自密实混凝土在某公路桥维修加固工程中的应用

C55自密实混凝土在桥梁维修加固工程中的应用陈小峰（阜阳建工集团恒昌商品混凝土有限公司，阜阳236000）［摘要］通过使用聚羧酸高效减水剂，使用２－２０mm连续粒级碎石，并控制粗细骨料的含泥量和泥块含量，使用粉煤灰和硅灰双掺途径配置出了满足工程需要的C55自密实混凝土；通过制定科学的混凝土施工质量控制方案，加强混凝土施工的关键环节控制和混凝土浇筑后的养护工作，拆模后的混凝土外观质量良好，结构密实，抗压强度满足设计要求，很好的解决了桥梁维修加固工程混凝土浇困难的问题。［关键词］自密实混凝土，坍落扩展度，应用《自密实混凝土设计与施工指南》定义自密实混凝土（Self-CompactingConcrete,简称SCC）是混凝土拌合物具有良好的工作性，即使在密集钢筋条件下，仅靠混凝土自重作用而无须振捣便能均匀密实成型的高性能混凝土。具有高流动性、高工作性、高耐久性、高体积稳定性等性能。自密实混凝土被称为近几十年中混凝土最具革命的发展。早在20世纪70年代早期，欧洲就已经开始使用轻微振动的混凝土，到20世纪80年代后期，自密实混凝土才在日本发展起来，我国自90年代初期开始对自密实混凝土进行研究，现已广泛应用，在多项工程实践中取得成功。普通混凝土会因为振捣不足或过分振捣产生空洞、蜂窝、麻面、分层离析等质量缺陷，影响混凝土的力学性能以及耐久性，与普通混凝土相比，自密实混凝土有诸多优点：（1）自密实混凝土不需振捣，避免了漏振、过振等施工中的人为因素以及配筋密集、结构复杂等不利条件对其影响，保证了钢筋、予埋件及预留孔道位置不因振捣而移位，保证结构质量，从而提高混凝土质量，增加结构综合寿命，降低工程的综合成本。有着客观的综合经济效益；（2）由于取消了振捣成型，简化工序，可以提高施工速度，缩短施工工期；（3）降低劳动强度、节省劳动力，减少振捣机具和能耗，从而减少机械费用及人工费用，降低工程造价总成本；（4）可以消除因振捣而带来的噪音，不扰民，可24h作业；（5）改善施工环境，提高施工安全性；（6）大量掺加矿渣、粉煤灰等工业废料，使资源得到更有效的利用；（7）施工方便，为结构设计提供了更大的自由度，特别是在维修加固工程，自密实混凝土的诸多优点更得以体现。1工程概况某公路大桥，使用年限已久，部分混凝土构件出现破损，经过设计、鉴定部门的论证，需要维修加固。根据设计要求，新浇底板、隔板、转向架浇注C55混凝土，因为这些部位在桥面下边，较隐蔽，振捣难度非常大，如果采用普通混凝土浇注方式浇注，由于施工难度大，有可能影响工程结构加固质量和混凝土外观质量，通过建设单位，监理、监督单位、施工单位共同探讨，为保证该部位C55混凝土施工质量，要解决以下问题：（1）配制出C55自密实混凝土；（2）制定合理科学的自密实混凝土浇注方案；（3）施工单位混凝土公司密切配合，各负其责，严把每一道工序，保证混凝土施工质量；（4）做好混凝土浇注后的养护工作。2C55自密实混凝土配制2.1C55自密实混凝土配合比设计原则2.1.1配合比应满足设计强度要求，28天标准养护条件下抗压强度按照GBJ107-87评定合格。2.1.2掺加碱水率大于25%复合型聚羧酸高效减水剂。2.1.3粗骨料采用5-20mm连续粒级碎石，含泥量≤0.5%，针片状颗粒含量≤10%，细骨料采用细度模数2.6-3.0，含泥量≤2.0%的中砂。2.1.4掺入优质的粉煤灰，保证混凝土有较好的流动性，掺入水泥用量5%的硅灰，改善自密实混凝土的流动性和抗离析能力，增加混凝土的密实度。2.1.5由于该工程是维修加固工程，拌合物工作性能指标符合表一Ⅰ级指标要求表一自密实混凝土拌合物工作性能指标序号检测方法性能指标检测性能1坍落扩展度（SF）Ⅰ级650mm≤SF≤750mm填充性Ⅱ级550mm≤SF≤650mm2T500流动时间2s≤T500≤5s填充性3L型仪（H2/H1）Ⅰ级钢筋净距40mmH2/H1≥0.8间隙通过性抗离析性Ⅱ级钢筋净距60mm4U型仪（Δh）Ⅰ级钢筋净距40mmΔh≤30mm间隙通过性抗离析性Ⅱ级钢筋净距60mm5拌合物稳定性跳桌试验（fm））fm≤10%抗离析性注：该指标摘自《自密实混凝土设计与施工指南》（CECS:02-2004）。