新工艺-自密实混凝土在拱脚部位的浇筑

苏南运河三级航道整治桥梁工程LSDQ标主桥为系杆拱结构，其拱脚部位钢筋与预应力孔道纵横交错比较密集且有拱肋预埋钢筋的影响给施工带来了很大难度，该部位的混凝土必须流动性非常好才能满足施工要求，因此我项目部选择采用自密实混凝土浇筑。

一、自密实混凝土的原材料的选择

1、粗细骨料

粗骨料的粒形、尺寸和级配对自密实混凝土拌和物的工作性，尤其是对拌和物的间隙通过性影响很大。颗粒越接近圆形，针、片状含量越少，级配越好，比表面积就越小，空隙率就越小，混凝土拌和物的流动性和抗离析性、自密实性就好；粗骨料的最大粒径越大，混凝土拌和物流动性和间隙通过性就越差，但如果粒径过小，混凝土的强度和弹性模量将降低很多。为了保证混凝土拌和物有足够的粘聚性和抗堵塞性，以及足够的强度和弹性模量，故宜选用粒径较小（5～20mm）、空隙率小、针片状含量小（≤5％）、级配较良好的粗骨料。为了使自密实混凝土有好的粘聚性和流动性，砂浆的含量就较大，砂率就较大，并且为了减小用水量，故细骨料宜选用细度模数在2.6～3.1之间偏粗的中砂，砂子的含泥量和泥块含量也应很小必须满足2类用砂要求。

2、外加剂

自密实混凝土由于其流动性高，粘聚性、保塑性好，水泥浆体丰富，拌制用水量就大，为了降低胶凝材料的用量和保证混凝土具有足够的强度，就必须掺用高效的混凝土减水剂，来降低用水量和水泥用量，以获得较低的水灰比，使混凝土结构具有所需要的强度。因此高效的混凝土减水剂是配制自密实混凝土的一种关键原材料。

自密实混凝土对外加剂性能的要求是：能使混凝土拌和物具有优良的流化性能、保持流动性的性能、良好的粘聚性和泵送性、合适的凝结时间与泌水率，能提高混凝土的耐久性，对混凝土结构的力学性能和变形性影响力能无不良。因此它不是一种简单的减水剂，而是一种多功能的复合外加剂，具有减水流化、保塑、保水增粘、减少泌水离析、抑制水泥早期水化放热等多功能。

另外，根据工程的实际情况，为了增加混凝土结构的密实性和耐久性，还可掺入一定量的混凝土膨胀剂。

3、胶凝材料

根据自密实混凝土的性能要求，可以认为适于配制自密实混凝土的胶凝材料应具有以下特性：（1）和外加剂相容性好，有较低需水性，能获得低水灰比下的流动性、粘聚性保塑性良好的浆体（2）能提供足够的强度（3）水化热低、水化发热速度小（4）早期强度发展满足需要。由此可见，单一的水泥胶凝材料已无法满足要求，解决的途径是将水泥和活性细掺和料适当匹配复合来满足自密实混凝土对胶凝材料的需要。

水泥应选用标准稠度低、强度等级不低于42.5Mpa的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。

活性细掺和料是配制自密实混凝土不可缺少的组分，它能够调节浆体的流动性、粘聚性和保塑性，从而调节混凝土拌和物的工作性，降低水化热和混凝土温升，增加其后期强度，改善其内部结构，提高混凝土的耐久性，并且还能抑制碱-集料的发生。

磨细高炉矿渣是高炉矿渣经水淬和磨细成的一种活性细掺和料。它除了由于水淬形成了大量的球状玻璃体，还含有钙镁铝黄长石和很少量的硅酸一钙或硅酸二钙等结晶态组分，它具有微弱的自水硬性，比粉煤灰的活性更高。磨细高炉矿渣掺入混凝土的作用类似于粉煤灰掺入混凝土的作用。将掺和料以适当的比例掺入混凝土中，则可使其取长补短，不仅可调节需水量，提高拌和物的工作性，提高混凝土强度，减少混凝土收缩，提高混凝土的体积稳定性和耐久性。因此在自密实混凝土中可考虑掺入磨细高炉矿渣，其比例应经过试验确定。

