李國海，王 印（上海市水利工程集團有限公司，上海 201612)

鋼渣具有潛在膠凝性，表面粗糙，耐磨性好，非常適合用于配制水工混凝土等具有特殊工程需求的混凝土。鋼渣混凝土單方成本與普通混凝土相比，大約低 10 元，且滿足國家免征增值稅政策，因此資源利用型鋼渣混凝土單方可節(jié)約成本 16 元，經(jīng)濟效益顯著。鋼渣混凝土的推廣應(yīng)用，一方面可以消耗大量的廢棄物資源，減少鋼渣粗放式處理帶來的環(huán)境污染和資源浪費；另一方面，節(jié)約了天然砂石的消耗，減少天然砂石的開采，從而減少因天然砂石過量開采引起的資源流失和自然景觀遭破壞等環(huán)境破壞問題，環(huán)保意義突出。

1 工程概況

寶鋼長江大堤加固改造項目位于上海市寶山區(qū)寶山鋼鐵股份有限公司廠區(qū)內(nèi)，屬于寶鋼專用海塘段。工程位置下距吳淞口 4.5 km，東距長江出海口 98 km，與上海市市中心相距 31 km。原有寶鋼廠區(qū)段老江堤（以下均稱老江堤）建于 20 世紀(jì) 80年代，總長 7 km，其設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為 100年一遇高潮位加十一級風(fēng)中值（30.1 m/s），未能滿足規(guī)劃要求的上海市區(qū)海塘須達到 200年一遇高潮位加十二級風(fēng)下限（32.7 m/s）的標(biāo)準(zhǔn)，亟需加固改造。

本工程涉及加固的江堤總長為 5 585.3 m，具體江堤斷面和工程量如表1 所示。江堤加固所用的扭工塊體，除樁號 1+000～1+100、3+000～3+100 及 4+000～4+100 采用C 30 常規(guī)素混凝土預(yù)制外，其他部分均采用 C 30 鋼渣混凝土預(yù)制。工程大約需要 40 000 只鋼渣混凝土預(yù)制的扭工塊體，其結(jié)構(gòu)圖及安裝示意圖分別見圖1～圖2。

表1 江堤斷面統(tǒng)計表

圖1 1t規(guī)格扭工塊結(jié)構(gòu)圖

圖2 扭工塊規(guī)則安裝示意圖

2 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

首先，本工程鋼渣混凝土扭工塊體預(yù)制外觀必須滿足GB 50204 — 2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》規(guī)范中的外觀質(zhì)量要求；其次，在保證施工質(zhì)量的同時，尋求最節(jié)省費用及時間的技術(shù)方法。根據(jù)規(guī)范要求，水利工程中砌石擋墻和清水混凝土等工程的外觀質(zhì)量合格率均＞85% 。具體指標(biāo)見表2。

表2 預(yù)制扭工塊檢查項目、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法

3 質(zhì)量控制關(guān)鍵點

研究鋼渣混凝土扭工塊預(yù)制的施工工藝流程，即定制模板→拼裝模板→混凝土澆筑→養(yǎng)護→拆模→運輸至施工現(xiàn)場→吊放，從“人、料、機、工藝、環(huán)境” 5 個主要方面出發(fā)，對可能影響鋼渣混凝土扭工塊預(yù)制外觀的因素進行了分析和總結(jié)，質(zhì)量控制主要關(guān)鍵點分析如下。

（1）采用鋼模板。預(yù)試驗階段采用木模板進行預(yù)制，發(fā)現(xiàn)扭工塊拼裝后澆筑時容易出現(xiàn)模板松動現(xiàn)象（折角處受力較大），改用鋼模板后折角處整體性好，拆模時折角線型順直。因扭工塊不規(guī)則且本工程涉及的工程量大，采用木模板需定期進行更換，對于預(yù)制進度也不利。從外觀質(zhì)量來看，鋼模板預(yù)制塊體折角處順直、氣泡不集中、氣泡數(shù)量和面積相比木模板更滿足要求。

（2）改進模板拼縫設(shè)計。項目部從多方面考慮模板拼縫設(shè)計，在鋼模板的基礎(chǔ)上，分別實施、檢查前后塊體外觀質(zhì)量變化，以期無沙線，折角位置尺寸和表面錯臺等指標(biāo)符合規(guī)范要求。

