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摘要:本文从高标号混凝土强度控制的角度出发,详细地阐述了高标号混凝土在原材料选择、砼生产及施工过程中所要注意的一些技术要求,在制取试件时所要掌握的一些细节,通过分析总结,形成本文,以供借鉴。
关键词:高标号混凝土;原材料；强度控制
随着桥梁施工技术的迅猛发展，高标号砼在桥梁施工中的运用已经越来越广泛。然而,对于高标号砼的强度控制来讲,若想使其真正达到设计上的理想效果,绝非易事,单靠好的配合比设计是远远不够的,还需要从各个控制环节进行全盘考虑、严加控制才能生产出符合施工要求的砼，从而使结构物实体质量及安全性能得到保证。为了保证砼强度这一内在品质,我们必须从以下几个方面进行控制。
1、 原材料的选择：由水泥、砂、石和水在一定条件下加入适量的掺合料或外加剂，按照一定的比例组成，其中砂、石起骨架作用，水泥与水形成水泥浆，并由水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙，在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体称之为又称水泥混凝土（简称为混凝土）。在其中加入一定数量的拉力钢筋则为钢筋混凝土。对于高标号砼，原材料的选择至关重要。
（1）水泥：高标号混凝土所用水泥宜采用质量稳定的大厂旋窑生产的PO52.5R,每批水泥进场后必须重点检测其安定性、水泥胶砂强度,保证水泥的质量,现在集中生产混凝土大部分使用散装水泥，因此，拌和楼必须要有备用水泥罐，以便试验检测的周转周期要求。C55砼在施工中一般不需掺加硅粉来提高砼的和易性,其用量宜控制在500kg以下,用量过大将会造成混凝土结构物表面裂纹甚至开裂等质量问题，实践证明水泥用量在480-495kg内是比较适中的。
（2） 粗集料：混凝土粗集料是混凝土的骨架，它们自身的强度（压碎值）、颗粒形状（针片状）、表面特征、级配、含泥量、吸水率、其他杂质的含量对高标号砼的强度有着极其重要的影响,因此在配制高标号砼时对粗集料的选取显得十分重要,笔者经过一系列的试验表明混凝土强度很高时最好优先选用粒径较小的粗集料,因为粒经较小集料表面积比较大,混凝土内部的平均粘结应力较低,使混凝土强度有所增加，笔者也查找了相关的文献，发现粒径为9.5mm的集料的粘结强度只有16mm粒径集料粘结强度的1/10,小粒径之所以能产生较高的强度是由于围绕集料颗粒的应力较小的缘故,根据笔者在工作实践中对高标号砼试件的破坏结果观察,破坏最为直接的是碎石,具体表现为碎石大部分先被压裂破坏,水泥胶结材料在失去骨架支撑力后随即破坏。同时，外观形状为立方体、有棱角且外表洁净的碎石为最佳粗集料,针片状颗粒不能太多，仔细测定所选各种集料的吸水率并择优选择吸水率较小的集料以减少混凝土坍落度的损失。一般情况下选择粗集料的要求为:岩石的抗压强度应比配制的砼强度高50%,通常我们用压碎值指标来表征,按照现行《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）的要求，压碎值≤12%,含泥量<1%,针片状颗粒含量≤5%,骨料的最大粒径宜小于26.5mm,表观密度>2500kg/m3,松散堆积密度>1350kg/m3,空隙率<47%,岩石饱水抗压强度>80Mpa,粗集料采用4.75～26.5mm的连续级配(标准筛)。
