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济南市公路管理局 山东 济南 250013
【摘 要】大型桥梁建设，需要的混凝土数量巨大，混凝土的性能直接影响了桥梁的质量。文章结合济广高速济南连接线（济南二环西路高架桥）工程的现浇箱梁混凝土施工，主要介绍了高性能泵送混凝土在配制、浇筑等环节的质量控制。
【关键词】高性能；泵送混凝土；设计；质量；控制
1 高性能混凝土简述
目前大跨度、高层、海洋、军事等工程结构的发展对混凝土提出了更高的要求，处在恶劣环境下的既有建筑不断劣化、退化导致过早失效、退役甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果。原材料生产、开采造成生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步发展的严酷现实。这就要求混凝土不断提高耐久性为重点的各项性能，多使用天然材料及工业废渣保护环境，走可持续发展的道路，高性能混凝土就是在这种背景下出现并逐步完善与发展的。
高性能混凝土是一种以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土，是一种环保型、集约型的绿色混凝土。高性能混凝土是具有高强度、高耐久、高流动性等多方面优越性能的新型混凝土。
2原材料的选择
要保证混凝土具有良好的可泵性，要求混凝土拌合物既要有较好的流动性，又要保持良好的粘聚性和保水性，以保证混凝土在施工过程中始终保持较好的和易性，而材料的质量起着十分重要的作用。
（1）水泥：水泥的流变性比强度更重要，与减水剂相容性要好，不宜用立窑水泥、早强水泥或其他掺混合材料水泥。为避免混凝土因体积不稳定而产生的变形，应选择碱、C3A、C3S含量低、质量稳定的水泥。一般采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或特种水泥（调粒水泥、球状水泥等）。宜选用细度小、泌水性好和收缩率小的水泥。本工程选用山东水泥厂生产的东岳牌P.O42.5普通硅酸盐水泥。
（2）碎石：宜采用质地坚硬，级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石或碎卵石，母岩的立方体抗压强度fg≥1.2fcu以上；针、片状含量≤5.0%，不得混入软弱颗粒；含泥量≤1.0%；泥块含量≤0.5%；吸水率≤1.0%；一般最大粒径Dmax≤25mm，因为粒径小时界面周长小，厚度也小，难以形成大缺陷，不仅有利于界面强度，也有利于抗渗性；碎石的粒型、表面性质、石粉含量也很重要，应严格控制。本工程选用山东章丘石料厂的碎石，集料压碎值为为9.6，规格采用连续级配5～10mm和10～20mm，其澶配比例为20%：80%；其他各项指标均符合规范技术要求。
（3）砂：宜选用质地坚硬、级配良好的河砂或人工砂，细度模数宜为2.6～3.3，通过0.3mm筛孔的砂不应少于15%；含泥量≤1.0%；泥块含量1.0%；同时用不同粒径的砂混合，调整砂的级配。本工程选用泰安大汶河粗砂，细度模数3.11，粒径在0.3mm以下的颗粒比例为25%。
（4）外加剂：外加剂要有较好的分散减水效果，能减少用水量，降低水灰比，改善混凝土的工作性能，从而提高混凝土强度，且要与选用的水泥匹配适宜。宜选用减水率高、与水泥相容性好，含碱低，塌落度经时损失小的品种，通过多次试验，针对外加剂的减水率、混凝土的初始塌落度、0.5h、1h、1.5h的塌落度损失、混凝土的和易性、凝结时间3天、7天、28天强度等指标，确定选用山东省建科院生产的高效泵送减水剂，掺量为3%，初凝时间9.95h，终凝时间19.88h。
（1）外掺剂：常用的高活性掺合料品种主要有硅灰、细磨矿渣、细磨粉煤灰、细磨沸石以及细磨烧粘土等。矿物细掺料不仅有利于水化作用和强度、密实度和工作性，增加粒子的密集堆积，减低孔隙率，改善孔结构，而且对抵抗侵蚀和延缓性能退化都有较大作用。粒化高炉矿渣通过水淬后可形成大量的玻璃体，另外还含有少量的CS或C2S结晶组分，具有轻微的自硬性，矿渣的活性与碱度、玻璃体含量及细度等因素有关。本工程产假了济南钢铁厂磨细粒化高炉矿渣，采用内掺发代替同质量的水泥，掺量为水泥质量的8%。
