預(yù)應(yīng)力空心板梁混凝土強(qiáng)度的影響因素分析

章開強(qiáng)

（福建建豪建筑科技有限責(zé)任公司，福建 龍巖 364000）

1 工程概況

黌門橋改造工程位于龍巖市黌門前南環(huán)路與溪南南路交叉口。擬建橋梁跨越小溪河，跨越段河溝寬約36m。橋跨為3m×20m 預(yù)制混凝土簡(jiǎn)支空心板梁橋。橋梁橫斷面布置為人行道4.5m（含欄桿）+機(jī)動(dòng)車道29m+人行道4.5m（含欄桿）=橋面寬38m，如圖1所示。

圖1 橋梁橫斷面布置圖

其中，上部梁板采用20m 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C50。

2 空心板梁混凝土強(qiáng)度影響因素

2.1 空心板梁的生產(chǎn)流程

此次新型預(yù)應(yīng)力鋼筋空心板梁澆筑采用先張力澆筑鋼筋混凝土板然后張力推拉的澆筑后張拉方法，并且在工廠預(yù)制，這種生產(chǎn)工藝成熟，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。施工操作流程為首先安裝澆筑模板、鋼筋、波紋管—鋼筋混凝土模板澆筑—鋼筋混凝土施工養(yǎng)護(hù)—鋼筋拆除安裝模板—鋼筋穿入具有預(yù)應(yīng)力的鋼筋—張拉—孔道壓漿—施工養(yǎng)護(hù)—起吊、運(yùn)輸。其中，本文研究的是混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)兩個(gè)影響混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2 混凝土強(qiáng)度的影響因素

從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)環(huán)節(jié)分類考慮，影響預(yù)應(yīng)力空心板梁混凝土強(qiáng)度的因素主要為以下幾點(diǎn)。

2.2.1 人員的影響

人員的影響主要包括人員的質(zhì)量意識(shí)、人員對(duì)生產(chǎn)工序的熟悉程度。本次預(yù)應(yīng)力空心板梁生產(chǎn)前，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人制定完整的施工流程，并且也做好較清晰的施工預(yù)案，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)人員進(jìn)行詳細(xì)的交底，并嚴(yán)格把控人員的教育、培訓(xùn)和考核制度。后期嚴(yán)格按照約定的生產(chǎn)流程進(jìn)行施工，減少不必要的施工誤差。

2.2.2 機(jī)械設(shè)備的影響

預(yù)應(yīng)力空心板梁的混凝土澆筑，主要用到了預(yù)應(yīng)力臺(tái)座、混凝土卸料斗、混凝土振搗器等。本次預(yù)應(yīng)力空心板梁生產(chǎn)前，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，確保運(yùn)行正常。

2.2.3 測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)原材料的使用影響

測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)原材料使用是測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的關(guān)鍵也是影響測(cè)量因素之一，包括鋼筋水泥、粉煤灰、礦渣和干粉、減水劑、砂、石等。此次預(yù)應(yīng)力空心板梁的混凝土原材料性能指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，包括：

水泥：福建春馳集團(tuán)新豐水泥有限公司，P·O 52.5，出廠編號(hào)5S21008 見(jiàn)表1。

表1 水泥

表1 續(xù)表

機(jī)制砂：龍巖市宏基礦業(yè)有限公司，Ⅱ區(qū)中砂，見(jiàn)表2。

表2 機(jī)制砂

碎石：永定區(qū)張屋壩碎石場(chǎng)，5～31.5mm，見(jiàn)表3。

表3 碎石

粉煤灰：福建省龍巖市龍能粉煤灰綜合利用有限公司，F(xiàn) 類Ⅱ級(jí)，見(jiàn)表4。

表4 粉煤灰

堿性礦渣微粉：三鋼集團(tuán)（龍海）礦微粉有限公司，S95 級(jí)，見(jiàn)表5。

表5 堿性礦渣微粉

緩凝高效減水劑：福建建工建材科技開發(fā)有限公司，減水率為20%，固體含量為11.46%，見(jiàn)表6。

表6 緩凝高效減水劑

2.2.4 方法的影響

預(yù)應(yīng)力空心板梁混凝土澆筑過(guò)程中，影響混凝土強(qiáng)度的方法主要有：混凝土配合比設(shè)計(jì)方法，澆筑工藝，振搗工藝。

（1）混凝土配合比設(shè)計(jì)的影響

為了滿足生產(chǎn)的要求，本次混凝土配合比的坍落度設(shè)計(jì)得較高，配合比見(jiàn)表7，坍落度達(dá)到200mm（見(jiàn)圖2）。

表7 配合比設(shè)計(jì)

圖2 坍落度檢測(cè)

該配合比坍落度較大，減輕了振搗人員的工作量。但是，這種大坍落度的混凝土容易出現(xiàn)離析的情況，從而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不增長(zhǎng)或強(qiáng)度離散等現(xiàn)象。因此，對(duì)混凝土墻體配合比例進(jìn)行多次調(diào)整，混凝土墻體坍落度數(shù)控制在180mm 以內(nèi)，該配合比7 天強(qiáng)度為56.7MPa，28 天強(qiáng)度為71.6MPa，能夠充分保證混凝土的強(qiáng)度要求。