（3） 细集料：因为砂的品质好坏直接决定了高标号混凝土的和易性，采料条件允许的情况下应优先选用江砂或河砂,由于机轧砂干缩性较强,山砂中含有较多的风化石,尽量少用或慎用,细度模数太小的砂,拌制砼时，混凝土比较粘稠,在浇筑时振捣困难，而且由于细颗粒含量较多,比表面积增加,水泥用量会急剧增多,从而降低了砼的耐久性,并且增加了收缩性裂缝产生的可能性。而细度模数太大也不行，因为细度模数太大会降低混凝土的保水性能，还容易造成砼的离析,所以砂选择细度模数2.6～3.2之间的中粗砂是比较合适的,当然，砂的筛分结果必须符合相应的级配要求。砂的其它指标要求：含泥量小于3%,最好控制在小于2%的范围，云母含量<1%,表观密度>2500kg/m3,松散堆积密度>1350kg/m。（4）外加剂：高标号砼的水泥用量较大,水灰比低,强度要求高,砼拌合物较粘稠,为了满足砼的性能及要求,改善混凝土的和易性及提高性能,同时降低水泥用量,减少工程成本,外加剂的选择尤为重要,选用外加剂应着重从以下几个方面考虑:①降低水灰比,提高早期强度,增加后期强度,减少砼的坍落度损失；②外加剂的稳定性，在试验中会发现一种外加剂对某一品牌水泥有良好的减水效果,而对另一地区的水泥减水效果很差,因此，考虑外加剂与水泥的相容性,根據不同厂家水泥选用不同外加剂是施工中应注意的问题; ③高效减水剂宜用于日最低气温0℃以上施工的砼构件，适用于制备大流动性砼、高强砼、高弯拉强度砼、高性能砼及蒸养砼构件。外加剂掺量应控制在胶结材料的0.5%～1.5%，使用时必须通过试验来确定。
2 高标号砼配合比技术指标控制要求 （1）和易性：因为现在的施工大部分采用泵送砼，所以，砂率过低时和易性很难满足施工要求，而砂率过大，对砼的强度会有直接的影响，因而，笔者在日常的工作中总结出高强砼的砂率控制在40%-45%是比较合适的，具体数值可根据现场施工条件做比对试验作出最佳选择。 （2）坍落度：对不同的结构物有不同的坍落度要求,如钢筋较密的结构物120～140mm 较为适合，此时，必须考虑到相同水灰比情况下,大坍落度砼强度相应较低的事实,试验室试配时考虑不利条件下的坍落度要求，如高温、长运距运输时，坍落度可适当增加20～40mm以保证坍落度损失的富余值。(3)水灰比：根据JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》要求，水灰比宜控制在0.24～0.38之间,实际施工中以0.34～0.37之间较为适合,水灰比过低时，砼坍落度受水化热、气温的影响较大,砼坍落度太小浇筑困难。3 施工过程中砼的质量控制
通过试验确定了符合要求的高强混凝土配合比后,在砼施工过程中,我们主要应该做好以下几项工作: （1）、检查机械设备的各种计量器是否准确。在正式拌制砼前，要对拌合机进行试拌，对计量器进行测试，这一点非常重要；（2）、落度、和易性、粘聚性、保水性。出料时要检查，到现场后还需再次测定，以保证砼入模前的品质；（3）、混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要。运输车辆的数量必须根据实际情况合理配置，使浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时仍能保持均匀性和测定的坍落度。（4）、高强混凝土在浇筑振捣时必须按照施工规范要求的频率、间距、顺序、工艺要求组织施工。 4 试件的制取、检测及砼实体的养护 高强混凝土试件应在拌和机流出点制取,预拌砼自送货车流出点制取。驻现场技术人员对拌和物性能进行测定,并按规定留取砼强度试件,试件的数量应至少能满足提供早期及28天强度测定的要求，高强砼试件应及时送到标准养护室进行养护。根据实际经验,高强混凝土试件强度测定时应选用标准试件和高刚度承压板试验机,并有安全防护罩，压力试验机采用一级精度,控制匀速加荷,加荷速度控制在11～18KN/S之间才能保证强度测定的准确性和可靠性。砼实体浇筑完成后必须按照规范要求及时采用覆盖、包裹等措施进行保湿养生，养生期内必须有专人检查保湿情况，确保砼实体在正常养护环境下的强度增长。
5结束语
综上所述,高强混凝土施工程序较多,原材料的选择、砼工艺参数的控制、施工过程控制、试件的制取、检测及砼实体的养护各个环节都会对混凝土强度造成不同程度的影响。这就要求我们在施工过程中,必须严格紧扣施工规范、操作规程,合理组织,规范作业,以实事求是的态度认真地控制好每个细节,只有这样,才能使高标号混凝土的质量得到有效控制。
参考文献
[1]桥梁施工控制技术.北京：人民交通出版社，2001
