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5.4 桥梁高性能混凝土施工措施
5.4.1配合比设计原则及不同环境条件下施工控制措施
(1)配合比设计原则
进场后,根据原材料的性能指标及不同的环境温度设计多种配合比，并做热期及冬季相应施工条件下的试验，确定不同环境下最优配合比设计方案，以确保高性能混凝土耐久性100年的要求。
1)本工程所用混凝土的配制全部按高性能混凝土配制技术进行配制，并按高性能混凝土的施工技术进行施工，以提高混凝土的密实性和耐久性，且在满足设计要求和施工要求的同时尽量降低水胶比和胶凝材料用量，防止混凝土表面收缩开裂。
2) 混凝土的初凝时间由试验确定。所有混凝土的浇筑均应在初凝时间之前完成。 3) 在满足混凝土设计技术要求和施工要求的前提下，配制混凝土时，要尽量降低混凝土的早期弹性模量，避免早期混凝土收缩由于早期混凝土弹性模量过大而产生拉应力，造成混凝土开裂，这对于防止混凝土开裂是至关重要的。
(2)高温季节混凝土施工技术方案
在高温季节根据坍落度损失情况适当增加用水量，并采取对集料遮荫或围盖和喷水冷却，对其它组成成分遮荫或围盖，对拌合站、输送泵搭棚遮荫，对混凝土输送泵管道包裹保温隔热棉被套、对拌合水冷却，对与混凝土接触的模板、钢筋、钢法兰盘及其它表面在混凝土浇筑前覆盖湿麻布和喷雾状水冷却至30℃以下，使混凝土的入模温度不超过30℃。
(3)冬季混凝土施工技术方案
根据施工工期的要求及当地该施工季节气温情况，综合国内外冬期混凝土施工的先进经验，并根据施工季节气温的不同，采取的技术方案是综合蓄热法。
具体方法是：原材料加热+高效复合防冻剂+高效减水剂+保温养护。电热保温作为备用措施。
综合蓄热法封闭保温养护方案为：沿模板四周紧贴模板全部铺设5cm厚的聚苯乙烯泡沫板保温，整个施工段在移动厂房内。冬期混凝土养生过程采用温度自动监控仪对混凝土温度进行全过程自动监控。
(4)控制措施
1)优化混凝土配合比设计。除满足力学性能指标外，着重于耐久性考虑，提高混凝土的抗渗性能、抗冻融性能。掺加适量优质阻锈剂，防止钢筋锈蚀；掺加适量缓凝减高效水剂，降低砼自反应热峰值点，推迟自反应热峰值时间，延长混凝土的初凝时间，消除砼初
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凝时由于凝结时间过快而产生的收缩裂缝缺陷；掺加UEA膨胀剂提高混凝土的抗渗性能；掺加适量引气剂提高混凝土的抗冻融性能，从而实现提高砼耐久性的目的。
2)原材料选定。原材料的选定必须通过大量试验分析比较确定。选择本身耐久性能好的材料用于施工生产，过程控制时，原材料的各项指标必须满足耐久性能要求。
3)砼灌筑施工时严格执行纵向分段、水平分层的施工工艺，加强振捣，尤其注意腹板与翼缘板搭接处的振捣，否则可能产生沉缩裂缝，同时有利于消除蜂窝、麻面、孔洞等质量通病，提高砼的耐久性。
4)混凝土在蒸养过程中，升温、降温过程严格按规定执行，避免由于升温速度过快而产生的温差裂缝。
5)混凝土拆模时控制梁体温度与环境温差不得大于15℃，且拆模时原有覆盖物不得拆除，消除由此产生的温差裂缝和风裂缝。
6)在养生期间14d内，梁体表面必须覆盖保湿覆盖层，定时洒水，保证梁体表面湿润。 7)各种原材料的选择
①原材料必须有供应商提供的出厂检验合格证书，并应按有关检验项目、批次规定，严格实施进场检验。
②水泥采用强度等级不低于42.5级的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥（掺合料仅为粉煤灰或矿渣），水泥熟料中C3A含量不应大于8％，在强腐蚀环境下不应大于5％；其余性能符合GB175的规定，禁止使用其它品种水泥。