2.2原材料2.2.1水泥：阜阳中联水泥有限公司P.O42.5水泥，检测指标如表二表二水泥物理性能检测指标标准稠度安定性凝结时间（min）抗折强度（Mpa）抗压强度（Mpa）26.0%0.5mm(雷氏夹)初凝终凝3天28天3天28天1351956.39.727.852.62.2.2骨料：粗骨料是淮北5-20mm碎石，含泥量0.4%，泥块含量0.2%，针片状颗粒含量1.7%；细骨料是淮滨河砂，细度模数2.8，含泥量0.8%泥块含量0.4%2.2.3粉煤灰：淮南平圩电厂Ⅰ级粉煤灰，细度（45μm筛孔）4.5%，需水量比89%，烧失量1.3%，SO3含量1.9%;2.2.4外加剂：武汉港湾LN-SL聚羧酸高效减水剂，掺量胶凝材料的1.5%，减水率28%；2.2.5硅灰：挪威埃肯，细度（比表面积）22000m2/kg;2.3配合比设计与试验2.3.1配合比设计参照《普通混凝土配合比设计规程》和《自密实混凝土设计与施工指南》，结合我厂前期自密实混凝土施工的经验，确定本次C55自密实混凝土配合比参数：水胶比0.328，砂率46%，粉煤灰掺量为水泥用量的12%，超掺系数1.3，硅灰掺量为水泥用量的5%，减水剂掺量为胶凝材料总量的1.5%，配合比如表三表三C55自密实混凝土配合比kg/m3水泥黄砂碎石水粉煤灰硅灰外加剂41079293016877257.72.3.2配合比试验该配合比经过实验室三次试拌，新拌混凝土性能和硬化混凝土性能如表四、表五：表四新拌混凝土性能内容次数坍落度mm坍落扩展度mmL型仪H2/H130mm60mm30mm60mm12672656806750.8722702676856800.8732622646656600.86每次试拌按照GB/T50081-2002制作150mm*150mm*150mm强度试件三组，试件成型不需振捣，将拌合物以30s间隔分两次装入试模，每层装入试模高度的1/2,装满抹平后覆盖，第二天编号拆模后放入标准养护室。按照GB/T50081-2002对硬化混凝土抗压强度试验数据如表五：表五硬化混凝土抗压强度试验数据内容次数R3/MPaR7/MPaR28/MPa139.752.366.7240.651.465.9341.353.767.8通过配合比设计和试验，该配合比能够满足C55自密实混凝土配合比施工要求。3C55自密实混凝土施工质量控制3.1保证模板有足够的硬度、刚度和稳定性来满足混凝土流动所产生的侧压力，不得有低于最高浇筑表面的开放部分和缺口，模板接口不得有大于2mm的缝隙，保证混凝土浆体不泄漏，安排专人查看混凝土在浇筑时模板变化情况，以备出现异常及时处理，浇筑前保证模板湿润，且模板内不的有杂物。3.2根据现场情况合理布置浇筑点，保证混凝土浇筑顺利进行混凝土在浇筑前进行二次搅拌，搅拌时间为2分钟，以保证混凝土的均匀性混凝土浇筑前，对拌合物的相关指标进行现场检测，并按照标准规范要求随机抽检混凝土强度检验试件，不符合技术要求的混凝土予以退场，不得进行浇筑3.3混凝土浇筑期间，由技术人员用自制木锤敲击模板外侧，每平方米10次，敲击点要均匀分布，敲击力度适中，来判定混凝土是否充满到各个角落，对判定没有充满的地方，增加敲击次数，以保证混凝土充满模板。3.4做好混凝土浇筑的养护工作，由于浇筑构件处于河道，风速大，混凝土表面失水快，要保证混凝土带模养护14天，并且根据天气情况对模板进行洒水，脱模后在混凝土表面涂刷养护剂进行养护，预防混凝土表面出现干缩裂缝。4C55自密实混凝土质量评定4.1外观质量：混凝土带模养护14天拆模后，构件表面光洁平整，无蜂窝、麻面、大气泡等质量缺陷，建设单位、监理单位、施工单位对混凝土外观质量非常满意；4.2抽检试件抗压强度：五次浇筑混凝土的600℃.d同条件试件和28天标准养护抗压强度按照GBJ107-87《混凝土强度检验评定标准》评定合格。五次浇筑混凝土的600℃.d同条件试件和28天标准养护抗压强度如表六：表六抽检混凝土试件的抗压强度28天标养/MPa64.765.963.570.865.4600℃.d同条件/MPa56.154.255.663.457.84.3实体检测：由施工单位委托有资质的工程质量检测单位对实体结构进行检测，构件密实度和构件抗压强度推定值均没有发现异常。５结论C55自密实混凝土通过该桥梁维修加固工程的应用，得出以下结论：（１）选择优质的原材料，通过试验可以设计符合施工要求的自密实混凝土配合比；（２）通过制定严格的自密实混凝土施工质量控制方案，并严格操作，能够保证硬化后混凝土结构的外观质量和密实度，并满足结构设计强度要求；（３）自密实混凝土既能方便施工，节约成本，又缩短工期，在该桥梁维修加固工程中的应用，取得了良好的经济效益和社会效益。参考文献：（1）赵筠.自密实混凝土的研究与应用.［Ｊ］.混凝土，２００３（６），９－１７.（2）范志宏，苏达根，王胜年.自密实混凝土配合比设计方法研究［Ｊ］.水运工程，２００４（２）：３６１－３６５.（3）ＣＥＣＳ２０３－２００６.自密实混凝土应用技术规程［Ｓ］.（4）ＣＣＥＳ０２－２００４.自密实混凝土设计与施工指南［Ｓ］.［作者简介］陈小峰，男，从事混凝土质量与技术工作［单位地址］安徽省阜阳市河滨路330号阜阳恒昌商品混凝土有限公司（236000）［联系电话］13470763638［电子邮箱］[e-mail]