[2]路桥集团第一公路工程局，公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000），北京：人民交通出版社，2000
关键词:高标号混凝土;原材料；强度控制
随着桥梁施工技术的迅猛发展，高标号砼在桥梁施工中的运用已经越来越广泛。然而,对于高标号砼的强度控制来讲,若想使其真正达到设计上的理想效果,绝非易事,单靠好的配合比设计是远远不够的,还需要从各个控制环节进行全盘考虑、严加控制才能生产出符合施工要求的砼，从而使结构物实体质量及安全性能得到保证。为了保证砼强度这一内在品质,我们必须从以下几个方面进行控制。
1、 原材料的选择：由水泥、砂、石和水在一定条件下加入适量的掺合料或外加剂，按照一定的比例组成，其中砂、石起骨架作用，水泥与水形成水泥浆，并由水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙，在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体称之为又称水泥混凝土（简称为混凝土）。在其中加入一定数量的拉力钢筋则为钢筋混凝土。对于高标号砼，原材料的选择至关重要。
（1）水泥：高标号混凝土所用水泥宜采用质量稳定的大厂旋窑生产的PO52.5R,每批水泥进场后必须重点检测其安定性、水泥胶砂强度,保证水泥的质量,现在集中生产混凝土大部分使用散装水泥，因此，拌和楼必须要有备用水泥罐，以便试验检测的周转周期要求。C55砼在施工中一般不需掺加硅粉来提高砼的和易性,其用量宜控制在500kg以下,用量过大将会造成混凝土结构物表面裂纹甚至开裂等质量问题，实践证明水泥用量在480-495kg内是比较适中的。
（2） 粗集料：混凝土粗集料是混凝土的骨架，它们自身的强度（压碎值）、颗粒形状（针片状）、表面特征、级配、含泥量、吸水率、其他杂质的含量对高标号砼的强度有着极其重要的影响,因此在配制高标号砼时对粗集料的选取显得十分重要,笔者经过一系列的试验表明混凝土强度很高时最好优先选用粒径较小的粗集料,因为粒经较小集料表面积比较大,混凝土内部的平均粘结应力较低,使混凝土强度有所增加，笔者也查找了相关的文献，发现粒径为9.5mm的集料的粘结强度只有16mm粒径集料粘结强度的1/10,小粒径之所以能产生较高的强度是由于围绕集料颗粒的应力较小的缘故,根据笔者在工作实践中对高标号砼试件的破坏结果观察,破坏最为直接的是碎石,具体表现为碎石大部分先被压裂破坏,水泥胶结材料在失去骨架支撑力后随即破坏。同时，外观形状为立方体、有棱角且外表洁净的碎石为最佳粗集料,针片状颗粒不能太多，仔细测定所选各种集料的吸水率并择优选择吸水率较小的集料以减少混凝土坍落度的损失。一般情况下选择粗集料的要求为:岩石的抗压强度应比配制的砼强度高50%,通常我们用压碎值指标来表征,按照现行《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）的要求，压碎值≤12%,含泥量<1%,针片状颗粒含量≤5%,骨料的最大粒径宜小于26.5mm,表观密度>2500kg/m3,松散堆积密度>1350kg/m3,空隙率<47%,岩石饱水抗压强度>80Mpa,粗集料采用4.75～26.5mm的连续级配(标准筛)。
（3） 细集料：因为砂的品质好坏直接决定了高标号混凝土的和易性，采料条件允许的情况下应优先选用江砂或河砂,由于机轧砂干缩性较强,山砂中含有较多的风化石,尽量少用或慎用,细度模数太小的砂,拌制砼时，混凝土比较粘稠,在浇筑时振捣困难，而且由于细颗粒含量较多,比表面积增加,水泥用量会急剧增多,从而降低了砼的耐久性,并且增加了收缩性裂缝产生的可能性。而细度模数太大也不行，因为细度模数太大会降低混凝土的保水性能，还容易造成砼的离析,所以砂选择细度模数2.6～3.2之间的中粗砂是比较合适的,当然，砂的筛分结果必须符合相应的级配要求。砂的其它指标要求：含泥量小于3%,最好控制在小于2%的范围，云母含量<1%,表观密度>2500kg/m3,松散堆积密度>1350kg/m。