C40微膨胀混凝土配合比设计及施工

马岗大桥
C40微膨胀混凝土配合比设计及施工
摘要：本文将马岗大桥C40微膨胀混凝土配合比设计中的一些问题，包括混凝土的技术要求、混凝土配合比操作过程及在施工中出现的一些问题进行叙述。

关键词：马岗大桥配合比设计施工
一、工程概况
马岗大桥是顺德至番禹公路线一座特大桥，横跨德胜河，北起顺德市桂州管区马岗岛，南至顺德大良镇大门管区白石村，大桥全长838.04米，起讫点桩号CK1+270.98，终点桩号CK2+109.2。

桥面最大纵坡3.0%，横向坡度1.5%，竖向曲线半径6500米。

桥跨布置为30m ×10+70m+90m+70m+30m×10。

其中：正桥为3跨钢管混凝土系杆拱桥，两岸引桥为10跨30m预应力混凝土简支T梁，梁高1.9米。

马岗大桥正桥为3跨下承式混凝土系杆拱桥，主跨为90m，两边跨都为70m，系杆拱桥类型均为刚性系杆共性拱桥。

主跨系杆拱桥的矢跨比为1/4，边跨矢跨比为1/5。

主、边跨钢管拱肋的截面均为哑铃型，钢管拱肋之间的距离为16.0m，其中，主跨钢管拱肋高210㎝，边跨钢管拱肋高180㎝。

主边跨系杆拱桥的吊杆均采用91 5.35钢丝束组成。

主跨系杆拱桥共有21对吊杆，边跨系杆拱桥共有16对吊杆，吊杆之间的距离均为4.0米。

主边跨钢管拱肋都分为3段进行安装施工，中间段为合龙段。

每一跨系杆拱桥的钢管拱肋安装完毕之后再安装拱肋的风撑，风撑形状为“K”字型。

钢管拱肋最重的分段吊装重量为21.35吨。

在马岗大桥钢管拱肋安装完毕，就要对钢管填充C40微膨胀混凝土混凝土，这道工序也是马岗大桥重点控制工序。

二、C40微膨胀混凝土的技术要求
在马岗大桥设计要求中钢管拱肋混凝土必须具有以下几点：1、钢管混凝土必须用泵车由拱脚向拱顶进行浇注；2、浇注钢管拱肋混凝土的泌水率应控制在有关范围内；3、钢管拱肋各部位混凝土的浇注顺序为：拱肋下管—拱肋上管—拱肋腹腔；4、钢管拱肋混凝土的浇注必须在混凝土初凝时间内完成，否则，超过初凝时间的混凝土在泵车浇注混凝土时产生的压力作用下此时的混凝土容易开裂，开裂后的混凝土很难愈合，这就影响混凝土的浇注质量；5、钢管中填充的混凝土要求有一定的膨胀率，以保证钢管拱肋内壁与混凝土能紧密结合在一起。

为了满足上述的设计要求，混凝土必须具有：①要具有可泵性能；②要具有较长的初凝时间；③具有一定范围内的膨胀率。

因此C40微膨胀混凝土设计具有以下技术指标：
水灰比：0.35～0.5
缓凝剂参量：0.45～0.55%
膨胀剂参量：7.00～9.00%
塌落度：18.0～22.0㎝
混凝土膨胀率：0.01～0.04%
混凝土初凝时间：大于8.0小时
三、混凝土集料及添加剂检验结果
马岗大桥钢管拱肋C40微膨胀混凝土主要添加的外加剂有：AEA膨胀剂、FDN—500R 缓凝剂以及粉煤灰；C40微膨胀混凝土配合比中采用的水泥、碎石、砂分别为：
水泥水泥品牌：桥牌硅酸盐525R 厂名：三水市河口水泥厂
砂子细度模数：2.40 II 区中砂
碎石1～3㎝连续级配
C40微膨胀混凝土配合比中，各种材料的检验结果：
1、水泥检验结果
标准调度用水量：26.92%
凝结时间：初凝—2 h 50 min 终凝—4 h 05 min
胶砂强度：（N/mm2）
2、砂子筛分结果筛分试样重量：500克
3、碎石筛分结果筛分试样重量：2000克
4、粉煤灰试验结果
以上各种材料均符合配合比的设计要求，其中引桥牌AEA膨胀剂、FDN—500R缓凝剂都经过厂方检验合格。

