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摘要：本文着重介绍了C50自密实微膨胀高性能混凝土的配合比设计试验过程，并简单概述了拱脚自密实混凝土的施工要点。
关键词：自密实混凝土；配合比设计；施工要点
1、概述
宝射河大桥位于新淮江公路S237宝应段，是扬州地区目前跨径最大、宽度最大的钢管混凝土系杆拱桥。该桥全长552.28米，主桥总宽52.5米，引桥总宽48米，主桥上部结构为94.8米跨径的双幅C50预应力钢筋混凝土下承式拱桥。
由于主桥拱脚部位钢筋密集，且系杆的纵向预应力及端横梁的横向预应力都集中于此，使用传统施工方法难于工作，且会造成混凝土不密实、离析等质量隐患，经设计院、业主和施工方共同商议，决定对8处拱脚采用C50自密实混凝土，并配合人工插扦进行浇筑。
2、自密实混凝土性能要求
自密实混凝土是近年来出现的一种高流态混凝土，（简称SCC）浇筑以后不需要振捣，在重力作用下就能密实、均匀填充成型。由于自密实混凝土不需要振捣便能密实填充，所以对流动性要求非常高，一般情况下混凝土的扩展度必须大于500mm，扩展度600mm左右时效果最佳，坍落度一般控制在250mm±20mm。配制自密实混凝土的前提条件是要保证混凝土的均匀性和控制泌水，为了提高保水性和粘聚性，通常用较高的胶凝材料用量和较大的砂率，但是此方法导致自密实混凝土收缩量增大，收缩对混凝土非常有害，因此一般在配合比设计中掺入一定剂量的粉煤灰和膨胀剂来改善混凝土的收缩。
3、自密实混凝土配合比设计
3.1、拱脚混凝土原材料
①、外加剂。南通金陵4-VI型减水剂，经检测，当其掺量为胶凝材料的1.2%时减水率达29.3%，。该减水剂具有高效减水、缓凝、高分散能力、适度增粘、适度引气和保持流动性能力强的特点。南通金陵5号混凝土膨胀剂（粉剂），表观密度2700 kg/m3，根据补偿收缩混凝土的膨胀剂掺量不宜小于6%，不宜大于12%的规定，掺量取胶凝材料的10%。②、水泥。采用江苏句容台泥水泥有限公司生产的台泥牌P.II52.5R水泥，表观密度ρc=3160kg/m3，初凝时间为2h34min、终凝时间3h25min，抗折强度3d 6.1Mpa、28d 9.4Mpa、抗压强度3d 32.9Mpa、28d 59.8Mpa。③、砂。赣江中砂，该砂属二区级配中砂，细度模数2.7，含泥量0.8%，表观密度ρs=2630kg/m3。④、碎石。连云港安峰山产玄武岩碎石，掺20% 5～16mm碎石；80% 10～20mm碎石，（掺配后符合5～20mm连续级配要求），其压碎值6.4%，含泥量0.6%，针片状含量为3.4%，表观密度ρg=2840kg/m3，所测性能均满足配制高性能混凝土的要求。⑤、粉煤灰。淮安华能电厂生产，符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）标准中I级灰的规定要求。表观密度2200 kg/m3粉煤灰掺量为9.0%，超量系数取1.3。⑥、水。自来水
3.2、混凝土配合比设计
根据拱脚结构及对混凝土要求，拟定按照自密实高性能混凝土的配合比设计方法设计本配合比，以满足拱脚混凝土的施工性能。
3.2.1、确定混凝土试配强度（fcu，0）
fcu，0= fcu，k+1.645σ=50+1.645×6.0=59.9MPa
3.2.2、水灰比确定
W/C=αa×fce/（fcu，0+αa×αb×fce）
fce =γc×fce，g=1.08×52.5=56.7MPa
则W/C=0.46×56.7/（59.9+0.46×0.07×56.7）= 0.42
（根据JGJ55-2000规范表4.0.4要求及公路桥涵施工技术规范要求，水灰比W/C取0.33。）
3.2.3、单位用水量mwo的确定
根据拱脚混凝土坍落度设计值为220～260mm的要求，骨料为最大粒径20mm的碎石，确定未掺外加剂时的混凝土的用水量为250kg/m3，外加剂掺量为胶凝材料的1.2%，减水率为28%，则单位用水量为mwo= 250×（1-0.28）=180kg/m3
