李鋒崗

（中鐵一局集團(tuán)橋梁工程有限公司，陜西渭南 714000）

1 工程概況

該工程為斐濟(jì)規(guī)模最大，線(xiàn)路最長(zhǎng)的在建公路升級(jí)項(xiàng)目，項(xiàng)目位于斐濟(jì)國(guó)Vanua 島西北側(cè)，為典型的熱帶海洋性氣候（只有夏天），業(yè)主為斐濟(jì)公路局（FRA），施工標(biāo)準(zhǔn)以澳、新、英、美規(guī)范為主。NASARAWAQA3#橋?yàn)榭绾訕蛄海ㄔ摋l河流與大海相通，伴隨海水有潮汐潮落現(xiàn)象），為既有橋梁右側(cè)新建橋梁，基礎(chǔ)定性為海水區(qū)域鉆孔樁，環(huán)境作用等級(jí)屬于海洋氯化環(huán)境Ⅲ-D。海水中Cl-、M2+、Ca2+含量高，灌注樁要求用C45 防腐耐久性高性能混凝土，坍落度180～220mm，滿(mǎn)足耐久性100 年的要求，要求加入粉煤灰和防腐劑，按照美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）和美國(guó)國(guó)家公路與運(yùn)輸協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（AASHTO）執(zhí)行。

2 高性能混凝土配合比試驗(yàn)

2.1 高性能混凝土的原材料組成

高性能混凝土的施工隊(duì)原材料的要求要嚴(yán)格控制，水泥、粗集料、細(xì)集料、粉煤灰（外摻料）、水、外加劑等均是組成高性能混凝土的關(guān)鍵原材料。水泥為斐濟(jì)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的P.O 42.5 的普通硅酸鹽水泥，比表面積在350m2/kg 以上，堿含量不大于0.60%；細(xì)骨料產(chǎn)于蘇瓦河，細(xì)度模數(shù)要求為2.6～3.0；粗骨料產(chǎn)地為FAIZAL QUARRY，LABASA 為兩級(jí)配碎石，摻配比例根據(jù)每批檢驗(yàn)結(jié)果經(jīng)試驗(yàn)確定，最大粒徑不超過(guò)31.5mm；粉煤灰產(chǎn)于新西蘭，屬于Ⅰ級(jí)灰；拌合水為飲用水；外加劑包括保塌劑減水劑）均產(chǎn)于新西蘭，防腐劑產(chǎn)于澳大利亞。

2.2 外加劑的選擇應(yīng)用

高性能混凝土試配階段，驗(yàn)證外加劑的特性，以便按照科學(xué)的方法正確使用，發(fā)揮出其在提高混凝土性能方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。對(duì)SikaViscoCrete-5-555（NZ）的聚羧酸系的高性能減水劑通過(guò)依次遞減的方式將減水劑由說(shuō)明書(shū)要求的1.0%的摻量縮減至0.3%，解決了混凝土拌合物扒底、泌水、離析的問(wèn)題；根據(jù)斐濟(jì)氣溫的特點(diǎn)，通過(guò)試配調(diào)整確定SikaRetarder 保坍劑保坍劑摻量為1.0%，3h 內(nèi)坍落度無(wú)損失，工作性能滿(mǎn)足水下灌注樁的要求。

2.3 骨料的選擇

VALUBASUGA QURRY 碎石廠的碎石基本滿(mǎn)足要求。為了更好地保證混凝土的質(zhì)量，將碎石經(jīng)過(guò)二次整形，減少碎石孔隙率和針片狀含量。

2.4 粉煤灰摻量的確定

本工程配合比選用優(yōu)質(zhì)的新西蘭Ⅰ級(jí)粉煤灰，細(xì)度、氯離子含量、需水量比、燒失量、含水量，SO3含量均滿(mǎn)足合同規(guī)范的要求，經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)分析，確定粉煤灰的摻配比例為膠凝總量的22%，使混凝土的工作性、強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐久性均滿(mǎn)足要求。

