预应力高强混凝土施工技术研究
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【摘 要】C60高强混凝土预应力梁的施工技术难度大，设计要求在浇筑完成后14天张拉，张拉时要达到设计强度的90%，弹性模量也需达到80%设计要求，因此根据这些技术难点对混凝土原材料选取、配合比设计、施工养护工艺、养护措施等进行专项研究。
哈市某高架桥预应力箱梁为60m超低高度梁，混凝土设计强度等级C60，为了缩短整个工程的施工周期，要求在混凝土浇筑完成后14天张拉，同龄期混凝土的抗压强度需达到设计强度的90%，因此必需通过混凝土配合比设计的调整，同时采取特殊养护措施才能满足工程进度要求。同时由于钢筋密集，只有通过采取泵送流态混凝土，使钢筋密集，下料困难的问题得以解决。
高强高性能混凝土的质量控制非常重要，它贯穿于混凝土的原材料选择、配合比设计、施工技术及养护等各个环节，原材料选择是重中之重，其次是施工控制。现将施工技术研究做以下总结：
1.C60泵送高性能混凝土原材料选择
1.1水泥选择
水泥是混凝土的必要胶凝材料，对混凝土质量影响最大。而且高性能混凝土对水泥的品种、需水量、强度、细度等等都有相对严格的要求。在配制高性能混凝土时，合理控制水泥质量是达到混凝土要求的必要保证。高强混凝土的配制，宜使用高强度等级水泥，以便合理地控制水泥用量，避免水泥用量过大带来的弊端。哈天鹅牌水泥质量稳定、水化热适中，混凝土凝结时间适当，早期强度低，但后期强度高。
1.2掺合料
掺合料对改善混凝土密实性和耐久性、体积稳定性、抑制碱集料反应、改善工作性能十分有益，是必不可少的组份。高性能混凝土浆体总量较大，在胶结料中掺用优质矿物掺合料则可以克服只用水泥而引起的混凝土早期水化放热较大、硬化混凝土收缩较大，不利于混凝土的耐久性和体积稳定性等缺陷，再者，高性能混凝土需要拌合物具有高流动性、高粘聚性、低泌水性，低水化热，品种适宜的优质矿物掺合料可以与水泥颗料形成良好的级配，可以降低胶结料的需水量，从而改善拌合物的工作性。高性能混凝土所用的矿物掺合料质量要求较高，应选用质量稳定，需水量低，比强度高的Ⅰ级粉煤灰作为掺合料。
1.3骨料
骨料的强度、硬度、级配、洁净度、粗细度，粒径、粒形以及是否存在碱活性等都影响到高性能混凝土的各项性能。砂的含泥量大、石子中的针片状颗粒含量高，将使混凝土的需水量增大；石子的空隙率大，则为满足相同的工作性所需的砂浆量增大。这些均会对高性能混凝土的工作性、强度和耐久性产生不良影响。优等品砂的含泥量要求小于2.2%，优等品石子的针片状颗料含量要求小于17%，空隙率要求小于40%。高性能混凝土的石子要为连续级配，目的也是为了使石子获得较低的空隙率。粗骨料粒径不宜过大，否则将影响拌合物的钢筋通过性，不利于混凝土泵送施工。所以限定粗骨料粒径宜小于32mm。粉煤灰高性能混凝土宜选用中砂，用于泵送C60及以上高性能混凝土的砂、石含泥量要严格控制不得超出规范规定。因此需采用5~25mm连续级配的粗骨料，针片状颗粒含量4.8%，细骨料选用级配良好中砂，细度模数2.8，含泥量1.3%。
1.4泵送减水剂
外加剂是配制高性能混凝土的关键组成材料。通过掺入适宜的外加剂，混凝土才能在较低的水胶比下获得适宜的粘度、良好的流动性、良好的粘聚性和保塑性，实现所需的工作性与其它特殊性能，如凝结时间。混凝土具有良好的体积稳定性是高性能的重要特征，所以外加剂应该使混凝土28d收缩率比不大于100%。为使混凝土质量稳定，应选择对水泥适应性好、减水率大于25%的高效减水外加剂。选用聚羧酸系泵送剂。
1.5 水拌合与养护用水均采用自来水
2.配合比设计
单方材料用量，7d及28d强度(R)与弹性模量(E)见表1。
表1 混凝土强度及弹性模量
经分析测试结果，采用1号配合比，混凝土强度、弹性模量、坍落度均满足设计要求。
3.施工质量控制
3.1混凝土制备
混凝土拌制准确计量是保证混凝土拌和质量的根本，为此，制定了严格的质量管理制度。逐盘检查计量器具示值，使之保持精确。投料全部自动化，精度控制在规范允许范围之内。
3.2浇筑与振捣
混凝土的浇筑对混凝土质量的影响很大。混凝土拌合物的布料，应尽量垂直落到浇筑地点中央，尽量避免再次搬动使混凝土产生离析，拌合物自由下落的高度不大于1.5m，以防止在下落过程中拌合物离析。混凝土拌合物不可直接落到钢筋和其他预埋件上以免产生离析。
对于箱梁各个部位的混凝土进行充分振捣，不过振亦不漏振。
3.3拆模与养护
3.3.1拆模
拆模是混凝土施工最后的一道工序。一方面较快拆模可使模板周转使用率提高，降低建筑造价；另一方面混凝土在没有达到足够强度之前拆模可导致混凝土面粘模，缺棱掉角。一定要等到混凝土的强度足以承担自重和外加施工荷载所产生的应力时，方能拆模。同时，混凝土还应该具有一定的硬度，以便在拆模或者进行其他施工操作时，表面不致受到损害。因此拆模时间还是要根据实测的混凝土强度确定。
3.3.2养护
养护指混凝土拌合物经密实成型后，保证水泥能正常完成早期水化反应，以使获得预定的物理力学性能和耐久性能所采取的工艺控制措施。做好混凝土成型压光和覆盖浇水养护，防止混凝土出现裂缝。养护采用麻袋覆盖，并经常浇水保持湿润，养护期视水泥品种和气温而定。养护期在最初三天内白天浇水四—五次，夜间至少两次；以后每昼夜至少浇水四次；干燥和阴雨天适当增减。本工程的蒸养要求混凝土浇筑完毕后，静停8小时，升温速度5℃/h，升至45℃后恒温，恒温一天，试压，当强度达55MPa时，停汽、降温，降温速度6℃/h，约需8h。
3.3.3张拉
混凝土强度达50MPa即可初张拉，拆完模就可施行初张拉，在18~20天时对混凝土抗压强度和弹性模量进行检测，当强度达65MPa以上，弹性模量达3.75×104MPa以上时，进行终张拉。
4.结论
对高强高性能混凝土原材料质量严格控制、控制搅拌与运输、浇筑与振捣控制、拆模与养护控制等施工的各个环节进行研究分析，制定应用控制的措施，使得混凝土施工质量得到了保证。