高标号高掺量Ⅱ级粉煤灰在大桥中的应用

摘 要：本文主要介绍粉煤灰在六冲河特大桥大体积混凝土中的应用，从原材料、配合比材料技术指标、两岸使用配合比的选取、使用后混凝土强度的数据分析和混凝土质量控制措施进行阐述。

关键词：粉煤灰 最佳配合比 大体积混凝土 经济效益

中图分类号：TQ172.44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0064-02

在节能增效环保的大环境中粉煤灰在大型混凝土中的应用极为广泛值得深入研究和推广。

目前全国高速公路的建设中，高标号高掺量Ⅱ级粉煤灰在大体积混凝土的施工中得到广泛应用，本文列举在六冲河特大桥中的应用。详细介绍了原材料的选定、配合比试验数据的比较确定最佳配合比、大体积承台的施工的取样步骤和施工中的控制措施。

1 工程概况

六冲河特大桥主塔承台长35.2 m，宽23.2 m，高6 m，共计4899.84 m3，属超大体积混凝土。设计混凝土强度等级为C40，在施工中原定计划为二次浇筑，每层浇筑3 m，但由于工期紧，在排工期时必须一次性浇筑，对于一次性浇筑如此大体积的混凝土在贵州尚属首次，在保证混凝土工作性及混凝土强度的同时如何降低混凝土水化热，成为工地试验室的研究重点，除采用冷却水管散热外，由于贵州的地质条件，决定采用Ⅱ级粉煤灰配制C40大体积混凝土，混凝土中加入一定的比例的粉煤灰不仅可以改善混凝土和易性的效能，而且减少了水泥用量、延长了混凝土的凝结时间，降低水化热，从而提高混凝土的密实性和强度、抗裂性能。

2 混凝土配合比原材料：

水泥：采用贵阳海螺盘江P.O42.5水泥。

粉煤灰：采用黔西Ⅱ级粉煤灰。

细集料：白马村、石丫口料场、机制砂，细度模数3.2，粉尘含量小于10%。

粗集料：白马村、石丫口料场、机轧碎石（二级配，5～16 mm粒径占30%，16～31.5 mm粒径占70%）。

减水剂：山西黄腾化工有限公司UNF—3C缓凝高强减水剂（水剂）。

水：六冲河水。

选定的最佳配合比为：水泥：每方用量273～328 kg/m3，机制砂：804～790 kg/m3，5～16 mm，级配碎石：320～314 kg/m3，16～31.5 mm级配碎石：746～732 kg/m3，水：160 kg/m3，粉煤灰（Ⅱ级）：147～107 kg/m3，减水剂：8.2 kg/m3。

3 承台配合比所选用的材料技术指标如表1～6

4 根据黔西岸和织金岸不同的地质条件、施工方法配制不同的混凝土配合比

（1）织金岸地势较低，采用溜槽施工，配合比见表7（每m3材料用量）。

（2）黔西岸地势较高，采用泵送施工，配合比见表8（每m3材料用量）。

5 大体积承台混凝土施工

经过多方面的试验后，确定粉煤灰混凝土各项技术指标均满足设计要求，于2010年10月1日正式施工织金岸承台混凝土，现场测得混凝土坍落度为185 mm、180 mm，170 mm，并取样进行3天、7天、28天、60天、90天抗压强度试验，试验结果3天平均抗压强度为16.1 MPa、7天平均抗压强度为37.7 MPa、28天平均抗压强度为48.6 MPa，60天平均抗压强度为53.9 MPa，90天平均强度达到55.8 MPa。2010年11月19日施工黔西岸承台混凝土（泵送），现场测得坍落度为190 mm、 190 mm、195 mm，取样进行3天、7天、28天、60天、90天抗压强度试验，测得3天平均抗压强度达到22.3 MPa、7天平均抗压强度达到40.1 MPa、28天平均抗压强度达到51.5 MPa、60天平均抗压强度达到52.7 MPa、90天平均抗压强度达到54.3 MPa。

6 混凝土的控制措施

（1）原材料的选用必须严把质量关，桥梁规范要求混凝土表面密实，平整，无色差，所以严格控制混凝土原材料质量是关键的、必须的，应合理确定混凝土的设计配合比，以其高混凝土的内在质量来尽量减少瑕疵和色差。同一桥梁应选用同一产地，同一品牌的水泥，而且应尽量选用低中热品种，在水泥用量的控制上，增加粉煤灰等外加剂来减少水泥用量，一为避免不同水泥引起色差，二为避免水化热过大而造成的混凝土表面裂缝。

（2）在保证设计强度的前提下，用其高混凝土的和易性，流动性为标准。对初凝时间及坍落度应严格控制。

（3）要重点说到混凝土的振捣工艺控制，充分振捣是满足混凝土强度和外观的重要因素，是避免混凝土表面出现蜂窝、麻面、砂眼等现象的最直接有效手段，振捣时要控制以下几个要点。

①分层浇筑最好是30～40 cm，人力足够，振捣必须在混凝土初凝前完成。

②振捣棒的插入方法是快插慢拔，以使气泡充分溢出。

③振捣时间不可过长，也不可过短，在30 s左右为宜，密实的标准是混凝土表面不再下沉，无气泡冒出，表面出现平坦泛浆现象，如果振捣时间过短，则不利于气泡充分冒出，太长，则粗石料下沉，引起离析。

④混凝土的自由下落高度不得超过2 m，为了避免混凝土离析，应严格控制串筒至混凝土面高度，不得超过1.5 m。最后，浇筑完成要加强混凝土的养护工作，不仅为了防止裂缝，也为了表面颜色统一，尤其应该注意养护用水应用自来水，才能保证混凝土外观颜色一致，不可随意用各种生活污水或工业废水等养护。养护期内必须将垫石钢筋覆盖，注意外观防护，防止垫石钢筋遇水生锈，锈水流至承台周边影响外观，保证混凝土外观的清洁。另外，冬季施工浇筑完毕后，必须做好保温防冻工作。

7 粉煤灰混凝土的发展前景

当前我国粉煤灰的年排量位居世界首位，在混凝土中掺用粉煤灰不仅可以改善混凝土的各项性能，延长混凝土结构的使用寿命，同时可以大幅度减少耗费能源，污染环境严重的硅酸盐水泥用量，因此也是一种绿色混凝土。大力推广粉煤灰混凝土在我国土木建筑工程中的应用，是节能环保利国利民的事业，有着强大的生命力和广阔的发展前景。

参考文献

[1] 吴小缓，芦青，黄明.大掺量粉煤灰生产粉煤灰硅酸盐水泥的成本效益分析[C]//2011中国水泥技术年会暨第十三届全国水泥技术交流大会论文集，2011.

[2] 钱觉时.粉煤灰特性与粉煤灰混凝土[M].科学出版社，2002（5）.

[3] 韩冀豫.高掺量粉煤灰水泥水化产物C-S-H凝胶聚合程度的研究[D].武汉理工大学，2011.

[4] 范今华.浅议大掺量粉煤灰混凝土[J].黑龙江科技信息，2011（15）.