無砂混凝土在拱橋拱上填料中的應用

孟濤

中國水電建設集團十五工程局有限公司第一工程公司 陜西咸陽 712000

自無砂混凝土建筑誕生以來，作為一種透水性很好材料，逐漸在房屋建筑、道路、橋梁方面得到廣泛應用，這種新型建筑材料的優越性不斷為人所知。本文依托漢中興元新區水系工程上承式拱橋拱上填料采用無砂混凝土回填的工程應用實踐，從無砂混凝土的特性、施工工藝、質量檢測等開展論述，以后類似工程提供技術、經驗參考。

1 無砂混凝土概述

無砂混凝土是輕骨料混凝土的一種形式，由水、水泥和粗骨料拌合成混合物，本身少用了細顆粒材料，僅靠水泥漿將粗骨料包裹，由粗骨料表面包裹一薄層水泥漿相互粘結而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結構，具有以下幾個主要特性。

（1）重量輕，減輕荷載。無砂混凝土沒有細骨料，骨料要求粒徑單一，容許有15%的大顆粒和10%的小顆粒，所以骨料的總表面積比普通混凝土小很多，其容重比采用級配良好的骨料配制的混凝土低約10%左右。作為拱上回填料使用，可以減輕拱橋上部荷載。

（2）施工工藝簡單，成型快。無砂混凝土的拌制，與一般混凝土拌制所用的設備、拌制方法大致相同，采用自卸汽車或小型農用車運輸直接入倉，振搗澆筑時，采取低頻振動壓實機壓實，對工人技術水平要求不高，施工極為方便，施工速度快。

（3）耐久性強。無砂混凝土屬于水泥類材料，與水泥制品有同等的耐久性，與主體工程同等壽命。

2 無砂混凝土施工

本橋梁全長34m，寬度40m，主拱采用1＊15m現澆上承式鋼筋混凝土實腹式板拱橋，兩側腹拱為1＊5m現澆鋼筋混凝土實腹式板拱，拱上填料采用C20無砂混凝土。無砂透水混凝土采用強度等級不低于42．5級的普通硅酸鹽水泥，集料采用質地堅硬、耐久潔凈密實的碎石。無砂混凝土在拌合站集中拌制，自卸汽車運輸入倉，平板振動器振搗。

2.1 無砂混凝土配合比

設計圖紙提供的無砂透水混凝土性能指標，見表1。

表1

參照設計圖紙提供的無砂透水混凝土性能指標，選取有資質的實驗室出具的無砂混凝土配合進行施工控制，見表2。

2.2 無砂混凝施工過程

（1）施工準備。主副拱、拱上側墻澆筑完成后，強度到達齡期，開始施工拱上無砂混凝土回填，澆筑前在拱上側墻表面用紅漆標識出每層回填標高線，控制每層澆筑回填厚度，基礎面沖洗干凈，灑水濕潤。

（2）模板安裝。模板采用竹膠板，5cm方木加固牢靠，根據設計圖紙沿橫向每10m設置分縫處理，縫寬2cm，縫內填充瀝青杉板。

（3）混凝土拌制運輸。無砂混凝土在拌合樓集中拌制完成，采用自卸車或小型農用車運輸至澆筑工作面后直接入倉，運輸過程中車輛用防雨或遮陽布苫蓋，減少水分蒸發和防雨保護。

（4）混凝土攤鋪振搗。拱上無砂混凝土填料澆筑的施工順序：施工時先澆筑主拱填料，澆筑過程由拱腳向跨中澆筑，主拱澆筑完成，澆筑左腹拱，最后澆筑右腹拱填料。由拱腳到拱頂分層澆筑，從路中向兩邊對稱施工，注意各拱同時對稱施工。為減小側墻的水平壓力，無砂混凝土澆筑時，分層澆筑，最高一次性澆筑500mm高度，待終凝后再澆筑下一層。

混合物運輸至澆筑工作面后用小型反鏟或手推車直接入倉，鋪料時人工修整平整、補料，專用低頻振動壓實機壓實，振動壓實時避免在同一處振動時間過長出現離析現象，以及過于密實而影響透水率。

無砂混凝土填料澆筑時避開雨天施工，澆筑施工中下雨，停止澆筑采取避雨等保護措施。

澆筑時外界氣溫過高時，宜避開中午高溫時段施工。

（5）養護。無砂混凝土澆筑完成后由于內部充滿連通大孔，自由水份易隨自由流動的空氣散發，影響水泥漿的進一步水化，因此養護期間表面必須不斷補充水份。無砂混凝土養護時間不得少于14天。

3 無砂混凝土質量控制及檢測

3.1 無砂混凝土原材料質量控制

（1）采用強度等級不低于P．O42．5級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，質量應符合現行國家標準《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007的要求，不同等級、廠牌、品種、出廠日期的水泥不得混用。

（2）混凝土集料，必須使用質地堅硬、耐久、潔凈密實的碎石，碎石的性能指標應符合現行國家標準《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的二級要求。

（3）拌合用水應符合《混凝土拌合用水》（JGJ63）的規定。

3.2 無砂混凝土質量檢測

澆筑過程中每100m3同配合比無砂混凝土取1次，不足100m3時按1次計，每次取樣至少留置1組標準養護試件。試件的強度與評定，應按現行國家標準《混凝土強度檢測評定標準》（GBJ107）執行。

表2 C20無砂混凝土配合比

無砂混凝土混合料本身不具備流動性，不宜用坍落度及稠度表達混合料的施工性能，在現場對混合料的質量進行控制時，須采用目測法測定泥漿含量。適宜的無砂混凝土混合料，水泥漿均勻地包裹粗骨料顆粒，用手觸摸有枯稠感，且沒有水泥漿下淌現象。

3.3 檢測指標

本工程無砂混凝土強度等級C20。一般項目檢驗鋪層標高和結構尺寸，允許誤差±5mm。

4 結語

通過該工程實例，采取無砂混凝土進行拱橋拱上填料回填，降低拱橋上部荷載，加快施工進度，在工程中應用具有重大的經濟效益和社會效益。

無砂混凝土是輕骨料混凝土的一種形式，具有一定的強度和粘接性，可以制成各種所需的形狀，既可自身成型，也可與混凝土等結合成型。無砂混凝土是粗骨料顆粒的聚集體，每個顆粒都被大約1．3mm厚的水泥漿薄層所包裹。因此，在混凝土內部存在著大量的孔隙，孔隙大小與粗骨料的粒徑大致相等，水可以在孔隙中流動，所以無砂混凝土是一種透水性很好的材料。

由于水泥用量低，且無細骨料，無砂混凝土本身的成本相當低。另外，無砂混凝土的粗骨料可以采用碎石、陶粒，也可以用爐渣等工業廢料，甚至強度較高的建筑垃圾，如碎磚、碎混凝土塊等，而舊的無砂混凝土破碎后，又是很好的粗骨料。這樣，無砂混凝土的成本不但可以降低，而且地方材料的利用、陳舊建筑物拆除后的垃圾處理等問題都可以得到較為圓滿的解決。