（2）澆筑工藝準(zhǔn)備工作及影響因素分析

首先，施工前準(zhǔn)備工作。一方面，檢查鋼筋、模板、保護(hù)層等材料的規(guī)格尺寸，讓需要用到的材料尺寸大小偏差控制在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范圍內(nèi)。細(xì)致檢查模板的支撐體系、檢查模板接觸縫處理情況，查看密實(shí)度是否處理好。另一方面，切實(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)梁架施工人員的定位技術(shù)控制交底檢查工作，控制現(xiàn)場(chǎng)梁架鋼板柱和梁板的橫向位置移動(dòng)關(guān)系，以及梁板振搗持續(xù)時(shí)間，加大對(duì)梁板柱、梁板以及鋼筋混凝土定位標(biāo)號(hào)的技術(shù)控制檢查力度[1]。

其次，科學(xué)對(duì)待澆筑工作。在鋼筋混凝土作業(yè)澆筑工程作業(yè)施工開展前，需要對(duì)作業(yè)施工澆筑圖紙及設(shè)計(jì)方案資料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析，準(zhǔn)確掌握了解作業(yè)施工澆筑技術(shù)規(guī)范要求和施工要點(diǎn)，了解施工澆筑作業(yè)難點(diǎn)和施工要點(diǎn)，明確規(guī)定施工澆筑作業(yè)主要工序，對(duì)一些有技術(shù)存疑的施工地方需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析調(diào)查研究、探討，厘清問(wèn)題掌握方法，并有序推動(dòng)施工進(jìn)度。另外，根據(jù)澆筑內(nèi)容及施工重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)部署，保障混凝土的順利澆筑。

最后，混凝土澆筑。混凝土澆筑技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是澆筑，澆筑人員在操作過(guò)程中需要合理分層澆筑，通常澆筑步驟：澆筑底板—安裝芯模—澆筑腹部，從兩邊同時(shí)進(jìn)行均勻澆筑，并且要求最少分兩層澆筑，嚴(yán)禁一次澆滿[2]。此次預(yù)應(yīng)力空心板梁混凝土澆筑的工藝如圖3 所示。澆筑順序?yàn)棰佟凇邸堋＂贋榭招陌辶旱牡匕澹瑑?yōu)先澆筑該部分，搭設(shè)側(cè)模和芯模；然后再依次按上述順序卸料，保證混凝土料能夠均勻分布在空心板梁的腹板和頂板處。

圖3 澆筑工藝

（3）振搗工藝的影響

此次預(yù)應(yīng)力空心板梁的混凝土振搗采用人工插搗的方式。考慮到腹板處鋼筋過(guò)于密集，因此項(xiàng)目負(fù)責(zé)人加強(qiáng)作業(yè)人員的管理教育。

（4）養(yǎng)護(hù)的影響

混凝土澆筑之后，在達(dá)到初凝狀態(tài)之前，需要對(duì)混凝土進(jìn)行表面抹平處理，對(duì)其進(jìn)行抹平收水處理，在此過(guò)程也要避免出現(xiàn)裂縫。只有定期做好基層混凝土墻體表面防水處理養(yǎng)護(hù)工作，才能有效率地控制基層混凝土墻體表面沒(méi)有裂縫發(fā)生問(wèn)題[3]。墻體抹平后，要對(duì)墻體進(jìn)行基層覆蓋前的澆水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，早期澆水養(yǎng)護(hù)主要是保證混凝土整體強(qiáng)度，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，前7 天有沒(méi)有養(yǎng)護(hù)，C50 混凝土的強(qiáng)度相差值在8MPa 以上。

2.2.5 環(huán)境的影響

此次空心板梁的預(yù)制工作都在工廠內(nèi)完成，環(huán)境良好，且溫濕度可控。

綜上所述，影響整體澆筑過(guò)程、預(yù)應(yīng)力整體結(jié)構(gòu)澆筑空心板梁、澆筑整體結(jié)構(gòu)混凝土板梁澆筑過(guò)程強(qiáng)度的幾個(gè)重要關(guān)鍵因素主要包括有：澆筑操作技術(shù)人員的整體澆筑過(guò)程質(zhì)量感和管理責(zé)任意識(shí)、混凝土板梁澆筑所用原材料、混凝土澆筑材料施工配合性價(jià)比、混凝土板梁整體結(jié)構(gòu)澆筑材料制造操作工藝。通過(guò)嚴(yán)格把關(guān)上述關(guān)鍵因素，此次黌門橋改造工程的梁片生產(chǎn)任務(wù)順利完成，生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力空心板梁混凝土強(qiáng)度均滿足C50 的設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混凝土強(qiáng)度是預(yù)應(yīng)力空心板梁質(zhì)量的主控項(xiàng)目。該項(xiàng)目通過(guò)嚴(yán)格控制上述關(guān)鍵因素，在預(yù)應(yīng)力空心板梁的預(yù)制生產(chǎn)方面順利完成，提高了效率。