3 配合比设计
（1）计算试配强度：fcuo≥50+1.645×6=59.9MPa。
（2）计算水灰比
W/C=（0.46×42.5×1.0）/（59.9+0.46×0.07×42.5×1.0）=0.32
（3）用水量：根据骨料的最大粒径及混凝土塌落度要求初步确定每立方米混凝土用水量为224kg，掺加减水剂为胶凝材料用量的3%，减水率为24%，则每立方米混凝土用水量为：Wa=Wo（1-β）=224×（1-24%）=170kg。
（4）计算水泥用量：C=170/0.32=531kg。
（5）确定砂率：40%
（6）骨料用量：假定混凝土湿容重为2450kg/m3，
计算骨料用量：2450-531-170=1749kg。
（7）计算每立方米混凝土用砂量：S=1749×40%=700kg
（8）计算碎石用量：G=1749-700=1049kg
（9）根据以上结果得出基准配合比如表1所示。
表1 基准配合比
水泥+矿粉/kg 砂/kg 5～20mm碎石/kg 水/kg 外加剂/kg
489+42 700 1049 170 15.93
（10）以基准配合比的水灰比为基准，上下浮动0.02，砂率不变，又得出两个配合比，如表2所示。
表2 配合比
水灰比 水泥+矿粉/kg 砂/kg 5～20mm碎石/kg 水/kg 外加剂/kg
0.34 460+40 712 1068 170 15.00
0.30 522+45 685 1028 170 17.01 （11）经过试拌合三个配合比工作性能均满足施工要求。分别制取试件，由标准养护条件下28天抗压强度结果确定出配合比位表一配合比。
4 混凝土施工控制
加强过程控制对保证泵送混凝土的质量十分关键，主要抓好试验跟踪和工艺操作两个方面。
（1）除了在施工准备阶段对泵送混凝土所使用的材料进行必要检查和可泵性试验外，施工重点进行以下几项试验：
①对混凝土骨料的粒径、级配、含泥量、含水量等，每一工作台班进行1～2次试验。
②试验人员与拌合操作人员密切配合，确保施工配合比的有效换算及实施。
③对混凝土塌落度，在拌合地点、混凝土浇筑现场等部位每一工作台班检测2次，并根据施工时间和温度进行数据统计分析，及时用于指导施工。
④除按照规范要求制取试件外，另应认真观测各阶段混凝土的性能是否适宜施工要求，并检测浇筑完成后混凝土的外观质量。
（2）混凝土浇筑中，现场与拌合站应由指挥人员统一调度，保障混凝土运输车辆的调配，做到等待时间最短，且混凝土供应不间断。
（3）混凝土运输车在装料前应排净滚筒中的洗润水，并且在运输中不得随意加水，在卸料前应高速运转20～30s，然后才能转卸料，以保证混凝土的均匀性。
（4）混凝土浇筑尽量避开日间高温时段，以预防因失水过多出现干缩裂缝。如果在日间施工时，可洒水至混凝土接触部位，使之保持湿润状态。
（5）因意外事故造成等待时间较长，塌落度损失较大时，我们经过检测，采用后加适量外加剂，并快速搅拌2～3min，以回升混凝土的塌落度，根据实施情况证明该方法行之有效。
5 结语
通过对混凝土3天、7天、28天强度的统计，见表3。
表3 抗压强度统计
设计强度/MPa 3天强度/MPa 7天强度/MPa 28天强度/MPa
50 46.6 57.3 63.3
证明配合比设计合理、施工质量控制有效。结合施工中的数据统计和情况分析，对高标号混凝土泵送施工有以下几点体会：
（1）高标号混凝土的配置，选择良好的外加剂是关键，其减水效果及与水泥的亲和性，对混凝土的和易性极其重要。
（2）在满足施工要求的情况下，宜尽量降低水泥、外加剂的用量。
（3）施工前应详细调查机械情况，优选性能好的泵车。施工中尽量降低塌落度以减少干缩裂缝。
参考文献：
[1] JGJ55-2011，普通砼配合比设计规程
[2] JTG E30-2005，公路工程水泥及水泥混凝土试验规程
[3] JTG/TF50-2011，公路桥涵施工技术规范
作者简介：冯 涛，工作单位：济南市公路管理局，山东济南解放东路1号，邮编：250013。
