn)，綜合考慮施工工序、工期安排、環(huán)境影響等因素，通過(guò)試驗(yàn)，保證混凝土的品質(zhì)和強(qiáng)度，減少混凝土收縮、徐變的不良影響。海工混凝土施工海域環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)力強(qiáng)、波浪高、潮差大，屬世界強(qiáng)風(fēng)區(qū)之一，對(duì)海工混凝土配合比設(shè)計(jì)具有較高的要求，在配合比設(shè)計(jì)中考慮到實(shí)際情況，通過(guò)各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)確定試驗(yàn)室最佳配合比，使箱梁的施工質(zhì)量得到更大地提升。