掺入自密实混凝土中的磨细矿渣的质量应符合GB/T18046-2000《用于水泥和混凝土的粒化高炉矿渣》的要求。

二、配合比的设计

1、根据以上材料的要求我们选择了：1、水泥—无锡天山水泥厂生产的P.O42.5水泥 2、细集料—江西赣江砂细度模数2.6 3、粗集料—湖州小5-25mm及5-16mm麻石按级配比例调成5-20mm连续级配 4、掺合料—沙钢生产的S95级磨细高炉矿渣粉 5、外加剂—上海高铁化学建材有限公司生产的聚羧酸系高性能减水剂型号为GTS-101

2、自密实混凝土必须满足：根据自密实性能等级定粗集料绝对体积为0.32～0.35m3，单位用水量范围155～180kg，水粉体积比范围0.80～1.15，单位体积粉体量范围0.16～0.23m3，单位体积浆体量范围0.32～0.40m3。

（1）确定碎石用量：选取碎石用量的绝对体积为0.338 g/cm3，单位体积粗集料体积用量为338L，质量为911kg。

（2）确定用水量：选择单位体积用水量W=165L和水粉比1.00。计算粉体体积比为0.165L,介于0.16～0.23m3之间的要求范围。（3）确定含气量：根据经验以及使用外加剂的性能设定混凝土的含气量为2.0%，既20L.。

（4）计算单位体积细集料用量：S=（1000-20-165-165 -338）=312L，质量为811kg。

（5）骨料体积为Vg+s=338+312=0.650 m3。

（6）每立方水泥和粉煤灰用量根据粉体体积、各粉体的密度以及满足强度要求的水胶比确定，确定水胶比为0.34，故胶凝材料总量为490kg，每立方材料为水泥=388kg，矿渣粉=102kg。

（7）水泥浆体的体积为1-0.020-Vg+s=0.33m3；符合0.32～0.40m3推荐范围。

（8）每立方减水剂用量为9.31kg。

三、混凝土浇筑前的准备

1、机具：振捣棒3-4台、抹平用具4、照明用灯具4套、电焊机两台。

2、材料准备：

（1）同等级水泥3-5包（要求同一家厂家、尽量同一批号）；（2）堵漏材料；（3）电焊条。

3、人员配备要求

（1）浇筑人员10名、分两班，各班5名；（2）辅助浇筑2名；（3）看模工4名。

四、测量

四拱脚、四个角点各设一个测量点。劲性骨架上设两个观测点，浇筑前、浇筑中、浇筑后、浇筑后一天各测一组数据，观测沉降情况。

五、混凝土浇筑

1、浇筑应先在端横梁靠近拱脚的部位先下料，再浇筑端横梁两端头，最后浇筑拱脚。

2、浇筑至端横梁标高后（约72方），暂停浇筑两小时同时要提前告知混凝土公司。

3、模板用橡皮锤轻击、以免模板处有不密实。

4、禁止将振动棒触碰模板。

5、禁止波纹管正下方下料、以免冲坏波纹管。

6、浇筑过程中一旦有模板出现异常，立即停止浇筑，查找原因。

7、拱脚顶部设一挡板，待初凝后取出挡板和多余混凝土，以便一次成型。

8、拱脚采用自密实混凝土浇筑，自密实混凝土不是不要振实，在适当的位置要辅助振动棒引导砼（主要是钢筋密集区）。

9、自密实混凝土由于流动性较大，在拱脚浇筑时要控制浇筑的速度，防止泛浆，待端横梁顶端砼浇筑完成，要适当的停一停，待砼表面结面后再进行拱脚的浇筑，现场可准备水泥备用（大致为24方）停2小时左右。

10、浇筑时要配备人工检查是否有空洞、人工辅助用小锤子敲击。

11、益多砼公司要有专门生产的拌合楼（专用于拱脚的供应）主要是石子的品种、粒径的控制。

六、拱脚混凝土的养护

混凝土浇筑完成后24-48小时内拆模，拆模后应立即洒水养护并在混凝土表面覆盖透水土工布，养护必须有专人负责，洒水养护至少7天。