3.2.4、单位胶凝材料用量：mco = mwo/（W/C）=180/0.33=545kg/m3
3.2.5、水泥、粉煤灰、膨胀剂等胶凝材料各单位用量的确定：
粉煤灰取代水泥率为9%，超量系数为1.3，膨胀剂取代水泥率为10%，等量取代，通过计算，得粉煤灰用量为545×9%×1.3=64kg，（29.1L），膨胀剂用量为545×10%×1.0=55 kg（20.3L），水泥用量为545×81%=441 kg（139.6L），则胶凝材料总质量为560g（189.0L），浆体量为369.0L。单位粉体体积量为0.189，介于推荐值0.16-0.23之间，水粉比180/189=0.952，介于推荐值0.80-1.15之间，自密实混凝土单位浆体量为0.369，介于推荐值0.32-0.40之间。
3.2.6、碎石及黄砂各单位体积用量的确定：
按自密实混凝土的性能要求，自流平混凝土石子绝对体积Vg通常取值为0.30～0.36m3/ m3，本设计选用石子绝对体积用量为330L，则质量为937 kg，含气量为2.8%，根据Vg+ Vp+ Vw+ Va+ Vs=1000L，则单位体积砂用量1000-330-189-180-28=273.0L，则砂质量为718 kg。
4、拱脚混凝土施工
4.1 混凝土浇筑前的准备工作
为确保混凝土浇筑的顺利及万无一失，我项目部联合业主及监理单位在一起开了技术交底会及施工前的工作布置会，重点安排原材料的准备及质量控制，设备到位情况，现场浇筑前准备工作和浇筑时的协调配合工作。为确保原材料质量的稳定性，我部根据配合比中的各材料用量，一次性采购入库。施工前试验室均对各原材料进行质量检测，检测合格方可用于生产。 为确保自密实混凝土一次浇筑成功，经业主、监理和施工方共同商议，决定做一个1/20实际拱脚大小的模型，并模拟拱脚的钢筋及钢铰线设置，进行预浇筑。拆模后，混凝土表面平整光滑，色泽统一，无气泡，无蜂窝麻面。全部凿开里面的混凝土，混凝土密实无空洞。
4.2混凝土的生产控制与现场施工
为确保混凝土的质量，我项目部工地试验室、搅拌楼、生产调度、现场调度密切配合。混凝土生产前准确检验生产用的砂石含水率，将设计配合比换算为施工配合比。做到每一车出厂混凝土必测坍落度及扩展度，控制出厂坍落度在240～260mm 之间，扩展度在600～650mm 之间。由于浇筑一个拱脚的方量只有65方，且工地搅拌楼距离最远的拱脚位置运距不足200米，故每次浇筑派出三辆混凝土运输车，做到施工现场不积车、不断料。为保证混凝土浇筑密实，实际施工过程中，配合人工插扦，并派有经验的技术工人专门拿榔头敲击模板表面，听其声音，以保混凝土密实。
4.3混凝土的养护
由于本桥大部分拱脚施工已进入冬季，为确保混凝土质量，延迟了脱模时间。一般浇筑完5-8天后方才脱模。脱模后立即包裹好两层塑料薄膜，薄膜外面再裹好草帘，以达到保温保湿的效果。
结语：宝射河大桥拱脚C50自密实微膨胀混凝土的设计施工，解决了拱脚施工振捣困难，混凝土不易密实的难题，并且降低了施工成本，提高了施工速度。在此我们通过总结混凝土的整个设计生产应用过程，得出以下几点心得体会，仅供大家参考。
（1）从混凝土性能的特殊性出发，结合实际施工，选择符合要求的质量稳定的原材料，并通过工作性、力学性及其他特殊性能的试验得出最优符合设计和施工要求的配合比。
（2）浇筑过程中严格按施工配合比施工，严控混凝土的的出站关和入泵关。
（3）施工过程中一定要派有经验的技术工人监督混凝土浇筑密实情况。
（4）加强混凝土硬化后的养护工作，按科学规范拆模，及时覆盖，及时洒水养护。
参考文献：
[1]《自密实混凝土应用技术规程》（CECS 203：2006） 中国计划出版社
[2]《自密实混凝土设计与施工指南》（CECS 02：2004） 中国建筑工业出版社
[3]《混凝土膨胀剂 》（GB23439-2009 ） 中国标准出版社