③细骨料采用硬质洁净的天然砂，细度模数为2.6～3.0，含泥量不大于1.5％，其余技术要求符合TB10210的规定。
④粗骨料为坚硬耐久的碎石，压碎指标不应大于8％，母岩抗压强度与梁体混凝土设计强度之比应大于2；粒径宜为5～20mm，最大粒径不应超过25mm，且不得超过设计混凝土保护层厚度的2/3和钢筋最小间距的3/4，并分两级5～10mm和10～20（25）mm储存、运输、计量。使用时粒径5～10mm碎石与粒径10～20（25）mm质量之比为（40±5）％：（60±5）％；含泥量不应大于0.5％，针片状颗粒含量不应大于5％，其余技术要求应符合TB10210和GB/T14684的规定。
⑤选用的骨料在试生产前均进行碱活性试验。不使用碱-碳酸盐反应的活性骨料和膨胀率大于0.20％的碱-硅酸盐反应的活性骨料。当所采用骨料的碱-硅酸盐反应膨胀率在0.10～0.20％时，混凝土中的总碱含量不超过3kg/m3，并符合TB/T3054的要求。
⑥混凝土外加剂采用符合GB8076的规定或经铁道部鉴定的产品，并经检验合格后方
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可使用。外加剂掺量由试验确定，严禁使用掺入氯盐类外加剂。采用高效减水剂，其性能与所用水泥具有良好的适应性，30min减水率不应低于20％，碱含量不得超过10％，硫酸钠含量不大于5％，氯离子含量不大于0.1％。
⑦阻锈剂采用复合氨基醇类，且具有良好的均匀分散性、不降低水泥浆的流动度、不与其它外加剂反应、不降低对钢铰线束的粘结性能、不影响硬化水泥的性能，其性能指标符合YB/T9231的要求。
⑧混凝土矿物活性掺合料(Ⅱ级粉煤灰、磨细矿粉)符合GB1596和GB/T18046的规定，Ⅰ级粉煤灰需水量比不大于100％，磨细矿粉比表面积大于450m2/kg。掺入的引气剂、保坍剂及其它改善混凝土性能的外加剂应符合GB8076的规定，其品种及数量由试验确定。具体规定应符合《350km/h客运专线高性能混凝土技术条件》要求。
5.5大体积混凝土配合比设计及施工控制措施
在试生产前，制作大体积混凝土试件。混凝土试件分一块大体积混凝土（1m×1m×1m）试件，并在试件中按照试件设计图预设测温管，进行混凝土芯部、表面、环境温度的测定和养护控制实验。在试验过程中做好记录，总结出温度的变化与强度的发展规律，作为正式施工时测温位置设计的指导依据。
混凝土正式灌注前进行模拟试浇注、试养护及温度测控，并做具体的测温部位设计。对浇注工艺、养护方法与工序进行最终验证和确定，并给出施工过程中温度参数的合理控制值。
5.5.1大体积低水化热混凝土配合比设计
混凝土配合比设计时，除力学指标满足标准要求外，着重考虑砼的水化反应热对结构物的不利影响，以降低水化热的峰值点，推迟水化热峰值点时间为目的，有效控制措施为掺加适量粉煤灰，外加剂选择缓凝型高效减水剂，降低单位用水量。
5.5.2 大体积混凝土配合比设计设计原则
(1)满足结构物的设计强度要求
承台混凝土设计强度为35MPa，根据规范要求，并考虑到混凝土原材料、拌和、运输、浇筑和养护等的差异，采用配制强度为43.8进行配合比设计，以保证工程实体的强度要求。
(2)应满足耐久性的要求
混凝土要具有低水化热、绝热升温小，严格控制混凝土碱含量和氯离子含量，尽可能的降低混凝土的收缩，提高抗氯离子渗透性能，故应大量掺入外掺料。
(3)应满足工作性能的要求
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承台大体积混凝土，采用泵送方式浇筑施工。混凝土的目标坍落度为180mm~220mm，试配必须经过多次试拌调整，保证混凝土拌合物不离析、不泌水，确保新拌混凝土有良好的工作性能。
