提高鋼筋混凝土耐久性施工創建品質工程

□ 西安 雷飛燕

根據項目工程特點，針對性地提煉工程管控要點，制定鋼筋混凝土耐久性施工保障措施，推進品質工程創建工作，從源頭抓起，重在過程質量把關，提高全員質量意識，通力配合，將各項質量保證措施落到實處，為提升整個工程項目質量奠定堅實基礎。

一、工程概況

浦儀公路西段（浦泗立交至南京二橋段）全長11.510km，采用一級公路建設標準，建成后將與南京二橋、繞城公路、南京五橋、江北大道形成南京繞城一環。本標段工程范圍主線樁號K7+019.901～K9+451.273，總 里 程長2431.372m，主橋以獨柱形鋼塔雙索面鋼箱梁斜拉橋為主，索塔塔柱高度164.4m，共分19節，T1-T5節段采用1000t浮吊進行安裝，T6-T19節段采用塔吊進行安裝。

二、耐久性設計提升

本工程項目所在區域內的自然環境為I 類環境，即一般環境，設計使用期100年，對鋼筋混凝土耐久性做如下要求。

構件類型為預應力混凝土結構，最大允許水膠比為0.45，最小膠凝材料用量350（kg/m3）。其中，氯離子含量0.06（%）、堿含量1.8（kg/m3）。

構件類型為鋼筋混凝土結構，最大允許水膠比為0.45，最小膠凝材料用量275（kg/m3）。其中，氯離子含量0.1（%），堿含量1.8（kg/m3）。

為保證鋼筋混凝土拌和質量、提升其耐久性，混凝土原料使用及配合比除了要滿足《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T 3650-2020）的規定外，其中的水泥、細骨料、粗骨料以及參合料的使用還應當滿足下列要求。

水泥，水泥應使用質量好和抗碳化能力強的42.5或52.5的硅鹽酸水泥或者低堿水泥；

細骨料，細骨料應采用河砂，切忌使用堿活性砂；

粗骨料，粗骨料應采用合理連續級配碎石，最大粒徑按照相關規范執行，壓碎值小于20%，針片狀≦15%，不得將風化顆粒混入其中，含泥量≦1%，泥塊含量≦0.5%，并保證碎石質地堅硬、顆粒清潔干凈、強度滿足要求；對石子進行堿活性試驗，不得將堿活性骨料使用到工程項目建設工程中。

摻合料，混凝土外加劑的性能應符合《混凝土外加劑》（GB8076-2008）中的相關規定和標準，同時所使用的外加劑還應當與水泥一并進行適用性試驗，保證混凝土適配。

三、耐久性指標

依據江蘇省公路水運工程鋼筋混凝土耐久性關鍵控制指標文件要求，其主要控制標準及控制措施如下。

1.鋼筋保護層厚度

鋼筋質量控制指標：

（1）使用前合格率<95%，使用后合格率≧90%；

（2）設計值與測量值之間的誤差應控制在0.9-1.3%之間；

（3）其他要求應滿足本工程項目所在地蘇交建質（2009）76號文件要求。

2.混凝土原材料

混凝土控制指標：

（1）氯離子含量：拌和用水的氯離子含量≧200mg/L；鋼筋砼和預應力砼用砂的氯離子含量≧0.06%和0.02%；各類外加劑中的氯離子含量應≧膠凝材料總重的0.02%。

