摘要：我公司承建的某互通箱梁施工中應(yīng)用耐久混凝土的實(shí)踐，分析施工中控制措施及其原因。
　　關(guān)鍵詞：互通立交；箱梁；耐久混凝土
　　1、工程概況
　　某大型互通立交，由主線、高速公路加寬段及A、B、C、D匝道組成，全長(zhǎng)1881.27m，混凝土方量大，質(zhì)量要求高，其中C50箱梁混凝土需要滿足設(shè)計(jì)要求的力學(xué)性能，同時(shí)滿足新拌混凝土具有良好的工作性，即流動(dòng)性而不離析、不泌水；硬化后混凝土無(wú)裂縫、體積穩(wěn)定；具有抗凍性、抗?jié)B性及防止鋼筋腐蝕等良好的耐久性能。
　　該地區(qū)最冷月份一月平均氣溫在-3.90—-5.70℃，屬于寒冷地區(qū)，凍融環(huán)境；冬季使用除冰鹽，將來(lái)可能使用除冰鹽來(lái)融化橋梁積雪，其橋梁構(gòu)件須抵抗除冰鹽的侵蝕作用；對(duì)于橋面板的頂面以及可能遭受來(lái)自伸縮縫處滲漏水作用的下部梁表面，應(yīng)抵御干濕交替的環(huán)境的作用。
　　2、耐久混凝土材料組成分析
　　2.1、 影響混凝土耐久性的因素
　　環(huán)境影響和相對(duì)反應(yīng)等多種因素綜合作用，其產(chǎn)生破壞的過(guò)程極其復(fù)雜，但主要考慮以下影響因素：溫度、濕度、物理因素、化學(xué)因素、生物因素。
　　主要影響混凝土耐久性的一些成分：C3A、游離氧化鈣、硫化物及硫酸鹽、氯離子、堿、有機(jī)質(zhì)等。
　　2.2、 選材的要求
　　1、 選用低水化熱和含堿量偏低的水泥，盡可能避免使用早強(qiáng)水泥，宜選擇高強(qiáng)度水泥，可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥；
　　2、 選用堅(jiān)固耐久、級(jí)配合格、粒形良好的潔凈骨料；
　　3、 使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰、磨細(xì)礦渣等礦物摻和料或復(fù)合礦物摻和料；
　　4、 使用優(yōu)質(zhì)的引氣劑，將適量引氣作為配制耐久混凝土的常規(guī)手段；
　　5、 盡量降低拌和水用量，為此應(yīng)外加高效減水劑或有高效減水功能的復(fù)合外加劑；
　　6、 限制單方混凝土中膠凝材料的最高用量，重視混凝土骨料級(jí)配以及粒形要求；
　　7、盡可能減少混凝土膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量。
　　2.3、耐久混凝土中的材料組成
　　2.2.1水泥
　　配制耐久混凝土的硅酸鹽類(lèi)水泥一般應(yīng)為品質(zhì)穩(wěn)定的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度等級(jí)宜為42.5。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥宜與礦物摻和料一起使用。為改善混凝土的體積穩(wěn)定性和抗裂性能，硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥中的C3A含量一般不宜超過(guò)8%（海水中10%），水泥細(xì)度（比表面積）不超過(guò)350m2/kg，游離氧化鈣不超過(guò)水泥質(zhì)量的1.5%；三氧化硫不超過(guò)3.5%；大體積混凝土宜采用C2S含量相對(duì)較高的水泥。為改善混凝土的抗裂性，水泥的含堿量(按Na2O當(dāng)量計(jì))不宜超過(guò)水泥質(zhì)量的0.6%；混凝土內(nèi)的總含堿量（包括所有原材料）應(yīng)不超過(guò)3.5kg/m3。當(dāng)配筋混凝土的使用環(huán)境有氯鹽作用時(shí)，應(yīng)選用氯離子含量盡可能低的水泥；如使用環(huán)境無(wú)氯鹽作用，配筋混凝土所用水泥的氯離子含量也不宜超過(guò)水泥重的0.2%（鋼筋混凝土）和0.06%（預(yù)應(yīng)力混凝土）。
　　2.2.2骨料
　　1)質(zhì)地均勻堅(jiān)固，粒形和級(jí)配良好、吸水率低、空隙率小(粗骨料的松散堆積密度一般應(yīng)大于1500kg/m3，對(duì)較致密石子如石灰?guī)r大于1600kg/m3，即空隙率約不超過(guò)40%；粗骨料的壓碎指標(biāo)不大于7%，吸水率不大于2%，針、片狀顆粒不宜超過(guò)5%。用于高抗凍混凝土的粗骨料吸水率不宜大于1%。
　　對(duì)細(xì)度模數(shù)為2.9～2.6。2.36mm篩孔的累計(jì)篩余量不得大于15%，0.3mm篩孔的累計(jì)篩余量宜在85%～92%范圍內(nèi)。
