橋梁工程高性能混凝土的工藝性能及施工注意事項

趙瑞霞　丁憲良

河南建筑職業技術學院（450064）

橋梁工程高性能混凝土的工藝性能及施工注意事項

趙瑞霞丁憲良

河南建筑職業技術學院（450064）

當前，橋梁技術發展迅速，對橋梁混凝土技術提出了更高的要求。根據參與工程實踐的經驗，對橋梁工程高性能混凝土的工藝性能的應用進行了較為深入的研究，并對高性能混凝土施工中注意事項進行了較為全面的總結。

橋梁；高性能混凝土；施工；注意事項

1　高性能混凝土的工藝性能

1）高性能混凝土生產

高性能混凝土與同等級混凝土水膠比低0.02～0.10，對用水量、材料含水率和材料性質的變化較為敏感，只有保證較低的用水量才能發揮高性能混凝土特點，因此，在保證材料質量穩定的前提下，投料順序和拌合工藝就顯得較為重要。一般對高性能混凝土應盡量采用大型拌合站系統以保證各組成材料儲備足夠、質量穩定、計量準確，應采用強制式拌合機以保證拌合均勻；外加劑盡量采用滯水法摻入，即先把粗細集料、水泥、摻合料和水投入，拌合40～60 s后再投入高效減水劑拌合45～120 s出料，弱化水泥吸附活性，提高減水和塑化效果［1］。

當前，大型橋梁混凝土生產均采用微機自動控制的大型拌合站系統，其自動控制主要集中在各種材料計量上，但在各材料單獨投料控制上、投料順序上卻關注不多，造成大型拌合站系統在工藝優化上存在計量控制難問題。比如，在水的分次投入上就存在難度，這也是施工單位在購置拌合站時應關注的問題。高性能混凝土的拌合時間并非越長越好，室內拌合試驗證明，混凝土在拌合初始3 min內性能逐漸趨好，4 min以后快速降低，6～8 min后甚至會失去流動性，這可能是長時間的攪拌破壞了減水劑對水泥膠材的分散體系。因此，高性能混凝土拌合應特別注意拌合時間的合理控制，這既是經濟性要求也是技術要求。

2）高性能混凝土運輸

高性能混凝土運輸主要有兩種方式，攪拌車運輸和泵送輸送。攪拌車運輸存在二次拌合，更易使混凝土質量穩定，發現問題也易于處理。長時間運輸中，攪拌車需要及時清洗，并且把水清除干凈，否則很容易造成混凝土離析。正常情況下，高性能混凝土基本能滿足泵送要求，但高等級特別是C55以上高性能混凝土，其流動度大，坍落度大，水膠比較低，易使混凝土產生黏滯現象，粘著輸送管壁，因此泵送混凝土時應采用合適的泵機類型、泵送速度和泵送壓力，嚴格依照混凝土泵送規程操作，科學設計配管及線路，盡量保證連續輸送，降低停頓間隔時間以保證良好輸送。

3）高性能混凝土的振搗

振搗是混凝土排氣密實的過程，高頻振動在媒介水傳播下使混凝土液化，產生流動，同時由于各組分密度不同，混凝土易產生分離，使氣泡更容易被排出。高性能混凝土坍落度大，初始一般在200～230 mm，擴展度初始一般在550 mm以上，而且由于采用了較多的摻合料和高性能減水劑等，混凝土經時損失小，具有良好的異形填充性能，降低了振搗難度。

在橋梁現場施工中，由于水泥供應鏈的獨特性，經常會由于水泥成分變化、溫度偏高等，造成水泥與外加劑適應性問題；礦粉、粉煤灰質量波動，以次充好，導致需水量提高，質量降低；砂細度、含泥量、吸水率變化，碎石石粉含量提高，造成混凝土經時損失增大，工藝性變差，給施工帶來困難。現場為了應急解決該類問題，往往加大減水劑摻量，但這種方法既加大了施工成本又降低了混凝土性能，因此，控制原材料的質量是控制混凝土質量的前提和工藝性的關鍵。