（2）含泥量：粗骨料含泥量≧1%，泥塊含量≧0.5%；細骨料含泥量≧3%，泥塊含量≧1%。

（3）壓碎值：碎石壓碎值≧20%。

3.混凝土配合比優化設計（砼強度均方差）

混凝土配合比控制指標：

（1）混凝土強度：混凝土強度不得超過設計強度的1.5倍，換算值變異系數應嚴格控制在10%以內，且不得超過15%。

（2）碳化深度：28天之內碳化深度值≧0.5mm；365天碳化深度值≧1.5mm；同時施工模板剛度和穩定性也應滿足施工組織設計要求。

4.混凝土外觀質量

混凝土外觀質量控制指標：

（1）平整度允許偏差應<5mm；構件批次數量合格率應≦95%；

（2）其他外觀質量檢測項目應嚴格按照《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2017）執行。

5.預應力張拉及孔道壓漿

預應力張拉及孔道壓降控制指標：

（1）有效預應力：預應力鋼筋的有效預應力同束不均勻度控制在±5%之間，有效應力同斷面不均勻度控制在±2%之間。

（2）單根鋼絞線有效預應力大小允許偏差控制鍵±5%之間，有效應力同斷面不均勻度控制在±5%之間。

（3）按批次構件數量，合格率應<90%。

（4）孔道灌漿密實度：綜合注漿指數If、最長注漿缺陷長度Lmax、通過對注漿不密實β三項指標綜合考慮，按最不利狀況取用；按批次構件數量，合格率≦90%。

6.大體積混凝土溫控

大體積混凝土控制指標：

（1）混凝土內部溫度＞75℃，內表溫差＞25℃；分層澆筑溫差應嚴格控制在20℃。

（2）砼入模溫度嚴格控制在5-28℃之間。

（3）用水降溫時，進出口水溫差＞10℃，水溫與內部砼溫度＞20℃，降溫速率＞2℃/d。

7.鋼筋銹蝕

鋼筋控制指標：

（1）鋼筋表面應干凈整潔、無明顯損傷，對于裂紋、折疊、結疤、銹皮及目視可見的麻坑等質量缺陷的鋼筋不得使用；

（2）鋼筋界面損失率＞5%。

四、耐久性指標控制措施

1.鋼筋保護層厚度控制

（1）注重箍筋制作過程，嚴格控制精度和箍筋的外緣尺寸，固定鋼筋骨架，以此防止偏移問題產生。

（2）模板角拉桿固定緊，在澆筑過程中檢查拉桿受力情況，防止拉桿太緊使模板尺寸變小，拉桿太松出現漲模情況等影響保護層厚度。

（3）在澆筑混凝土過程中應盡量避免人工踩踏水平鋼筋，澆筑混凝土前必須對踩踏部位鋼筋應采取焊接或綁扎的形式進行加密設置，防止其在澆筑過程中由于人員操作不當而產生的鋼筋位移問題。

2.混凝土原材料

施工準備階段，對砼用原材砂、碎石、水泥、摻合料、外加劑等的產地或生產廠家進行考察，從源頭檢測，并形成詳細的考察報告 采樣。

①原材料的選擇。通過比選，擇優選用，確定以下原材為本工程砼用材料：經檢測，句容臺泥水泥有限公司生產的 P·O 42.5（低堿）普通硅酸鹽水泥的各技術指標均符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）標準要求，故采用。碎石：經檢測江西瑞昌的5~25mm連續級配碎石的各項指標均符合設計及《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50--2011）要求，故采用。砂：經檢測江西贛江Ⅱ區中砂的各檢測指標均符合設計及《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50--2011），故采用。粉煤灰：經檢測國電泰州生產的低鈣Ⅰ級粉煤灰中各項性能指標均符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596-2017），故采用。礦渣粉：經檢測梅保新建材有限公司的S95級礦渣粉中的各項指標均符合《用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》（GB/T 18046-2017）的技術要求，故采用。外加劑：經檢測，江蘇蘇博特新材料股份有限公司生產的PCAI型高性能聚羧酸系減水劑中的各項指標均符合設計及相關規范要求，故采用。

②原材料進場檢測。水泥進場驗收與檢驗：每車水泥進場都要取樣，取完樣后標識完置于水泥室靜置至恒溫，試驗完畢后進行留樣，待28d檢驗合格且3個月后方可清樣處理。粉煤灰、礦渣粉進場前的驗收與檢驗：粉煤灰和礦粉要做到每車檢驗。粉煤灰在進場后先進行細度試驗，礦渣粉在進場后先進行燒矢量試驗，試驗合格后入罐，其他試驗正常進行。試驗完畢后進行留樣，3個月后方可清樣。粗細集料進場驗收與檢驗：每船粗細集料在停靠碼頭后立刻上船取樣，對級配、含泥量、壓碎值等參數檢測，經水洗設備沖洗后方能裝車進場。減水劑進場驗收與檢驗： 每批減水劑在進場后應觀察其是否有雜質、沉淀、不溶物，并及時取樣。試驗完后進行留樣，6個月后方可清樣。其他原材料應按照相關規定進行試驗檢驗，杜絕不合格的原材料進場。