2.5 高性能混凝土的拌和

高性能混凝土水膠比相對(duì)較小，攪拌相對(duì)普通混凝土較困難，為了拌合物攪拌均勻，滿(mǎn)足質(zhì)量要求，按四個(gè)方面來(lái)控制：①拌采用臥軸式強(qiáng)制攪拌機(jī)，自動(dòng)精確計(jì)量；②拌合前減水劑及保坍劑先溶于拌合水；③投料次序：粗集料→膠凝材料→細(xì)集料→水及外摻料；④攪拌時(shí)間不少于180s，不大于195s 從加水開(kāi)始計(jì)時(shí)[1]。

3 高性能混凝土試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)分析

3.1 拌合物工作性能

共選取36 組具有代表性的樣品用坍落度法（參考規(guī)范AASHTOT119）檢測(cè)拌合物性能工作性能：坍落度為210mm，標(biāo)準(zhǔn)差為7.658mm，擴(kuò)展度510mm；粘聚性、流動(dòng)性、保水性良好：測(cè)坍落度時(shí)觀察應(yīng)看到砂漿要均勻地包裹著所有石子，同時(shí)整體坍落，不離析，頂部呈圓形草帽狀，用鏟翻動(dòng)，不粘盤(pán)、無(wú)扒底、無(wú)泌水現(xiàn)象，沒(méi)有假凝現(xiàn)象，易操作，排空時(shí)間為12±2s，28℃下3h 坍落度經(jīng)時(shí)損失為0，含氣量為2.9%，滿(mǎn)足海洋氣候混凝土樁的灌注要求。此成效與施工初期強(qiáng)有力的原材料質(zhì)量控制以及配比的科學(xué)控制有密切的關(guān)聯(lián)。

3.2 力學(xué)性能及耐久性檢測(cè)

根據(jù)合同規(guī)范要求采用《美國(guó)國(guó)家公路與運(yùn)輸協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)》（AASHTO）規(guī)定的試塊抗壓采用φ150mm×150mm×300mm 的圓柱體試件。制得C45 混凝土立方體試件，共36 組，對(duì)其展開(kāi)抗壓試驗(yàn)。

實(shí)測(cè)結(jié)果表明，28d 抗壓強(qiáng)度的平均值為57.3MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為1.471MPa，變異系數(shù)0.039。通過(guò)與AASTO 相關(guān)規(guī)定的對(duì)比分析可知，各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求，意味著混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，性質(zhì)穩(wěn)定，符合合同規(guī)范的要求。

3.3 抗?jié)B性試驗(yàn)

取高性能混凝土抗?jié)B試件一組（每組6 個(gè)，上直徑175mm，下直徑185mm，高150mm），按順序逐級(jí)增加水壓，水壓從0.1MPa 開(kāi)始每隔8h 增加0.1MPa 的水壓力，此過(guò)程中密切分析抗水滲透能力，采集并記錄所得數(shù)據(jù)，當(dāng)6 個(gè)試件中有3 個(gè)試件表面出現(xiàn)滲水時(shí)，停止試驗(yàn)記錄水壓力，根據(jù)此類(lèi)數(shù)據(jù)展開(kāi)高性能混凝土的抗?jié)B性分析，混凝土抗?jié)B等級(jí)中以每組6 個(gè)試件中的4 個(gè)試件未出現(xiàn)滲水時(shí)的最大水壓力乘以10 來(lái)確定，結(jié)果為大于P12，符合規(guī)范要求[2]。

3.4 抗氯離子滲透試驗(yàn)

通過(guò)混凝土試件的電通量法來(lái)確定抗氯離子滲透的性能，以檢驗(yàn)樁基在海水沖刷侵泡環(huán)境中抵抗氯離子滲透的能力，結(jié)果值為682C，滿(mǎn)足耐久性要求。