吕素岩，工作单位：济南市公路管理局，山东济南解放东路1号，邮编：250013。
【摘 要】大型桥梁建设，需要的混凝土数量巨大，混凝土的性能直接影响了桥梁的质量。文章结合济广高速济南连接线（济南二环西路高架桥）工程的现浇箱梁混凝土施工，主要介绍了高性能泵送混凝土在配制、浇筑等环节的质量控制。
【关键词】高性能；泵送混凝土；设计；质量；控制
1 高性能混凝土简述
目前大跨度、高层、海洋、军事等工程结构的发展对混凝土提出了更高的要求，处在恶劣环境下的既有建筑不断劣化、退化导致过早失效、退役甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果。原材料生产、开采造成生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步发展的严酷现实。这就要求混凝土不断提高耐久性为重点的各项性能，多使用天然材料及工业废渣保护环境，走可持续发展的道路，高性能混凝土就是在这种背景下出现并逐步完善与发展的。
高性能混凝土是一种以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土，是一种环保型、集约型的绿色混凝土。高性能混凝土是具有高强度、高耐久、高流动性等多方面优越性能的新型混凝土。
2原材料的选择
要保证混凝土具有良好的可泵性，要求混凝土拌合物既要有较好的流动性，又要保持良好的粘聚性和保水性，以保证混凝土在施工过程中始终保持较好的和易性，而材料的质量起着十分重要的作用。
（1）水泥：水泥的流变性比强度更重要，与减水剂相容性要好，不宜用立窑水泥、早强水泥或其他掺混合材料水泥。为避免混凝土因体积不稳定而产生的变形，应选择碱、C3A、C3S含量低、质量稳定的水泥。一般采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或特种水泥（调粒水泥、球状水泥等）。宜选用细度小、泌水性好和收缩率小的水泥。本工程选用山东水泥厂生产的东岳牌P.O42.5普通硅酸盐水泥。
（2）碎石：宜采用质地坚硬，级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石或碎卵石，母岩的立方体抗压强度fg≥1.2fcu以上；针、片状含量≤5.0%，不得混入软弱颗粒；含泥量≤1.0%；泥块含量≤0.5%；吸水率≤1.0%；一般最大粒径Dmax≤25mm，因为粒径小时界面周长小，厚度也小，难以形成大缺陷，不仅有利于界面强度，也有利于抗渗性；碎石的粒型、表面性质、石粉含量也很重要，应严格控制。本工程选用山东章丘石料厂的碎石，集料压碎值为为9.6，规格采用连续级配5～10mm和10～20mm，其澶配比例为20%：80%；其他各项指标均符合规范技术要求。
（3）砂：宜选用质地坚硬、级配良好的河砂或人工砂，细度模数宜为2.6～3.3，通过0.3mm筛孔的砂不应少于15%；含泥量≤1.0%；泥块含量1.0%；同时用不同粒径的砂混合，调整砂的级配。本工程选用泰安大汶河粗砂，细度模数3.11，粒径在0.3mm以下的颗粒比例为25%。
（4）外加剂：外加剂要有较好的分散减水效果，能减少用水量，降低水灰比，改善混凝土的工作性能，从而提高混凝土强度，且要与选用的水泥匹配适宜。宜选用减水率高、与水泥相容性好，含碱低，塌落度经时损失小的品种，通过多次试验，针对外加剂的减水率、混凝土的初始塌落度、0.5h、1h、1.5h的塌落度损失、混凝土的和易性、凝结时间3天、7天、28天强度等指标，确定选用山东省建科院生产的高效泵送减水剂，掺量为3%，初凝时间9.95h，终凝时间19.88h。
（1）外掺剂：常用的高活性掺合料品种主要有硅灰、细磨矿渣、细磨粉煤灰、细磨沸石以及细磨烧粘土等。矿物细掺料不仅有利于水化作用和强度、密实度和工作性，增加粒子的密集堆积，减低孔隙率，改善孔结构，而且对抵抗侵蚀和延缓性能退化都有较大作用。粒化高炉矿渣通过水淬后可形成大量的玻璃体，另外还含有少量的CS或C2S结晶组分，具有轻微的自硬性，矿渣的活性与碱度、玻璃体含量及细度等因素有关。本工程产假了济南钢铁厂磨细粒化高炉矿渣，采用内掺发代替同质量的水泥，掺量为水泥质量的8%。