3.混凝土配合比優化設計

①設計原則。為有效改善混凝土性能、提高其強度、降低成本，對于混凝土配合比的設計及優化應當根據其自身的特點，采用“雙摻”技術，降低內部溫升和水化熱；根據混凝土耐久性設計規范要求，在配合比設計過程中應綜合考慮“允許的最大水灰比”和“最小水泥用量”這兩個重要因素，在保證混凝土結構耐久性的同時，延長工程項目使用周期。

②原材優化。碎石：優先質量好、成本低的連續級配碎石，保證連續級配碎石配置出的混凝土和易性良好，減少和降低對用水量和水泥的使用量，降低混凝土溫升效應給整個工程項目建設質量造成的危害。細集料：優先選用級配良好的天然中砂，級配良好的中砂比細砂在混凝土適配中可以減少單位用水量和水泥用量，可以減少混凝土溫升危害。粉煤灰：通過摻加粉煤灰，可以改善混凝土的性能，可以減少水泥的使用量，降低水化熱，節約工程造價。需要特別注意的是，在混凝土用水量不變的情況下，因粉煤灰顆粒呈球狀且具有“滾珠效應”，對改善混凝土和易性效能具有明顯作用。粒化高爐礦渣粉：粒化高爐礦渣粉因其自身具備的高強度、凝結硬化快、耐凍性好、和易性好等的眾多特點，成為了優良的堿骨料抑制劑，大大提升了混凝土耐久性。本橋混凝土對地面以上部位及大體積混凝土均摻加了礦渣粉，改良混凝土性質。外加劑：在泵送混凝土中摻入一定比例的外加劑，可以明顯改善混凝土的和易性，減少用水量且強度保持不變，從而降低水化熱。

③混凝土標準差質量控制措施。設計合理的混凝土配合比。在同時滿足施工組織設計和工程耐久性要求的前提下，還應綜合考慮成本的控制，節約材料使用。在同樣滿足砼設計強度的要求下，由于原材料中膠凝材料單價比較高，如果將混凝土單方膠凝材料適當降低，進而提高混凝土生產質量水平可為單位獲得良好的經濟效益，同時由于膠凝材料的減少，還可以降低混凝土水化熱，有效地提高混凝土工程的質量，進而起到節能減排的作用。

加強對混凝土強度的統計數據分析進而優化配合比。定期對混凝土強度做評定及數據分析，強度標準差盡量減小，使得整體混凝土生產質量穩定可控，提高砼生產管理水平。從原材料變化后進一步優化砼配合比，滿足混凝土結構耐久性，提升混凝土生產質量管理水平。

4.混凝土強度

①混凝土拌制。混凝土配料的原材料計量應采用電子自動計量設備，并應定期進行靜態計量檢定，檢定合格的設備方可用于混凝土生產。混凝土攪拌之前，應做好對粗、細集料含水率的測定。每一個工作日保證抽測2次含水率；雨季施工時更應隨時抽測，嚴格按照測定結果及時調整混凝土配合比。保證制備的混凝土拌和物性能優良、穩定，無分層、板結、離析、泌水現象，90min的坍落度經時損失值宜＜30mm。對于高溫、運輸距離較遠的混凝土拌和物，應加強對出機溫度和入模溫度的嚴格控制。

②混凝土拌和物流運輸。在使用攪拌罐車攪拌混凝土的過程中，應以 2～4r/min的勻速進行攪拌，卸料前，待攪拌罐車的快速擋高速運轉至20s以上時方可卸料。唯有如此，才能保證混凝土不會出現分層和離析的問題。混凝土開始攪拌至結束攪拌的時間應控制在120min，禁止向混凝土拌合物中添加配合比之外的水。

