浅析高性能混凝土灌注施工技术

　　摘要：在已经确定了高性能混凝土的配合比的基础上，本文根据高性能混凝土的技术要求，以及工程实际的技术特点和要求，对设备选型、混凝土灌注工艺进行了详细的介绍。通过工程实际的应用，取得了良好的效果，为今后类似工程施工提供了有力的参考依据。
　　关键词：高性能混凝土；设备；灌注
　　1高性能混凝土质量控制标准
　　（1）混凝土的质量检验分施工前检验、施工过程检验、施工后检验。
　　（2）施工前检验项目全部合格后才能进行施工；施工过程检验项目出现不合格时，应分析原因，及时调整，待合格后方可继续施工；施工后检验项目应和施工前、施工过程检验项目共同作为质量评定和验收的依据。
　　对混凝土用水泥、骨料、矿物掺合料、外加剂、水等主要原材料的产品合格证及出厂质量检验报告进行进场核查并复检。其中，主要原材料品质的出厂检验结果应满足设计、施工的相关要求。
　　按设计及施工要求复检施工配合比混凝土的拌合物性能，核查配合比试拌过程以及相关混凝土力学性能、抗裂性能以及耐久性能试验结果。其中，混凝土的耐久性应由经国家、铁道部认可或业主指定的权威部门检验。检验结果应满足设计要求。
　　（3）施工过程检验，应对混凝土用水泥、骨料、外加剂、矿物掺合料、拌合水等主要原材料的品质进行日常检验，检验结果应满足设计、施工的相关要求。
　　A、对混凝土的力学性能进行日常检验，检验结果应满足设计和施工要求。
　　B、对混凝土的耐久性进行抽检，检验结果应满足设计的要求。
　　C、在混凝土施工过程中，如更换水泥、外加剂、矿物掺合料等主要原材料的品种及规格，应重新进行混凝土配合比选定试验，并对试验配合比混凝土的拌合物性能、力学性能和耐久性能进行检验，检验结果应分别满足相关要求。
　　D、对用于施工过程控制或质量检验的混凝土强度和耐久性抽检试件，应从同一盘混凝土或同一车运送的混凝土中取出。
　　（4）施工后检验：
　　A、用肉眼或放大镜观察实体结构表面是否存在非外力裂缝。当混凝土表面出现非外力裂缝时，普通混凝土结构表面的裂缝最大宽度不得大于0.20mm，预应力混凝土结构不得出现结构性裂缝。
　　B、采用无损检测方法进行混凝土保护层厚度的检测（当对混凝土保护层厚度检测结果有怀疑时，可采用局部破损的方法进行复核，复核结束后对破损部位进行及时修复），检验结果应满足设计要求。
　　2高性能混凝土灌注设备选型
　　2.1技术要求
　　对高性能混凝土拌和、运输、灌注的要求主要有：
　　（1）可选用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土，采用电子自动计量装置进行混凝土拌和物配料，水、水泥、掺和料、外加剂的称量准确到±1％，粗、细骨料的称量准确到±2％（均以质量计）。
　　（2）搅拌时，先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料和外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。
　　（3）采用泵送混凝土连续灌筑、一次成型，灌筑时间不宜超过6h或不得超过混凝土的初凝时间。
　　（4）泵送时输送管路的起始水平段长度不小于15m，泵送过程中，混凝土拌和物应始终连续输送。
　　（5）可选用侧振并辅以插入式高频振捣棒振捣成型。
　　2.2设备选型
　　混凝土灌注设备主要有配料与拌和设备、运输设备和振捣设备。
　　（1）混凝土搅拌站
　　按底板2.0h、腹板1.5h、顶板2.0h灌注用时计算，混凝土搅拌站有效生产能力不小于90m3/h，按每盘搅拌2min、每盘2m3的生产量、有效生产率75%计算，可选配2台HZS120搅拌机及其配套的电子自动计量装置。
　　（2）混凝土泵
　　每片箱梁按2个作业面进行混凝土灌注施工，使用两台混凝土泵，则每台泵的泵送能力不小于45m3/h，可选配2台HBT60拖式混凝土泵。
　　（3）混凝土布料机
　　对应混凝土泵、将布料机置于箱梁跨中侧面，需要布料半径不小于18m的布料机，可选配2台HGY-18液压混凝土布料机。
　　（4）振动器
　　为满足泵送需要，混凝土的坍落度较大，可不设附着式振动器，而选用插入式振动器。为满足箱梁顶面横坡与光洁度需要，选配1台混凝土高频提浆整平机。
　　3高性能混凝土灌注施工技术
　　铁路客运专线预制简支箱梁混凝土灌注的技术与工艺，同普通混凝土的灌注有许多相似之处，下文仅阐述其关键点和不同之处。
　　3.1混凝土坍落度控制
　　端部及底板和腹板底部混凝土入模坍落度控制为180～200mm、腹板中上部混凝土入模坍落度控制为160～180mm、顶板混凝土入模坍落度控制在布料机输送的最小范围内即140～160mm。
　　3.2混凝土灌注路线
　　两台搅拌站、两台混凝土泵、两台混凝土布料机，对应于箱梁两侧腹板组成两条混凝土灌注线路，同时从箱梁的一端向另一端采用分层连续推移方式进行灌注。
　　底板混凝土从腹板入模，用约2h时间灌注完底板，停留30min，减轻和消除底板混凝土上拱；然后用约1.5h、分2～3层灌注腹板混凝土；最后用约2h灌注顶板混凝土。
　　起始入模的混凝土应设置在离梁端约2.5m位置处，以防梁端密布钢筋对混凝土下料的妨碍。
　　3.3混凝土灌注工艺