4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

取水泥、粉煤灰、碎石、河砂、外加劑、水，按照計(jì)算的配和比制備試驗(yàn)樣品（共涉及3 類(lèi)水膠比，水灰比分別為0.31、0.33、0.35，分別形成特定的試樣）。按規(guī)范組織試驗(yàn)，全面采集并記錄數(shù)據(jù)，具體內(nèi)容如表1 所示。

根據(jù)表1 內(nèi)容展開(kāi)分析可知：在高性能混凝土配合比的制備中，選用合理的材料，運(yùn)用科學(xué)的試驗(yàn)方法，則能夠有效改善混合料的性能；此外，通過(guò)試驗(yàn)顯示結(jié)果數(shù)據(jù)具體表現(xiàn)為拌合物粘聚性、和易性、保水性，強(qiáng)度及耐久性能的提升。

表1 不同水灰比的試驗(yàn)匯總

5 結(jié)果分析

高性能混凝土的綜合性能受多重因素的影響，具體體現(xiàn)在粘聚性、和易性、保水性、抗壓性、抗?jié)B性、抗氯離子滲透等方面。因此，在針對(duì)高性能混凝土組織試驗(yàn)與質(zhì)量分析時(shí)，需著重考慮到此類(lèi)影響因素，細(xì)致分析，得出準(zhǔn)確的結(jié)果。此處對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果做如下總結(jié)：

（1）拌合物工作性能試驗(yàn)。試樣總量為36 組，經(jīng)工藝優(yōu)化后，產(chǎn)出的高性能混凝土的坍落度控制在180～220mm，確保粘聚性、和易性、保水性良好，可完全滿(mǎn)足工程質(zhì)量要求，能夠?qū)⑵渥鳛楦咚俟返氖┕げ牧蟍3]。

（2）抗壓性試驗(yàn)。試樣總量為36 組，經(jīng)對(duì)比分析后，確定性能最優(yōu)的混凝土。結(jié)果表明，變異系數(shù)得到有效的控制，僅為0.039，同時(shí)在強(qiáng)度等方面也具有較好的表現(xiàn)，與標(biāo)準(zhǔn)值僅存在微小的差異?？梢?jiàn)，高性能混凝土的質(zhì)量較為穩(wěn)定，性能均衡，綜合表現(xiàn)較佳。

（3）抗?jié)B性試驗(yàn)。試樣總量為3 組，在滿(mǎn)足配合比設(shè)計(jì)要求的情況改變各自的水膠比不同，調(diào)整膠凝材料和骨料用量，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 強(qiáng)度后，混凝土的抗?jié)B指標(biāo)均有提高的變化趨勢(shì)，隨水膠比的降低而提高。此外，在生產(chǎn)階段適當(dāng)降低水膠比后，改善混凝土的綜合性能，使其具有更高的強(qiáng)度耐久性以及經(jīng)濟(jì)作用。

（4）電通量試驗(yàn)。試樣總量為3 組，在滿(mǎn)足配合比設(shè)計(jì)要求的情況下改變各自的水膠比不同，調(diào)整膠凝材料和骨料用量，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 后，試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)高性能混凝土拌合物的粘聚性、和易性、保水性、抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性、電通量等指標(biāo)的探索，滿(mǎn)足海洋氯化環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度和耐久性的要求。在眾多的工程建設(shè)中，高性能混凝土為重要材料，其質(zhì)量控制是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工作，需充分考慮到強(qiáng)度、抗壓性、耐久性等方面的要求，采取全面的控制措施，以便發(fā)揮高性能混凝土的工程應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。作為技術(shù)人員，應(yīng)做好高性能混凝土的試驗(yàn)檢測(cè)工作，以科學(xué)的方式量化分析混凝土的質(zhì)量，在不影響質(zhì)量的前提下，調(diào)節(jié)材料的配比、減少材料的用量，從而以集約化的方式完成工程的建設(shè)工作，筑造高品質(zhì)的工程，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為我們?cè)趪?guó)外的高性能混凝土施工積累良好的經(jīng)驗(yàn)。