[4]《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003 ） 中国建筑工业出版社
关键词：自密实混凝土；配合比设计；施工要点
1、概述
宝射河大桥位于新淮江公路S237宝应段，是扬州地区目前跨径最大、宽度最大的钢管混凝土系杆拱桥。该桥全长552.28米，主桥总宽52.5米，引桥总宽48米，主桥上部结构为94.8米跨径的双幅C50预应力钢筋混凝土下承式拱桥。
由于主桥拱脚部位钢筋密集，且系杆的纵向预应力及端横梁的横向预应力都集中于此，使用传统施工方法难于工作，且会造成混凝土不密实、离析等质量隐患，经设计院、业主和施工方共同商议，决定对8处拱脚采用C50自密实混凝土，并配合人工插扦进行浇筑。
2、自密实混凝土性能要求
自密实混凝土是近年来出现的一种高流态混凝土，（简称SCC）浇筑以后不需要振捣，在重力作用下就能密实、均匀填充成型。由于自密实混凝土不需要振捣便能密实填充，所以对流动性要求非常高，一般情况下混凝土的扩展度必须大于500mm，扩展度600mm左右时效果最佳，坍落度一般控制在250mm±20mm。配制自密实混凝土的前提条件是要保证混凝土的均匀性和控制泌水，为了提高保水性和粘聚性，通常用较高的胶凝材料用量和较大的砂率，但是此方法导致自密实混凝土收缩量增大，收缩对混凝土非常有害，因此一般在配合比设计中掺入一定剂量的粉煤灰和膨胀剂来改善混凝土的收缩。
3、自密实混凝土配合比设计
3.1、拱脚混凝土原材料
①、外加剂。南通金陵4-VI型减水剂，经检测，当其掺量为胶凝材料的1.2%时减水率达29.3%，。该减水剂具有高效减水、缓凝、高分散能力、适度增粘、适度引气和保持流动性能力强的特点。南通金陵5号混凝土膨胀剂（粉剂），表观密度2700 kg/m3，根据补偿收缩混凝土的膨胀剂掺量不宜小于6%，不宜大于12%的规定，掺量取胶凝材料的10%。②、水泥。采用江苏句容台泥水泥有限公司生产的台泥牌P.II52.5R水泥，表观密度ρc=3160kg/m3，初凝时间为2h34min、终凝时间3h25min，抗折强度3d 6.1Mpa、28d 9.4Mpa、抗压强度3d 32.9Mpa、28d 59.8Mpa。③、砂。赣江中砂，该砂属二区级配中砂，细度模数2.7，含泥量0.8%，表观密度ρs=2630kg/m3。④、碎石。连云港安峰山产玄武岩碎石，掺20% 5～16mm碎石；80% 10～20mm碎石，（掺配后符合5～20mm连续级配要求），其压碎值6.4%，含泥量0.6%，针片状含量为3.4%，表观密度ρg=2840kg/m3，所测性能均满足配制高性能混凝土的要求。⑤、粉煤灰。淮安华能电厂生产，符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）标准中I级灰的规定要求。表观密度2200 kg/m3粉煤灰掺量为9.0%，超量系数取1.3。⑥、水。自来水
3.2、混凝土配合比设计
根据拱脚结构及对混凝土要求，拟定按照自密实高性能混凝土的配合比设计方法设计本配合比，以满足拱脚混凝土的施工性能。
3.2.1、确定混凝土试配强度（fcu，0）
fcu，0= fcu，k+1.645σ=50+1.645×6.0=59.9MPa
3.2.2、水灰比确定
W/C=αa×fce/（fcu，0+αa×αb×fce）
fce =γc×fce，g=1.08×52.5=56.7MPa
则W/C=0.46×56.7/（59.9+0.46×0.07×56.7）= 0.42
（根据JGJ55-2000规范表4.0.4要求及公路桥涵施工技术规范要求，水灰比W/C取0.33。）
3.2.3、单位用水量mwo的确定
根据拱脚混凝土坍落度设计值为220～260mm的要求，骨料为最大粒径20mm的碎石，确定未掺外加剂时的混凝土的用水量为250kg/m3，外加剂掺量为胶凝材料的1.2%，减水率为28%，则单位用水量为mwo= 250×（1-0.28）=180kg/m3