砂子为II区中砂，碎石为1～3㎝连续级配。

四、C40微膨胀混凝土配合比设计
马岗大桥钢管拱肋配合比的设计必须满足上面提到的技术要求，在这些技术要求中，最难的是C40微膨胀混凝土微膨胀率的测定。

由于该配合比添加剂比较多，各种外加剂与水泥的相容性能能达到设计要求。

这就要求在配合比的设计过程中寻找。

马岗大桥钢管拱肋混凝土配合比的设计步骤：
1、对所用水泥进行检测，检测内容有标准调度用水量、凝结时间、体积安定性以及胶砂强度；
2、检验所用水泥与所加外加剂的相容性能；
3、对所用粗细集料进行筛分试验，试验结果是否符合配合比的设计要求；
4、对C40微膨胀混凝土进行配合比设计：首先做该配合比的基准配合比，在基准配合比中没有添加AEA膨胀剂；其次，对后面混凝土配合比中AEA膨胀剂的添加量进行调整；
5、对每一种配合比都要测试初凝时间，具体操作方法为：将该配合比通过5㎜筛孔的混凝土装在15×15×15㎝试模中，用贯入阻力仪进行检测；
6、对每种配合比的3天、7天、21天及28天的强度进行测试；
7、对每种配合比都进行微膨胀率的测试，首14天在水中中养护，然后放在空气养护，在养护过程中，每天都要测试混凝土的膨胀率。

在这配合比的配置过程中，最重要的工序还是C40微膨胀混凝土微膨胀率的测定，因为在测定微膨胀率时，只要有稍微大一点的震动，都对固定在千分表架上的千分表的读数有影响。

为了作好对C40微膨胀混凝土微膨胀率的测定，该混凝土配合比设计人员作了以下几方面的工作：
A、将C40微膨胀混凝土微膨胀率测试的实验场地远离施工场地及行人多的地方，
同时禁止非有关人员的进入。

B、另建立微膨胀率测定的养生池，将测定微膨胀率的试块及千分表架的固定铁块固
定在养生池中，固定样式图如下。

C、C40微膨胀混凝土微膨胀率测定前14天是在水中测定的，以后的微膨胀率测定的
数值都是在空气中测定。

在C40微膨胀混凝土微膨胀率试块在养护池中固定后，
然后往养护池中加水，加水时动作必须轻灵，不能碰到试块，水管必须插到养生
池的底部，而且水的流量不能过大。

在水中养护满14天后，往养护池外排水时动
作必须轻灵，不能碰到试块，而且水的流量不能过大。

D、在每天测定微膨胀率数值之时，工作人员必须穿上胶鞋，并且走路的步伐要缓
和，不能使地面有较大的震动。

在马岗大桥钢管拱肋C40微膨胀混凝土的配合比一共设计8组混凝土配合比，但在实验过程中有几组配合比设计失败，下面为成功的C40微膨胀混凝土的配合比，其各种材料用量如下表：
在这些混凝土配合比在试验中得出的结果如塌落度、抗压强度及纵向自由膨胀率见以下列表：
马岗大桥C40微膨胀混凝土微膨胀率测定时，试块及千分表架的固定形式如以下：
马岗大桥钢管拱肋C40微膨胀混凝土配合比的实验结果已经得出，总的来说还是符合钢管拱肋填充混凝土提出的技术要求，但是这几组混凝土配合比的塌落度损失比较大。

经过权衡考虑，选用‘配比7’作为马岗大桥钢管拱肋填充混凝土的配合比。

五、C40微膨胀混凝土配合比施工
马岗大桥钢管拱肋C40微膨胀混凝土由于在配合比设计中存在着塌落度损失比较快的问题，因此在马岗大桥钢管拱肋混凝土浇注的过程中，采取相对的措施来解决这个问题。

采用相对应的措施如下：
1、浇注钢管拱肋混凝土只能在低温的天气下进行施工，如在晚上施工。

2、混凝土进入泵车的储料斗后，泵车的绞拌机必须不停地搅动，如发现混凝土的塌
落度损失量已不能满足施工要求，可稍微加水进行搅拌。

3、因施工方面要造成泵车长时间停机，泵车要经常抽动活塞，即将混凝土稍微往回
泵送，在往前泵送。

4、混凝土拌和站生产的混凝土方量必须和现场混凝土需求量相一致，也就说不能将
生产出来的混凝土长时间暴露在空气中，造成混凝土塌落度损失过大。

以上几点为马岗大桥钢管混凝土浇注过程中为了祢补混凝土配合比在设计中不足之处而采取的措施，在整个马岗大桥钢管拱肋混凝土施工过程中，取得良好的施工效果。

六、结束语
钢管拱肋中的混凝土如果不能完全与钢管拱肋相结合，这对整个桥梁的结构受力将产生很大的影响。

为了解决这个问题只能在混凝土配合比设计中。

马岗大桥钢管拱肋混凝土设计和施工在解决钢管拱肋混凝土施工积累了一些施工经验。