(4)应满足经济性的要求
在满足以上性能的同时，还应尽量降低水泥用量，遵循就地、就近取材的原则，节约工程成本。
5.5.3 大体积混凝土配合比的材料选择
(1)水泥的选择
大体积混凝土应采用水化热低的水泥，我们针对珍珠牌P.O42.5水泥和申丰牌P.O42.5水泥进行水化热和各项性能对比试验，具体技术指标见下表： 水化热材料名称 3d/7d（kj/kg） 珍珠牌P.O42.5 申丰牌P.O42.5 (2)骨料的选择
1）粗骨料：根据施工要求及降低由于岩石种类造成对混凝土干缩性产生的影响，我们采用石灰岩反击破碎石。大体积混凝土宜优先选用连续级配较好的碎石，以保证混凝土的工作性能，为了保证碎石级配的连续性良好，我们采用几种粒径的碎石进行筛分掺配，从而选出最佳的连续级配碎石；碎石的粒径根据钢筋间距及结构截面最小尺寸选用粒径尽可能大的碎石，以减少胶凝材料用量，降低混凝土的绝热升温，最终我们选用安徽凤阳灵泉马岗采石场生产的5-16mm（占35%）及16-25mm（占65%）的碎石组成连续级配碎石进行试配工作。
2）细骨料:大体积混凝土用细骨料宜采用河砂中的Ⅱ区中砂，细度模数宜控制在2.5~2.8的范围内，含泥量、泥块含量和云母含量等指标必须符合规范要求，避免由于含泥量和泥块含量过大等原因对混凝土的强度、干缩及和易性产生不利的影响。最终我们选用Ⅱ区中
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标准比表面积（m2/kg） 稠度用水凝结时间 初凝终凝安定性 强度（MPa） 抗折 3d 28d 抗压 3d 28d 量（%） min min 320 27.3 225 290 2.0 6.3 9.3 27.3 48.3 320 27.6 216 271 1.5 5.9 8.8 25.7 47.2
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砂。
(3)粉煤灰的选择
大体积混凝土宜通过等量或超量取代水泥来掺加粉煤灰，减少水泥用量，降低混凝土的水化热。通过查阅大量的参考文献及以往的施工经验，在混凝土掺入一定量的粉煤灰后，能有效改善混凝土的和易性，减少由于水泥用量过多造成前期水化放热量过大产生混凝土内外温差裂缝。根据就地取材的经济性原则，我们选用F类Ⅱ级粉煤灰用于试配工作。
(4)外加剂的选择
为了保证混凝土的和易性，减少混凝土配合比中水的用量，降低混凝土的水胶比，从而减少胶凝材料用量，降低混凝土水化热，我们选用江苏苏博特新材料股份有限公司生产的PCA型缓凝高效聚羧酸减水剂，以降低胶凝材料体系水化放热速率、延缓水化峰值期的出现时间、缓和温度变化曲线，可以再一定程度上减小混凝土内部温度梯度的陡降程度。
(5)拌合用水
采用饮用水作为混凝土的拌合用水。
5.6大体积混凝土配合比设计、试配及选定 5.6.1配合比设计及试配
根据原材料的各种性能指标及《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2000）的规定进行配合比设计，按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T 50080-2002）及《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）的规定，进行混凝土配合比室内试拌、新拌混凝土的各项性能试验及特定龄期的混凝土试件力学性能试验，具体试验结果见表6、表7：
表6 珍珠牌P.O42.5水泥配合比设计及试验结果
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