　　2)處于凍融循環(huán)下的重要工程混凝土，宜進(jìn)行骨料的堅(jiān)固性試驗(yàn)，堅(jiān)固性試驗(yàn)的失重率應(yīng)小于5%（細(xì)骨料）和8%（粗骨料）。
　　3)對(duì)于可能處于干濕交替、凍融循環(huán)下的混凝土，粗、細(xì)骨料中的含泥量應(yīng)分別低于0.7%和1%；粗、細(xì)骨料中的水溶性氯化物折算氯離子含量均不應(yīng)超過(guò)骨料質(zhì)量的0.02%；粗、細(xì)骨料中的水溶性硫化物折算SO3含量均不應(yīng)超過(guò)骨料質(zhì)量的1%。如使用環(huán)境的季節(jié)或日夜溫差劇烈，應(yīng)選用線脹系數(shù)較小的粗骨料，以提高混凝土的抗裂性。
　　4)氯鹽環(huán)境作用下的混凝土，不宜采用抗?jié)B透性較差的巖質(zhì)如某些花崗巖、砂巖等作為粗、細(xì)骨料。粗骨料的最大公稱粒徑不宜超過(guò)25mm（大體積混凝土除外），且不應(yīng)超過(guò)保護(hù)層厚度的2∕3。
　　5)重要的配筋混凝土工程應(yīng)嚴(yán)禁使用海砂。一般工程由于條件限制不得不使用海砂時(shí)，必須采取嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)制度，經(jīng)過(guò)沖洗后的氯離子量應(yīng)低于砂干重的0.02%。使用氯離子量超過(guò)0.02%但低于0.15%的海砂，需要適當(dāng)降低混凝土水膠比、加大鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度并配合使用化學(xué)阻銹劑。預(yù)應(yīng)力混凝土一般不得使用海砂。
　　6)使用骨料前應(yīng)檢測(cè)供應(yīng)的骨料有無(wú)潛在活性。
　　2.2.3、摻和料
　　1）粉煤灰
　　粉煤灰的燒失量應(yīng)盡可能低（不宜大于5%，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土和引氣混凝土小于2%）；SO3含量≤3%；需水量比≤105%。混凝土中的粉煤灰摻量應(yīng)不少于膠凝材料總量的20%，當(dāng)摻量達(dá)30%以上時(shí)，水膠比不宜大于0.42，并應(yīng)隨粉煤灰摻量的增加而減小，優(yōu)質(zhì)粉煤灰的最大摻量可到膠凝材料總量的50%甚至更多。粉煤灰作為摻和料用于凍融和除冰鹽環(huán)境下的引氣混凝土?xí)r應(yīng)嚴(yán)格限制其燒失量，摻量宜控制在30%以內(nèi)。
　　優(yōu)質(zhì)的粉煤灰摻量越高混凝土單位用水量越少。粉煤灰能改善同坍落度混凝土的工作性能，大量的球狀玻璃體在混凝土的泵松、振搗過(guò)程中起潤(rùn)滑作用；粉煤灰補(bǔ)償了細(xì)骨料中細(xì)屑的不足，截?cái)嗔藵{體中的泌水通道的連續(xù)性，減少離析、泌水，提高混凝土的粘聚性和保水性；粉煤灰還能有效分散水泥顆粒，釋放出更多漿體來(lái)潤(rùn)滑骨料，改善和易性，改變流變性質(zhì)，提高流動(dòng)性。摻加粉煤灰會(huì)延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間。粉煤灰的水化熱比水泥低，可以用來(lái)降低混凝土結(jié)構(gòu)中所蓄積的水化熱，對(duì)降低混凝土的溫升特別有利。使用粉煤灰后，混凝土要獲得一定的含氣量一般要增加引氣劑的用量。
　　粉煤灰混凝土與單用水泥配制的混凝土相比強(qiáng)度有高有低，取決于環(huán)境溫度、齡期和水膠比。粉煤灰降低水化熱作用十分明顯，可使大體積混凝土的水化熱峰延緩，有效防止混凝土產(chǎn)生溫縮裂縫。早期抗碳化能力稍差，隨著齡期增加，火山灰反應(yīng)形成的致密水化產(chǎn)物改善了混凝土的微結(jié)構(gòu)，提高了混凝土的密實(shí)度，增加了不透水性，使抗碳化能力提高。粉煤灰混凝土的滲透性比單用水泥配制混凝土要低。粉煤灰可以抑制堿硅酸鹽反應(yīng)。28天以前，混凝土的孔結(jié)構(gòu)較普通混凝土粗大，故早期抗凍性下降，摻量增加，下降幅度增大，隨著齡期的增長(zhǎng)，下降幅度減小。
　　2）磨細(xì)礦渣
　　磨細(xì)礦渣的比表面積不宜小于350m2/kg且不超過(guò)450m2/kg，過(guò)高細(xì)度的礦渣有時(shí)也不利于控制混凝土水化熱和防裂。對(duì)于硫酸鹽腐蝕環(huán)境，特別是高溫下的硫酸鹽腐蝕環(huán)境或海水環(huán)境，宜將大摻量礦渣作為膠凝材料的必需組分，礦渣的最大摻量在低水膠比的混凝土中可達(dá)膠凝料總量的90%；但對(duì)凍融部位的混凝土，礦渣的最大摻量不宜超過(guò)50%。作為摻和料的礦渣需水量比不宜大于100%，燒失量不大于1%。
