高性能砼在樟洋渡槽的研制与应用

摘要：樟洋渡槽槽身采用现浇U 形薄壳后张预应力砼结构，砼强度标号高，槽身壁薄，对砼的性能要求很高，为了保证渡槽的施工质量，工程项目部聘请了国内砼专家对高性能砼进行了专题的技术攻关，最后选定砼的最佳配合比。

关键词：樟洋渡槽 砼外观 砼的流动性 初凝时间 配合比 质量控制

1　　引言

广东省东深供水改造工程樟洋渡槽采用现浇U 形薄壳后张预应力砼槽身结构，渡槽槽身

砼强度等级为C40，槽身壁厚仅30 cm，对砼的流动性、初凝时间等都要求很高。为了保证渡槽的施工质量，首先要配制出既满足设计要求又和现场施工工艺相应的性能优异的砼。施工项目部聘请了几位砼专家，从原材料、拌制工艺等进行了多组对比，以选定砼最佳配合比。

2 优选原材料，配制高性能砼

1）优选原材料

a）水泥 可供应水泥有三种，分别是亨达利水泥厂生产的银羊牌水泥，英德南华牌水泥和广州金羊牌水泥。根据资料分析和专家讨论，应采用对砼收缩影响小，防裂性能好的水泥，即水泥组份中C3A含量小，C4AF含量大。根据对上述各家水泥厂进行抽样和统计资料分析，广州金羊牌P425普硅水泥对砼收缩和砼抗裂比较理想。

b）骨料 砂采用东江河砂，砂子含泥量小，细度模数在2.2～3.0之间；由于含有少量泥团和贝壳，使用前用中10mm筛子筛去泥团和贝壳。碎石采用郎洲石场生产的花岗岩骨料，石子粒径为5～20mm，碎石性能指标满足规范要求。

c）粉煤灰 在槽身砼中掺入粉煤灰，可以减少单位水泥用量，降低水化热，同时改善砼的和易性和可泵性。在试验时，采用了1级粉煤灰。在东莞地区，粉煤灰供应商主要是虎门电厂、黄埔电厂、汕头华能电厂等，均满足1级灰的要求。其中黄埔电厂粉煤灰拌制砼时，砼颜色较深、发黑，对砼外观质量有影响；汕头华能电厂的粉煤灰需水量较大；所以采用了虎门电厂的1级粉煤灰，其需水量比小于97%。

d）外加剂 渡槽砼外加剂选择的原则是：可泵性能好，砼坍落度损失小(保证砼高温条件下120min仍能满足泵送)，砼初凝时间应大于llh(高温350时)，减水率大，强度增长快，3d强度应超过80％。通过对广州西卡SNN／R，云南PA，珠海红墙CSP一2，温州Eh，珠海顶峰SP406对比试验，珠海顶峰SP406防水剂能同时满足上述要求。

2）配合比的优选

a） 配合比试验 为满足槽身施工需要， 4月份开始了槽身配合比设计工作，同年8月份完

成了试验工作。试验的内容主要是：外加剂的掺量多少；最佳砂率及最小用水量；不同部位采用不同的坍落度；粉煤灰的掺量多少；试配出无泌水、振捣性能好、适合槽身施工的砼。为了提高砼的抗裂性，用微膨胀UEA代替了一部份水泥，砼配制强度保证率采用98％。具体配合比见表1。

表1　　　　　　 樟洋渡槽砼配合比

　　高性能砼配合比试验完毕后，在樟洋渡槽试验槽身首次使用；发现在反弧段加入微膨胀UEA后，内腔窗口局部出现了砼起壳现象，因此在配合比中取消了UEA。在底板和反弧段采用不同的坍落度，不易于施工，在配合比中坍落度统一采用160mm。粉煤灰掺量采用15％，超量系数σ=1.3～1.4是合理的，砼和易性及保水性、可泵性十分良好，无泌水现象发生。

b）配合比的优化 随着配合比在试验段槽身的使用，施工进程的推进，试验资料不断完善，试验室开始进行配合比的优化。随着拌和站系统各方面条件不断完善，砼生产趋于稳定，砼强度保证率从98%降低到95％。