未設(shè)置橡膠帶連接鋼模板時，鋼模板拼接處漏漿嚴(yán)重，麻面數(shù)量多，每只扭工塊體均發(fā)現(xiàn)麻面或沙線現(xiàn)象，出現(xiàn)數(shù)量達到 80%。安裝橡膠止水后，沙線和麻面現(xiàn)象為總體數(shù)量 18%。

鋼模板帽頂未進行二次支模時，帽頂因面積較小，混凝土澆筑后振搗棒無法深入到翼緣兩端，翼緣兩側(cè)和底部氣泡多，改用混凝土澆筑至上翼緣時進行帽頂安裝，上下翼緣基本杜絕氣泡集中現(xiàn)象。

增加鋼模板拼接處寬度（原拼縫僅為鋼板厚度設(shè)計），麻面和沙線達到 46%；改變拼縫設(shè)計（拼縫處鋼板增加 45°夾角），麻面和紗線現(xiàn)象基本避免，僅為 7%。

（3）適當(dāng)延長拆模時間。將拆模時間由 24 h 時提高到48 h（冬期施工由 48 h 提高到 72 h）。從抗壓強度來看，鋼渣替代天然砂、石的比例在 10% 時，鋼渣混凝土的 7 d強度略低于基準(zhǔn)，28 d 強度相對基準(zhǔn)略有提高。這是由于鋼渣砂摻量在 10% 時，混凝土的用水量沒有增加，而鋼渣具有潛在的反應(yīng)活性，可與膠凝材料發(fā)生緩慢化學(xué)反應(yīng)，提高界面咬合力，從而改善混凝土后期強度。因此在混凝土中增加鋼渣，混凝土的后期強度大于同標(biāo)號素混凝土強度。

（4）坍落度選擇。項目部對扭工塊進行編號檢查，記錄坍落度對外觀質(zhì)量的影響。當(dāng)坍落度＜120 mm 時，混凝土振搗棒振搗困難，混凝土中空氣難以排出，拆模后氣泡較多。當(dāng)混凝土坍落度＞180 mm 時，混凝土氣泡隨坍落度增加氣泡增多，＞200 mm 后氣泡數(shù)量明顯增加。坍落度在120 ～180 mm 范圍內(nèi)，氣泡數(shù)量變化不大，且滿足驗收標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)試驗選擇的坍落度在 120 ～180 mm 之間。

（5）澆筑分層厚度控制。因鋼渣密度為 3.1 kg/m3，混凝土下料和振搗時易造成鋼渣下沉，通過增加分層澆筑層數(shù)，減少同一層內(nèi)因鋼渣下料振搗時集中而造成分層位置色差明顯的現(xiàn)象（鋼渣為黑色）。

對策實施后，隨意抽查鋼渣混凝土扭工塊 50 只。依據(jù)GB 50204—2015 對鋼渣混凝土翼型塊預(yù)制外觀的折角處平整度、氣泡數(shù)量、裂縫、色差等指標(biāo)進行檢測，結(jié)果如表3所示。

表3 鋼渣混凝土扭工塊外觀質(zhì)量抽查結(jié)果

通過檢查，施工中通過以上關(guān)鍵控制點可以使本工程鋼渣混凝土扭工塊預(yù)制外觀的折角處平整度、氣泡數(shù)量、裂縫、色差等指標(biāo)合格率達到 85%。由表3 可知，質(zhì)量目標(biāo)完成，并且鋼渣混凝土扭工塊體預(yù)制外觀得到良好控制，在保證強度前提下，扭工塊體外觀美觀大方。

4 結(jié) 語

通過多次反復(fù)試驗，總結(jié)出鋼渣混凝土預(yù)制外觀質(zhì)量控制的要點，并現(xiàn)場加以應(yīng)用，所預(yù)制的鋼渣混凝土扭工塊體外觀質(zhì)量可以達到規(guī)范要求。該措施保證了寶鋼長江大堤加固改造項目順利推進，在一定程度上，為鋼渣混凝土在水利工程的應(yīng)用提供了經(jīng)驗和借鑒，社會、環(huán)保效益明顯。