3 配合比设计
（1）计算试配强度：fcuo≥50+1.645×6=59.9MPa。
（2）计算水灰比
W/C=（0.46×42.5×1.0）/（59.9+0.46×0.07×42.5×1.0）=0.32
（3）用水量：根据骨料的最大粒径及混凝土塌落度要求初步确定每立方米混凝土用水量为224kg，掺加减水剂为胶凝材料用量的3%，减水率为24%，则每立方米混凝土用水量为：Wa=Wo（1-β）=224×（1-24%）=170kg。
（4）计算水泥用量：C=170/0.32=531kg。
（5）确定砂率：40%
（6）骨料用量：假定混凝土湿容重为2450kg/m3，
计算骨料用量：2450-531-170=1749kg。
（7）计算每立方米混凝土用砂量：S=1749×40%=700kg
（8）计算碎石用量：G=1749-700=1049kg
（9）根据以上结果得出基准配合比如表1所示。
表1 基准配合比
水泥+矿粉/kg 砂/kg 5～20mm碎石/kg 水/kg 外加剂/kg
489+42 700 1049 170 15.93
（10）以基准配合比的水灰比为基准，上下浮动0.02，砂率不变，又得出两个配合比，如表2所示。
表2 配合比
水灰比 水泥+矿粉/kg 砂/kg 5～20mm碎石/kg 水/kg 外加剂/kg
0.34 460+40 712 1068 170 15.00
0.30 522+45 685 1028 170 17.01 （11）经过试拌合三个配合比工作性能均满足施工要求。分别制取试件，由标准养护条件下28天抗压强度结果确定出配合比位表一配合比。
4 混凝土施工控制
加强过程控制对保证泵送混凝土的质量十分关键，主要抓好试验跟踪和工艺操作两个方面。
（1）除了在施工准备阶段对泵送混凝土所使用的材料进行必要检查和可泵性试验外，施工重点进行以下几项试验：
①对混凝土骨料的粒径、级配、含泥量、含水量等，每一工作台班进行1～2次试验。
②试验人员与拌合操作人员密切配合，确保施工配合比的有效换算及实施。
③对混凝土塌落度，在拌合地点、混凝土浇筑现场等部位每一工作台班检测2次，并根据施工时间和温度进行数据统计分析，及时用于指导施工。
④除按照规范要求制取试件外，另应认真观测各阶段混凝土的性能是否适宜施工要求，并检测浇筑完成后混凝土的外观质量。
（2）混凝土浇筑中，现场与拌合站应由指挥人员统一调度，保障混凝土运输车辆的调配，做到等待时间最短，且混凝土供应不间断。
（3）混凝土运输车在装料前应排净滚筒中的洗润水，并且在运输中不得随意加水，在卸料前应高速运转20～30s，然后才能转卸料，以保证混凝土的均匀性。
（4）混凝土浇筑尽量避开日间高温时段，以预防因失水过多出现干缩裂缝。如果在日间施工时，可洒水至混凝土接触部位，使之保持湿润状态。
（5）因意外事故造成等待时间较长，塌落度损失较大时，我们经过检测，采用后加适量外加剂，并快速搅拌2～3min，以回升混凝土的塌落度，根据实施情况证明该方法行之有效。
5 结语
通过对混凝土3天、7天、28天强度的统计，见表3。
表3 抗压强度统计
设计强度/MPa 3天强度/MPa 7天强度/MPa 28天强度/MPa
50 46.6 57.3 63.3
证明配合比设计合理、施工质量控制有效。结合施工中的数据统计和情况分析，对高标号混凝土泵送施工有以下几点体会：
（1）高标号混凝土的配置，选择良好的外加剂是关键，其减水效果及与水泥的亲和性，对混凝土的和易性极其重要。
（2）在满足施工要求的情况下，宜尽量降低水泥、外加剂的用量。
（3）施工前应详细调查机械情况，优选性能好的泵车。施工中尽量降低塌落度以减少干缩裂缝。
参考文献：
[1] JGJ55-2011，普通砼配合比设计规程
[2] JTG E30-2005，公路工程水泥及水泥混凝土试验规程
[3] JTG/TF50-2011，公路桥涵施工技术规范
作者简介：冯 涛，工作单位：济南市公路管理局，山东济南解放东路1号，邮编：250013。
吕素岩，工作单位：济南市公路管理局，山东济南解放东路1号，邮编：250013。