　　随着温度的升高，外加剂的掺量也进行了调整。优化后的配比见表2。

表2　　　　　　 优化后的砼配合比

3、砼施工性能

1）新拌砼的性能

a)流动性 在槽身施工中新拌砼经过了50次检测，流动度均在400～500mm，平均为450mm。30min后，坍落度损失20mm；在60min后损失40～50mm；经过2h，流动度损失80mm。

b)可泵性 新拌砼的可泵性能较好，泵送200m之后，砼较均匀，没有离析现象。砼在350的高温下，2h之后，均满足泵送要求。

c)凝结时间 冬季时，初凝在12～14h，终凝14～16h；夏季，将外加剂掺量提高到1．8％时，初凝时间为10-12h，终凝在12～14h。

2）硬化砼的性能

a)抗压强度 共抽样232组，平均抗压强度值为56.2MPa。

b)砼静力弹性模量 7d为3．01×104MPa，28d为3．98×104MPa。

c)砼极限拉伸试验值(28d) 极限拉伸试验值￡P=1.24×10-4MPa，极限抗拉强度RP=3.32MPa，抗拉弹性模量E0.5=4.29×104MPa。

d)砼的干缩试验值 从砼的干缩试验曲线来看，龄期到了18d后，砼干缩率基本稳定在一2×10-4。

e)砼抗渗 共抽样69组，试验值均大于W6。

4 槽身砼施工工艺与质量控制

1）原材料质量控制

各原材料现场必须进行检验，禁止不合格原材料进入下道工序。

2）砼拌和工艺的控制

　　拌和楼称量装置自动精确，试验员应定期对拌和站的称量系统进行校正，称量误差应小于1％。高性能砼胶凝材料用量多，必须采用强制式搅拌机，拌和时间控制在90～120S。夏天应控制拌和出机口温度，对砼骨料采取降温措施。主要措施为：在骨料堆上搭凉棚，接水管喷雾等。

3）砼入仓

　　选用砼搅拌车运输，以保证砼的和易性。为了避免因气候炎热导致砼坍落度损失过快，在搅拌车外洒水降温。砼采用泵车人仓，泵管上捆绑麻袋洒水降温。入仓分为底板砼入仓和侧墙砼入仓。底板砼采用泵车泵送人仓，泵管出料口用软管，并在软管上绑上布袋，砼入仓的速度不能太快。侧墙砼人仓采用泵送到内模顶平台上集料斗，用人工推斗车到喇叭口，经过溜筒入仓。

　　为了保证U形槽身在浇筑砼时内实外光，防止出现架空，气泡以及振捣死角，根据钢筋的密度，在内模上开设振捣窗或活动下料窗口。

4）砼振捣

槽身砼浇筑主要采用Φ50mm软管振捣器，浇筑时配制了4条，两条软管振捣器用来平仓，两条用来振捣。当槽身底板浇筑完毕后，用散装模板将预留下料口全部封堵，再浇筑反弧段；砼接近初凝时，拆除模板抹面。槽身反弧段振捣主要解决砼排气问题。为保证砼浇筑质量，在内模适当布置下料窗口，每次下料不超过40cm。

5）砼养护

　　高性能砼水胶比小，早期水化热大，养护比普通砼更为重要。早期养护采用了流水喷雾养护；拆摸之后，采用槽身内壁履盖麻袋，外层流水喷雾养护。

5 工程质量

　　樟洋渡槽槽身主体工程已全部完工，槽身外观质量优良，槽身内壁未出现温度裂缝，达到外光、内实的要求。高性能砼共浇筑8742m3，抽样232组，达到28d设计龄期有232组，按有关规定进行评定，全部合格，达到设计要求。评定结果见表3。

表3　　　　　　 综合评定指标

实践证明，渡槽砼配合比满足施工工艺要求，优化渡槽砼配合比的目的只是从砼本身尽量提高它的各项性能。渡槽的施工管理、质量控制也是保证渡槽质量的重要一环。通过了充水试验检查，樟洋渡槽槽身砼总体做到了不漏水的基本要求，对所出现的渗水点(共5个)经处理后验收合格，施工总体质量优良。