　　采用“慢速强振”灌注工艺灌注底、腹板混凝土、“快速强振”工艺灌注顶板混凝土。
　　所谓“慢速”指混凝土下料速度尽量地放慢，放慢混凝土下料速度，以防漏振、振不过来、形成蜂窝等现象发生；所谓“快速”指混凝土下料速度尽量地快，尽快地完成顶板混凝土的灌注施工，尽早覆盖，以防顶板混凝土裸露时间过长后表面出现缩水、表面裂纹；所谓“强振”指配足插入式振动器，定点、定人、定振动器进行振捣。
　　3.4现场施工组织
　　梁体混凝土施工：
　　A施工工艺流程（见图1所示）
　　
　　图1混凝土施工工艺流程框图
　　B具体施工方法、要求、操作要点
　　⑴混凝土拌合
　　①原材料及配合比
　　所选配合比满足预制箱梁强度、弹模、耐久性和施工的要求。
　　水泥：采用强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥，保证混凝土的各项性能满足设计要求，按现行标准进行检验；
　　细骨料：采用硬质洁净的中粗砂，细度模数宜为2.6～3.0，技术标准符合现行《铁路混凝土及砌体工程施工规范》（TB10210）及有关规定要求；并进行碱-骨料检验；
　　粗骨料：采用坚硬耐久的碎石，粒径为5～25mm，技术标准符合现行《铁路混凝土及砌体工程施工规范》（TB10210）及有关规定的要求；粗骨料的抗压强度与混凝土强度比大于2；并进行碱-骨料检验。
　　水、外加剂、参和料符合现行有关规定标准，经检验合格后使用。
　　②拌合
　　拌合站的生产能力要满足灌注箱梁混凝土的需要；
　　具体搅拌程序如下：先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料、和专用复合外加剂，搅拌均匀后再加入所需水量。待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，继续搅拌至均匀为止。每一阶段搅拌时间不少于３０秒，总搅拌时间不少于２分种，最长不超过３分种。
　　⑵混凝土运输
　　①混凝土运输可采用搅拌运输车运送或泵送，输送罐车到达现场后，要高速旋转20～30S后，再将混凝土喂入泵车。
　　②采用泵送时输送泵生产能力要与箱梁混凝土灌注相匹配。
　　③泵送混凝土施工工序：布管→润滑→排水→泵送水泥煤灰浆→泵送混凝土→完工后清洗拆管。
　　④混凝土泵送管路的布置要求：
　　管路布置尽可能使距离最短,弯管最少；
　　管路接头应联接牢固，密封、不漏浆；
　　管路布置应满足先浇最远处，然后依次拆管后退，减少泵送过程中接管影响作业；
　　要布置弯管的地方，尽量使用转弯半径大的弯管，减少压力损失，避免堵管；
　　混凝土浇筑停歇时间比较长时，可每隔10-15分钟反泵再正泵2-3个行程。
　　⑶混凝土入模
　　①箱梁混凝土灌注入模采用布料机入模。
　　②混凝土入模灌注:
　　混凝土灌注采用斜向分段、水平分层灌注法施工，灌注顺序：先灌注底腹板、再灌注底板、后灌注上腹板、最后灌注顶板。
　　底腹板，分四层进行灌注，顶腹板分六层进行灌注，每层的灌注厚度不超过30cm，工艺斜度不大于5°；施工中按照两侧腹板同时对称灌注的方法，遵循“一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的原则，并保证层与层浇筑间隔不超过初凝时间。
　　混凝土下料高度不得大于1m，不得向模板内侧面直冲布料，也不得直冲钢筋骨架。
　　⑷混凝土震捣
　　①震捣机具
　　箱梁混凝土震捣采用附着式高频震动和插入式震动器；采用附着式高频震动器为主，插入式震动器为辅；
　　②震捣方法
　　附着式震动器采用间歇震动方式，当混凝土灌注到安有附着式震动器的部位后，间歇开动震动器震捣，每次开动时间一般不超过3秒钟，开动次数以混凝土泛浆和不冒气泡为准；插入式振动器插入深度应深入下层混凝土一定深度，以保证上下两层的连接；插入间距宜400mm左右，振捣时间以混凝土泛浆和不冒气泡为准；
　　在振捣过程中，避免早振、漏振、欠振、超振；
　　振捣时防止插入式震动器振动模板、碰撞钢筋和预埋件，振捣顺序从底层开始，逐步上移以保证分层混凝土之间的振捣质量和混凝土密实。
　　⑸箱梁顶面处理
　　为配合箱梁顶面平整度及泻水坡度要求，在箱梁顶面两旁工作台上架设轨道，配置沿轨道前进的混凝土自动整平机，整平机整平采用油压系统调整高低，混凝土浇注时人工配合将箱梁顶面混凝土整平。
　　⑹施工注意事项
　　①混凝土要连续浇筑，一次成型，灌注时间不超过6小时；
　　②浇注梁体混凝土时应有专人负责监视附着式振动器的运转情况，发现故障立即抢修；
　　③当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时，应采取保温措施，并按冬季施工要求处理；
　　④灌注混凝土时，随时检查控制混凝土坍落度，并分别从底板、腹板和顶板随机取样做混凝土试件，每孔梁的试件组数不少于13组。
　　参考文献
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　　［3］吴中伟，廉慧珍著.高性能混凝土［M］.北京：中国铁道出版社，1998（3）
　　［4］CCES01－2004（2005年修订版）.混凝土结构耐久性设计与施工指南（S）.      权威论文