4）高性能混凝土的養護

養護主要指混凝土成型早期防止水分散失和控制混凝土溫度，具體來講就是保證混凝土不受低溫、干燥、溫度劇烈變化以及振動、沖擊、載荷作用等影響，使混凝土內外強度能夠良好發展的技術維護措施。高性能混凝土用水量低、水膠比小（一般在0.25～0.42），更易在早期發生塑性干燥收縮和裂紋，需要較長的養護時間，養護期一般控制在7～14 d。在現場施工中，養護主要是拆模前后的溫度維持和混凝土表面潤濕養護。溫度養護主要控制內外溫差，濕養護主要是維持表層混凝土有足夠的水化反應所需要的水，不使內部水分通過毛細孔散失。

混凝土塑性收縮與水膠比有一定對應關系，并存在某一臨界值（0.42）。當水膠比小于該值時，混凝土具有較大的塑性收縮。在水灰比一定時，用水量越大，具有較大的塑性收縮。塑性收縮關鍵在于混凝土凝結前泌水速率和失水速率是否協調，過量泌水可導致混凝土內水分分布不均勻，不利于混凝土抗裂性。失水速率與環境溫度、濕度、風速、混凝土表面溫度等影響混凝土塑性收縮。在塑性階段混凝土只有極低甚至沒有抗拉強度，即使較低的收縮變形也足以使混凝土開裂或形成大量微裂縫［2］。

現場濕養護方式主要有蓄水法，濕布、濕砂、濕土覆蓋法，噴霧、澆水法，塑料薄膜覆蓋法，表層噴涂養護膜等，不論采用哪種養護方式，只要達到經濟適用的目的即可。混凝土溫度養護控制主要是指冬期養護，可采用隔熱毯覆蓋、蓄熱法、鍋爐蒸汽法以及電爐、煤爐加熱等養護方法。

2　高性能混凝土施工注意事項

隨著混凝土超塑化劑和礦物摻合料的普遍應用，以低水膠比和大流動性為特征的高強混凝土在工程中得到了越來越廣泛的應用，但在實際工程施工中，由于材料質量波動以及現場施工控制等原因經常會出現一些問題，應在以下幾方面引起重視：

1）水泥受季節影響較大，表現在摻合料的質量不穩定造成水泥性能與外加劑的適應性差，混凝土的坍落度損失較快，施工時很難控制。對此問題需要與水泥廠家協商解決，通過增大外加劑摻量、調整外加劑成分以及調整配比來解決。

2）夏季施工時，水泥、粉煤灰和礦渣粉的溫度較高，例如在石武客專、公鐵兩用橋項目，由于工期緊張，混凝土的用量較大，膠凝材料來不及存放就直接使用，造成混凝土出機溫度較高，甚至超過30℃，混凝土經時損失增大，影響施工的正常進行。對此問題需要與水泥廠家協商或現場增設水泥罐，延長水泥存放期；也可以通過增大外加劑摻量、優化拌合工藝來解決。

3）目前，市場上粉煤灰、礦粉的用量在逐漸增大，由于生產廠家供應能力不足或者供應商利益驅使，工地粉煤灰質量一級標準有時連二級標準都難達到，對此問題只有加大抽樣力度，加強監控，對不合格材料堅決退貨以保證混凝土質量。

4）砂、碎石地材的質量與當地的環境有很大的關系。砂、碎石質量的好壞，直接影響混凝土的工藝性能和質量。砂、碎石的含泥量偏高時，可采取篩砂洗石程序，一些攪拌站為了節約成本省去這項工作，造成混凝土質量和性能很難控制。

5）在混凝土拌合過程中，為了加快混凝土的生產速度或節約用電，混凝土攪拌時間不夠，造成混凝土的性能與設計不符。混凝土拌合是混凝土質量控制的重要環節，必須嚴格依照規范或室內試拌的時間進行。

6）高性能混凝土水膠比的降低和流動性的增大，造成了混凝土的塑性收縮性加大。如果不重視現場養護，混凝土早期表面干燥、失水、溫度梯度大，就會導致表面混凝土不能正常硬化，塑性開裂的幾率加大，回彈值的硬度值偏低。

3　結語

隨著今后橋梁工程結構更加復雜化，高性能混凝土使用范圍必將越來越大。高性能混凝土無須振搗，依靠自身流變性能成型，具有良好的抗分離能力，目前已應用在澆筑量大、鋼筋密集和特殊形狀部位的混凝土結構。

［1］繆昌文.高性能混凝土外加劑［M］.化學工業出版社，2008，9.

［2］張承志.建筑混凝土［M］.化學工業出版社，2001，5.