（4）外加剂：高标号砼的水泥用量较大,水灰比低,强度要求高,砼拌合物较粘稠,为了满足砼的性能及要求,改善混凝土的和易性及提高性能,同时降低水泥用量,减少工程成本,外加剂的选择尤为重要,选用外加剂应着重从以下几个方面考虑:①降低水灰比,提高早期强度,增加后期强度,减少砼的坍落度损失；②外加剂的稳定性，在试验中会发现一种外加剂对某一品牌水泥有良好的减水效果,而对另一地区的水泥减水效果很差,因此，考虑外加剂与水泥的相容性,根據不同厂家水泥选用不同外加剂是施工中应注意的问题; ③高效减水剂宜用于日最低气温0℃以上施工的砼构件，适用于制备大流动性砼、高强砼、高弯拉强度砼、高性能砼及蒸养砼构件。外加剂掺量应控制在胶结材料的0.5%～1.5%，使用时必须通过试验来确定。
2 高标号砼配合比技术指标控制要求 （1）和易性：因为现在的施工大部分采用泵送砼，所以，砂率过低时和易性很难满足施工要求，而砂率过大，对砼的强度会有直接的影响，因而，笔者在日常的工作中总结出高强砼的砂率控制在40%-45%是比较合适的，具体数值可根据现场施工条件做比对试验作出最佳选择。 （2）坍落度：对不同的结构物有不同的坍落度要求,如钢筋较密的结构物120～140mm 较为适合，此时，必须考虑到相同水灰比情况下,大坍落度砼强度相应较低的事实,试验室试配时考虑不利条件下的坍落度要求，如高温、长运距运输时，坍落度可适当增加20～40mm以保证坍落度损失的富余值。(3)水灰比：根据JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》要求，水灰比宜控制在0.24～0.38之间,实际施工中以0.34～0.37之间较为适合,水灰比过低时，砼坍落度受水化热、气温的影响较大,砼坍落度太小浇筑困难。3 施工过程中砼的质量控制
通过试验确定了符合要求的高强混凝土配合比后,在砼施工过程中,我们主要应该做好以下几项工作: （1）、检查机械设备的各种计量器是否准确。在正式拌制砼前，要对拌合机进行试拌，对计量器进行测试，这一点非常重要；（2）、落度、和易性、粘聚性、保水性。出料时要检查，到现场后还需再次测定，以保证砼入模前的品质；（3）、混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要。运输车辆的数量必须根据实际情况合理配置，使浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时仍能保持均匀性和测定的坍落度。（4）、高强混凝土在浇筑振捣时必须按照施工规范要求的频率、间距、顺序、工艺要求组织施工。 4 试件的制取、检测及砼实体的养护 高强混凝土试件应在拌和机流出点制取,预拌砼自送货车流出点制取。驻现场技术人员对拌和物性能进行测定,并按规定留取砼强度试件,试件的数量应至少能满足提供早期及28天强度测定的要求，高强砼试件应及时送到标准养护室进行养护。根据实际经验,高强混凝土试件强度测定时应选用标准试件和高刚度承压板试验机,并有安全防护罩，压力试验机采用一级精度,控制匀速加荷,加荷速度控制在11～18KN/S之间才能保证强度测定的准确性和可靠性。砼实体浇筑完成后必须按照规范要求及时采用覆盖、包裹等措施进行保湿养生，养生期内必须有专人检查保湿情况，确保砼实体在正常养护环境下的强度增长。
5结束语
综上所述,高强混凝土施工程序较多,原材料的选择、砼工艺参数的控制、施工过程控制、试件的制取、检测及砼实体的养护各个环节都会对混凝土强度造成不同程度的影响。这就要求我们在施工过程中,必须严格紧扣施工规范、操作规程,合理组织,规范作业,以实事求是的态度认真地控制好每个细节,只有这样,才能使高标号混凝土的质量得到有效控制。
参考文献
[1]桥梁施工控制技术.北京：人民交通出版社，2001
[2]路桥集团第一公路工程局，公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000），北京：人民交通出版社，2000