客專C35墩身高性能混凝土配合比設計與質量控制

【摘 要】結合在大西客專某標段墩身施工實際情況，介紹了該標段的C35墩身高性能混凝土配合比的設計思路以及墩身澆筑、成型、養護過程中進行質量控制的相關措施，提出了在客專墩身施工中應該注意的一些事項，以供參考。

【關鍵詞】客運專線；C35；高性能混凝土；配合比；原理

1 概述

高性能混凝土是新近提出混凝土理念，在客專施工中應用較廣。結合在大西客專某標段墩身施工實際情況，提出了在客專墩身施工中應該注意的一些事項，以供參考。

2 C35墩身高性能混凝土配合比設計

2.1 環境條件及技術要求

大西客運專線某標段作用環境為碳化環境T2，地下水對混凝土結構物有溶出性弱侵蝕（H1），設計使用年限100年。墩身砼設計強度為C35，其主要技術參數：56d電通量<1200C（H1），含氣量>3.5%；膠凝材料及水膠比要求：最大膠凝材料用量不宜超過400kg/m3，最大水膠比不應超過0.50。坍落度要求：泵送砼180-220mm。

2.2 設計思路

優選經濟環保的高性能混凝土。考慮可減少水化熱，減小溫差裂縫和干縮裂縫，保證體積的穩定性，降低水膠比的礦物外摻料及外加劑。

2.3 原材料的選用

2.3.1 水泥

采用品質穩定、強度等級為42.5級，比表面積不宜超過350m2/kg，堿含量不應超過0.60%，游離氧化鈣含量不應超過1.0%，水泥熟料中的C3A的含量不宜超過8%的低堿普通硅酸鹽水泥。

2.3.2 粗骨料

選用質地堅硬、級配良好、采用反擊破方式生產的吸水率低、空隙率小的碎石，壓碎指標不應大于10%，含泥量小于1.0%，針、片狀顆粒含量不大于10%，顆粒盡量接近等徑狀。無堿活性。

2.3.3 細骨料

選擇級配合理、質地均勻堅固的天然河砂，細度模數2.6～3.0的中砂。嚴格控制云母和泥土的含量，砂的含泥量應不大于2.5%，泥塊含量應不大于0.5%。無堿活性。

2.3.4 礦物外摻料及外加劑

適當摻用優質I級粉煤灰，采用具有高效減水、坍落度損失小、適當引氣、能細化混凝土孔結構、能明顯改善或提高混凝土性能的聚羧酸系高效減水劑。

2.4 初步配合比各項參數的選定

2.4.1 水膠比

為了達到混凝土的低滲透性，采用高效減水劑降低用水量以提高混凝土自身密實度以保證其高性能，參照相關文獻和成功經驗，水膠比在0.38～0.42之間可滿足墩身砼的強度要求。

2.4.2 用水量與膠凝材料用量

所采用的聚羧酸系高效減水劑在摻量為0.85%時，減水率為25%。根據坍落度要求，以普通混凝土設計規程中的建議用水量為參考，確定出理論用水量，在試拌過程中進行調整。由此進一步計算出膠凝材料用量，同時滿足膠凝材料用量不大于450kg/m3的技術要求。

2.4.3 礦物外摻料摻配合比

有資料顯示，當粉煤灰摻量超過20%，隨著粉煤灰摻量的增加而降低水膠比，保持坍落度不變，可以使混凝土后期強度略有提高。為有效保證混凝土拌合物的性能，在滿足泵送施工的情況下，取20%～40%粉煤灰等量取代水泥。

2.4.4 砂率

作性，應對可能出現的各種質量問題，預先進行澆筑方案設計、溫控方案設計，并進行試驗墩澆筑，以保證大干施工時的質量。

3.1 施工過程中的溫度控制

該試驗墩澆筑時間是四五月，考慮到墩身大干施工將會在夏季展開，選擇午后兩點至三點之間開始澆筑。埋設冷卻水循環系統，并在墩身中心和四周埋設溫度傳感器，分三層共埋設27個溫度測點。各監測項目在混凝土澆筑后立即進行，連續不斷地進行混凝土的溫度監測，在升溫階段每隔2h監測記錄各點溫度一次。到達峰值后每隔4h監測記錄一次，持續5天，之后隨著混凝土溫度變化減小，逐漸延長監測記錄間隔時間，直至溫度變化基本穩定。混凝土澆筑至標高后冷卻水管開始通水，各層混凝土均達到峰值后停止通水。在檢測混凝土溫度變化的同時，現場技術員、試驗員還應對氣溫、混凝土的出機溫度、入倉溫度、澆筑溫度等均進行了監測并做出詳細的記錄。

3.2 質量問題分析

試驗墩在拆模后，混凝土表面氣泡比較多，有較嚴重的麻面現象，在超過一定高度后“流砂”、“水波紋”現象比較嚴重，混凝土色澤不一，但未出現有害溫差裂縫。原因分析：1、高性能混凝土的耐久性要求混凝土內部必須含有一定的細微氣泡，以保證混凝土有一定的抗滲透能力，其含氣量設計為4%。另外，在施工過程中振搗時間過短、振搗不均勻造成表面氣泡比較多，出現麻面現象。2、該配合比配制出的混凝土在常壓下泌水性能良好，試驗室試拌壓力泌水性能良好。但當墩身混凝土澆筑到一定高度后，在自重壓力下開始泌水。當墩身施工澆筑超過3m左右的時候，泌水現象突然加重，從而導致在大致3m線以上的流砂、水紋現象比較嚴重。3、未出現有害溫差裂縫，取得了預期的效果，證明溫控方案切實可行。

3.3 針對試驗墩出現的情況，擬定夏季墩身方案

相應采取的措施有：1、盡量避開午后高溫時段施工，充分利用夜間進行混凝土澆筑。2、混凝土的澆筑應采用分層連續推移的方式進行，間隙時間不得超過90min；混凝土的一次攤鋪厚度不大于300mm。同時觀察現場澆筑澆筑混凝土泌水的實際情況，在滿足現場泵送施工要求的前提下對施工用水量進行微調，逐步降低混凝土的坍落度。3、堅持執行溫度控制方案，混凝土內部埋設冷卻水循環系統，拆模后在墩身頂部以循環水淋下養護，并覆蓋養生膜。

4.結束語

客運專線設計標準高、要求嚴，各地個中國原材料品質參差不齊，同時高性能混凝土采用優質粉煤灰等礦物外摻料和聚羧酸系高效減水劑雙產的施工工藝比較新，國內可供參考的資料和經驗并不多，計算出的混凝土配合比對當地的各種材料是否適用，需要大量的配合比試驗來驗證。同時，嚴把原材料質量關，充分考慮施工現場的實際情況，加強現場質量控制才能保證客運專線高性能混凝土的施工質量，實現其100年的使用目標。