③混凝土澆筑。混凝土澆筑前應保證模板的穩定性和接縫的嚴密，保證模板內部清潔干燥，無積水。混凝土澆筑應嚴格按照相應的順序和方向實施分層、分段澆筑，特別是對于傾斜面的混凝土澆筑，應從低處逐漸向高處澆筑，并保持水平分層，不得出現影響外觀質量的分層縫痕跡、冷縫。

④混凝土振搗。混凝土應采用機械振搗。振搗應在混凝土布料、粗平后進行，振搗點位應按預設計劃有序移動，切忌散亂隨意，遵循“快插慢拔”原則，直至振搗面不下沉、不冒泡可作為拔出標準。振搗過程中應避免觸碰鋼筋、模板、對拉螺栓、波紋管、鋼絞線、錨墊板等預埋件，以免造成其移位，杜絕采用依靠振搗鋼筋觸發混凝土流落的行為。

⑤混凝土養護。對于混凝土的養護，應于初凝前進行，也就是在混凝土澆筑后、收漿前立即進行養護，養護方式可以為草簾覆蓋養護，也可以為蓄水養護。混凝土拆模后，應立即對其暴露于表面的混凝土進行養護，常見的養護方法有專用節水保濕養護膜密貼養護，但不得對其進行噴涂養護劑養護。在混凝土養護過程中，如遇爆嗮和氣溫驟降時，應及時采取針對性的措施，以此減少和降低混凝土表面因受外界自然環境的影響而出現裂縫。冬施時，應在完成澆筑混凝土表面覆蓋保溫材料進行養護，嚴禁在其表面灑水。

5.混凝土外觀質量防治措施

①混凝土裂縫。選擇干凈清潔的砂石料、科學合理設定混凝土配合比，盡全力選用水化熱較低和安全性較好的水泥，并在滿足設計強度要求的前提下，在混凝土中摻入少量磨細的粉煤灰和減水劑，以減少水泥用量，也可以在其中加入一定的緩凝劑，延長水化熱分期值，減少混凝土裂縫問題產生的概率。

②蜂窩、麻面、砂線。嚴格控制混凝土各原材料的質量，確保集料級配良好，使所生產混凝土拌和均勻且和易性良好。模板在安裝應提前打磨和除銹，在其表面均勻地涂刷一層脫模劑，拆模齡期必須符合規范要求。

6.大體積混凝土溫控措施

①混凝土溫度控制內容。根據混凝土性能要求、結構類型、邊界條件、澆筑工藝、澆筑時間等各種因素，制定溫控標準，還要注重對混凝土溫度的控制：主要內容包括。嚴格控制混凝土的入倉溫度；最大內、表溫差；內部的水化熱溫升峰值；降溫時的最大降溫速率。

②混凝土溫度控制措施。優化混凝土配合比：在普通硅酸鹽水泥中添加一定比例的粉煤灰作為膠凝材料，其目的是降低混凝土在凝結過程中的水化熱；在確定混凝土強度的同時，減少和降低水泥使用量；嚴格控制混凝土的入倉溫度，可以通過搭設遮陽棚、灑水等的措施降低混凝土問題，特別對于高溫季節可以在夜間進行施工，可以降低混凝土裂縫產生。在大體積混凝土內預埋冷卻水管時，通過水循環可以有效降低混凝土升溫分值，確保混凝土溫度在合適的范圍之內；混凝土的養護時間，不得少于同種類型混凝土要求的養護時間。

五、結束語

緊抓鋼筋混凝土耐久性質量控制的關鍵技術指標，分析其指標需要控制的重難點，根據其特點制定檢測方案及控制措施，逐層落實到位，保證了各個環節有序實施進行，提高了全員質量意識，從技術資源等各方面為項目推進省級品質工程創建工作提供有力的保障，進而為公司打造品質工程橋梁品牌效應助力前行作出貢獻。