　　磨細(xì)礦渣加入混凝土中，能有效改善水泥與高效減水劑的相容性，增加混凝土的流動(dòng)性。摻入磨細(xì)礦渣的混凝土具有抗氯離子。硫酸鹽侵蝕、抑制堿骨料反應(yīng)，延緩鋼筋銹蝕的耐久性能。摻量過(guò)大會(huì)產(chǎn)生早期塑性收縮和干縮。
　　2.2.4、引氣劑
　　引氣劑對(duì)改善混凝土的工作性能有顯著作用，還可以減少或消除拌合物的離析和泌水；并具有減水作用。引氣劑使混凝土含氣量適當(dāng)增大。引氣劑通過(guò)引入封閉微小氣泡可是硬化混凝土在潮濕環(huán)境下抗凍融性得到明顯改善；對(duì)高強(qiáng)混凝土來(lái)說(shuō)，減水劑減小了水膠比，提高了混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性，使得抗凍性能提高，同時(shí)抗硫酸鹽性能也有所提高。
　　2.2.5、高效緩凝減水劑
　　外加劑中的氯離子含量不得大于混凝土中膠凝材料總重的0.02%，高效減水劑中的硫酸鈉含量不宜大于減水劑干重的15%；收縮率比不超過(guò)135%。
　　高效緩凝減水劑能顯著減少單位用水量和水泥用量，降低水膠比，拌制出具有更好和易性、低水膠比的高性能混凝土，用水量的減少使得泌水現(xiàn)象減少，延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，也可以用來(lái)減少坍落度損失和改善工作性，特別適用于環(huán)境溫度較高時(shí)混凝土及大體積混凝土的澆注。
　　3、耐久混凝土性能
　　經(jīng)過(guò)測(cè)試，耐久混凝土工顯著減少離析和泌水，但要注意外加劑、粉煤灰和水泥之間的相容性。高效緩凝減水劑的加入降低了水膠比，提高了強(qiáng)度；提高了粉煤灰的火山灰效應(yīng)和微集料效應(yīng)。粉煤灰的存在改善了低水膠比混凝土水泥顆粒最初的水化環(huán)境，使水化產(chǎn)物Ca(OH)2增多，有利于二次水化，提高混凝土的早期強(qiáng)度。
　　粉煤灰混凝土早期抗凍性差，采用摻加高效緩凝減水劑降低混凝土的水膠比和摻加引氣劑引入足夠的含氣量來(lái)提高混凝土的抗凍能力。粉煤灰的火山灰反應(yīng)能抑制堿集料發(fā)生的可能性；引氣劑引入的細(xì)微氣泡能有效地減少堿集料反應(yīng)引起的膨脹破壞。粉煤灰混凝土早期抗碳化性能差，可摻加高效減水劑降低水膠比來(lái)提高混凝土的抗碳化能力。粉煤灰火山灰反應(yīng)降低了堿度，減弱了堿性環(huán)境對(duì)鋼筋的保護(hù)作用；采用高效減水劑降低混凝土的水膠比，同時(shí)利用粉煤灰的火山灰效應(yīng)、填充效應(yīng)增加混凝土的密實(shí)性；防止腐蝕物質(zhì)的侵入。引氣劑通過(guò)引入微小氣泡，減水劑通過(guò)降低水膠比提高密實(shí)性，粉煤灰通過(guò)火山灰效應(yīng)、填充效應(yīng)降低了混凝土的滲透性和減少硫酸鹽膨脹性反應(yīng)所需的水泥石的含量，減少了硫酸鹽的侵蝕性。粉煤灰通過(guò)減水和降低水化熱增加混凝土的抗裂性；外加劑通過(guò)減水作用降低了拌合用水的量，降低了水膠比，降低了膠凝材料用量，從而減少了自生收縮和干燥收縮；膠凝材料總量的減少同時(shí)減少了的水化熱，增加了抗裂性能。
　　4、工程中的應(yīng)用
　　互通的C50箱梁均采用耐久混凝土施工，在施工中嚴(yán)格控制混凝土的入模含氣量（混凝土無(wú)抗凍要求≥2%；混凝土有抗凍要求≥4%)、坍落度、入模溫度、最大水膠比、最小膠凝材料用量、堿含量、氯離子含量。采用28d的立方體抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)混凝土力學(xué)性能；采用GBJ82－85快凍法檢驗(yàn)混凝土的抗凍性能；采用受約束的混凝土圓環(huán)試件評(píng)價(jià)混凝土的抗裂性能�，F(xiàn)場(chǎng)施工發(fā)現(xiàn):混凝土的工作性能良好，無(wú)泌水、離析現(xiàn)象，混凝土的流動(dòng)性良好。箱梁外觀無(wú)可見(jiàn)裂紋。實(shí)體取芯檢測(cè):混凝土力學(xué)性能均滿足設(shè)計(jì)要求；耐久性指標(biāo)氯離子電通量小于1500庫(kù)侖�；炷�土試件檢測(cè):抗凍融性能大于F300；抗裂性能對(duì)比試件合格。