自密實(shí)混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用

陳晚香

中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司（100055）

0 概述

自密實(shí)混凝土（“Self–Compacting Concrete”簡(jiǎn)稱SCC）是指新拌制的混凝土具有高流動(dòng)性、好的粘聚性、不離析、不沁水，并且能夠在不經(jīng)過(guò)振搗或者少振搗情況下自行留平并自行流動(dòng)通過(guò)鋼筋充滿模具的混凝土。高速公路橋梁工程中的梁大都為變截面的T型梁結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)截面通常比較復(fù)雜，T型梁下部尺寸較小且配筋密集。若混凝土的振搗不夠均勻密實(shí)，則會(huì)造成混凝土不密實(shí)，降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。自密實(shí)混凝土由于其良好的力學(xué)性能和和易性在我國(guó)橋梁領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

1 自密實(shí)混凝土的特點(diǎn)

從配合比方面來(lái)說(shuō)，自密實(shí)混凝土與普通混凝土有很大的不同。自密實(shí)混凝土的配合比具有低水膠比，粉體量大，粗骨料少等特點(diǎn)。自密實(shí)混凝土中粉體材料和細(xì)骨料較多，這對(duì)于抑制混凝土的收縮和混凝土的彈性模量是不利的，因此現(xiàn)階段自密實(shí)混凝土大都摻加了大量的摻合料來(lái)代替水泥，如粉煤灰。自密實(shí)混凝土具有很高的流動(dòng)性，因此必須摻入高效的減水劑，同時(shí)粗骨料的粒形、最大粒徑和細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)等也會(huì)對(duì)自密實(shí)性產(chǎn)生很大的影響。從施工方面來(lái)說(shuō)，自密實(shí)混凝土對(duì)于混凝土的攪拌、澆筑與施工管理也提出了一定的要求,甚至部分要求要比普通的混凝土的要求高很多。

2 自密實(shí)混凝土的優(yōu)點(diǎn)

自密實(shí)混凝土具有很多優(yōu)點(diǎn)∶1）自密實(shí)混凝土能保證混凝土具有良好的均勻性和密實(shí)性。2）當(dāng)遇到難以澆筑甚至于無(wú)法澆筑的結(jié)構(gòu)，能夠解決傳統(tǒng)混凝土在施工中的漏振、過(guò)振及鋼筋密集難以振搗等問(wèn)題。3）改善混凝土表面質(zhì)地，避免出現(xiàn)表面氣泡或者蜂窩麻面。逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或者造型。4）節(jié)省了勞動(dòng)力和振搗設(shè)備，降低工人勞動(dòng)量和能耗。5）采用大量工業(yè)廢料作為摻合料，有利于環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展。

3 自密實(shí)混凝土在橋梁中應(yīng)用

水下混凝土由于其獨(dú)特的施工環(huán)境，要求混凝土應(yīng)該具有足夠的粘聚性，流動(dòng)性，強(qiáng)度和耐久性。水下混凝土施工時(shí)不便使用振動(dòng)器，這就要求混凝土能自動(dòng)流平，自動(dòng)密實(shí)且質(zhì)量均勻，并經(jīng)一定距離沉落后不產(chǎn)生離析現(xiàn)象，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度的目標(biāo)必須要考慮其耐久性。

3.1 橋梁自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)原則

在橋梁自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮以下幾個(gè)原則∶1）水膠比。根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)的要求、選用與之相符的水泥品種及強(qiáng)度等級(jí)，保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度及施工的和易性的要求，水膠比的設(shè)計(jì)原則是宜小不宜大。2）單位用水量。在滿足和易性要求的前提下應(yīng)該盡量減少用水量。調(diào)整砂率、摻外加劑及活性摻合料等手段來(lái)減小用水量。3）單位水泥用量。混凝土在水下施工的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)少量水泥漿流失。從強(qiáng)度、抗?jié)B性及耐久性等方面來(lái)說(shuō)，應(yīng)將水下混凝土單位水泥用量提高。4）含砂率。在滿足和易性要求的前提下，宜用單位用水量來(lái)確定砂率，一般為40%～50%。

3.2 某大橋自密實(shí)混凝土原材料選擇及配合比設(shè)計(jì)

為保證該大橋混凝土的質(zhì)量，經(jīng)過(guò)反復(fù)優(yōu)化選用高流動(dòng)、自流平、緩凝型的自密實(shí)混凝土。

3.2.1 原材料的選用

1）水泥選用華新P.O2.5,細(xì)度2.1%，3 d抗壓強(qiáng)度為26 MPa，抗壓強(qiáng)度為51 MPa。2）粉煤灰采用南京華能電廠Ⅱ級(jí)灰。3）粗骨料采用鎮(zhèn)江船山石灰?guī)r,顆粒級(jí)配 5～25 mm。4）水∶長(zhǎng)江水。5）外加劑∶瑞迪高新技術(shù)公司的NVC自流平外加劑。

3.2.2 配合比設(shè)計(jì)

以粉煤灰為主要摻合料，改善膠凝材料的顆粒級(jí)配，提高新拌混凝土的變形性能，提高其抗離析和保水性。采用NVC自流平外加劑來(lái)降低水膠比，提高拌合物的流動(dòng)性使得混凝土具有很好的密實(shí)性和抗收縮性。經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化，確定出施工的配合比。自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C30，配合比見表1。

表1 自密實(shí)混凝土配合比及部分性能

4 結(jié)論

對(duì)水下混凝土必須具備的特點(diǎn)及施工要求進(jìn)行了分析，對(duì)某橋梁的自密實(shí)混凝土配合比進(jìn)行了設(shè)計(jì)。混凝土拆模后表面平整、光滑，沒(méi)有蜂窩和麻面，這表明該配合比下自密實(shí)混凝土的施工的質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

[1]郭景強(qiáng),等.免振自密實(shí)混凝土綜述及其應(yīng)用[J].天津建材,2000,3.

[2]吳中偉,廉慧珍.高性能混凝土[M].中國(guó)鐵道出版社,1999,9.

[3]胡玉初,等.自流平混凝土外加劑的研究[M].南京水利科學(xué)研究院材料結(jié)構(gòu)研究所,1995,10.