3.2.4、单位胶凝材料用量：mco = mwo/（W/C）=180/0.33=545kg/m3
3.2.5、水泥、粉煤灰、膨胀剂等胶凝材料各单位用量的确定：
粉煤灰取代水泥率为9%，超量系数为1.3，膨胀剂取代水泥率为10%，等量取代，通过计算，得粉煤灰用量为545×9%×1.3=64kg，（29.1L），膨胀剂用量为545×10%×1.0=55 kg（20.3L），水泥用量为545×81%=441 kg（139.6L），则胶凝材料总质量为560g（189.0L），浆体量为369.0L。单位粉体体积量为0.189，介于推荐值0.16-0.23之间，水粉比180/189=0.952，介于推荐值0.80-1.15之间，自密实混凝土单位浆体量为0.369，介于推荐值0.32-0.40之间。
3.2.6、碎石及黄砂各单位体积用量的确定：
按自密实混凝土的性能要求，自流平混凝土石子绝对体积Vg通常取值为0.30～0.36m3/ m3，本设计选用石子绝对体积用量为330L，则质量为937 kg，含气量为2.8%，根据Vg+ Vp+ Vw+ Va+ Vs=1000L，则单位体积砂用量1000-330-189-180-28=273.0L，则砂质量为718 kg。
4、拱脚混凝土施工
4.1 混凝土浇筑前的准备工作
为确保混凝土浇筑的顺利及万无一失，我项目部联合业主及监理单位在一起开了技术交底会及施工前的工作布置会，重点安排原材料的准备及质量控制，设备到位情况，现场浇筑前准备工作和浇筑时的协调配合工作。为确保原材料质量的稳定性，我部根据配合比中的各材料用量，一次性采购入库。施工前试验室均对各原材料进行质量检测，检测合格方可用于生产。 为确保自密实混凝土一次浇筑成功，经业主、监理和施工方共同商议，决定做一个1/20实际拱脚大小的模型，并模拟拱脚的钢筋及钢铰线设置，进行预浇筑。拆模后，混凝土表面平整光滑，色泽统一，无气泡，无蜂窝麻面。全部凿开里面的混凝土，混凝土密实无空洞。
4.2混凝土的生产控制与现场施工
为确保混凝土的质量，我项目部工地试验室、搅拌楼、生产调度、现场调度密切配合。混凝土生产前准确检验生产用的砂石含水率，将设计配合比换算为施工配合比。做到每一车出厂混凝土必测坍落度及扩展度，控制出厂坍落度在240～260mm 之间，扩展度在600～650mm 之间。由于浇筑一个拱脚的方量只有65方，且工地搅拌楼距离最远的拱脚位置运距不足200米，故每次浇筑派出三辆混凝土运输车，做到施工现场不积车、不断料。为保证混凝土浇筑密实，实际施工过程中，配合人工插扦，并派有经验的技术工人专门拿榔头敲击模板表面，听其声音，以保混凝土密实。
4.3混凝土的养护
由于本桥大部分拱脚施工已进入冬季，为确保混凝土质量，延迟了脱模时间。一般浇筑完5-8天后方才脱模。脱模后立即包裹好两层塑料薄膜，薄膜外面再裹好草帘，以达到保温保湿的效果。
结语：宝射河大桥拱脚C50自密实微膨胀混凝土的设计施工，解决了拱脚施工振捣困难，混凝土不易密实的难题，并且降低了施工成本，提高了施工速度。在此我们通过总结混凝土的整个设计生产应用过程，得出以下几点心得体会，仅供大家参考。
（1）从混凝土性能的特殊性出发，结合实际施工，选择符合要求的质量稳定的原材料，并通过工作性、力学性及其他特殊性能的试验得出最优符合设计和施工要求的配合比。
（2）浇筑过程中严格按施工配合比施工，严控混凝土的的出站关和入泵关。
（3）施工过程中一定要派有经验的技术工人监督混凝土浇筑密实情况。
（4）加强混凝土硬化后的养护工作，按科学规范拆模，及时覆盖，及时洒水养护。
参考文献：
[1]《自密实混凝土应用技术规程》（CECS 203：2006） 中国计划出版社
[2]《自密实混凝土设计与施工指南》（CECS 02：2004） 中国建筑工业出版社
[3]《混凝土膨胀剂 》（GB23439-2009 ） 中国标准出版社
[4]《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003 ） 中国建筑工业出版社