1.概述
安慶長(zhǎng)江公路大橋位于安慶市區(qū)東側(cè)河段，接國(guó)道318和306線。橋型為雙塔雙層面鋼箱梁斜拉橋，主跨510m，索塔外型為倒“Y”型，由塔柱、下橫梁、中橫梁、上橫梁構(gòu)成，自承臺(tái)至塔頂為184.78lm高，造型俊逸挺拔。我局承建南Z4主塔和Z5、Z6輔助墩、過渡墩工程，工期從2001年12月—2004年4月，共29個(gè)月。
索塔主要混凝工作量為：上塔柱224.5m³，齒塊60m³，中塔柱2513m³，下塔柱3430m³，橫梁810m³，支座墊石11m³，共9069m³。
主要技術(shù)指標(biāo)：混凝土強(qiáng)度為C50，耐久性要求保證100年使用年限，外觀質(zhì)量要求無危害性裂縫產(chǎn)生，混凝土表面光滑無明顯氣泡、沙線等缺陷、且顏色一致，施工工藝采用高揚(yáng)程泵送，要求混凝土具備高強(qiáng)高性能大流態(tài)工作性。
索塔混凝土配合比設(shè)計(jì)在混凝土施工前6個(gè)月開始進(jìn)行，從選擇原材料到大量試配，反復(fù)研究、討論，通過大家共同努力，成功地配制出高強(qiáng)、高性能的C50索塔混凝土配合比。
索塔塔柱共分44×2個(gè)節(jié)段，每節(jié)段一次性澆筑，混凝土方量從320-50m³不等，每道橫梁均分二次現(xiàn)澆，單次最大澆筑方量為450m ，施工自2002年12月中旬開始至2003年8月底結(jié)束共歷時(shí)8個(gè)半月。施工經(jīng)歷了冬、夏季，氣溫變化較火，由于技術(shù)管理得力、施工工藝成熟、采取了很好的養(yǎng)護(hù)措施，混凝土生產(chǎn)順利，速度快，最快時(shí)兩天完成一節(jié)段(夏季)，混凝土質(zhì)量均勻、密實(shí)、穩(wěn)定，外觀缺陷，經(jīng)多方檢測(cè)，達(dá)到優(yōu)質(zhì)混凝土，業(yè)主很滿意。
通過安慶大橋索塔C50混凝土的施工，我們掌握了一些經(jīng)驗(yàn)，下面從混凝土配合比設(shè)計(jì)、施工工藝、質(zhì)量控制等方面談一點(diǎn)粗淺的見解和體會(huì)。
2.混凝土配合比設(shè)計(jì)
2.1 C50索塔混凝土應(yīng)具備的特點(diǎn)
(1)高性能：拌和、運(yùn)輸、澆筑時(shí)具有很好的流變特性，高流動(dòng)性(塌落度在20cm以上)、不泌水、不離析、塌落度經(jīng)時(shí)損失小，具有良好的可泵性；
(2)體積穩(wěn)定性好：在混凝土硬化過程中體積穩(wěn)定、水化熱低、收縮徐變小，硬化后結(jié)構(gòu)均勻密實(shí)，不易產(chǎn)生各種裂縫；
(3)高強(qiáng)度：早期和后期強(qiáng)度均較高，而且早期強(qiáng)度上升比較穩(wěn)定，非突變性發(fā)展；
(4)高耐久：混凝土結(jié)構(gòu)致密、穩(wěn)定，具有高抗?jié)B性、抗凍融性和抗腐蝕性，使用壽命達(dá)到100年以上。
2.2 配合比設(shè)計(jì)思路
為了使混凝土滿足要求，從以下幾點(diǎn)著手：
(1)選擇品質(zhì)優(yōu)良的原材料，膠凝材料、粗細(xì)集料、外加劑等必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求，而且品質(zhì)應(yīng)保持穩(wěn)定，貨源充足。
(2)膠凝材料除水泥外，尚應(yīng)考慮摻一些性能好的摻合料，如I級(jí)粉煤灰、磨細(xì)礦渣等，摻入這些活性摻合料，既可以改善混凝土的和易性，又可以減小水化熱及溫度裂縫的產(chǎn)生，還可以提高混凝土的后期強(qiáng)度。
(3)選擇性能良好的高效減水劑，使之能與膠凝材料具有好的相容性，使拌出來的混凝土具有不泌水、塌落度經(jīng)時(shí)損失小、大流動(dòng)、粘聚性好，混凝土均勻、密實(shí)、穩(wěn)定，外觀氣泡少，強(qiáng)度高、耐久性強(qiáng)。例搭配、砂率人小、水膠比大小、外加劑摻量等綜合對(duì)比分析，確定最佳混凝土配合比。
(4)從膠凝材料水泥和外摻料的合理比例搭配。砂率大小、水膠比大小、外加劑摻量等綜合對(duì)比分析，確定最佳混凝土配合比。
2.3 原材料選擇
(1)水泥：由業(yè)主招標(biāo)，選擇湖北黃石華新P.042.5水泥(因P.042.5水泥拌制的混凝土塌落度經(jīng)時(shí)損失快，初凝時(shí)間短，水化熱較高，故未采剛)，經(jīng)南京工業(yè)大學(xué)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下表1-表4。
水泥品質(zhì)綜合評(píng)述：華新P.042.5水泥其有害物質(zhì)S03、Cl含量較小，堿含量屬中堿，安全性合格，物理力學(xué)性能等均符合GB175-1999質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，水化熱較低，適合配制C50高強(qiáng)高性能混凝土。
(2)粉煤灰：因磨細(xì)礦渣成本較高，同時(shí)料源緊張，而粉煤灰成本低、水化熱相對(duì)低、水化熱相對(duì)也要低些，料源充足，故外摻料選擇I級(jí)粉煤灰。經(jīng)過大量調(diào)查研究，選擇了運(yùn)距較近、品質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定的馬鞍山第二發(fā)電廠生產(chǎn)的l級(jí)粉煤灰。經(jīng)檢測(cè)其化學(xué)組成和主要性能如下表5和表6。
(3)外加劑：高效減水劑是配制高強(qiáng)性能混凝土的關(guān)鍵。
根據(jù)索塔混凝土的強(qiáng)度、耐久性、工作性、外觀質(zhì)量要求，我們重點(diǎn)選擇了常用的萘系、氨基環(huán)酸鹽類和性能卓越的改性聚羧酸醚三類不同的高效減水劑進(jìn)行大量試驗(yàn)、比較分析。減水劑性能試驗(yàn)采用的配合比如表7所示。試驗(yàn)結(jié)果如表8-表10所示。
由上述試驗(yàn)結(jié)果可知：JM-VⅢ和JG-2A均能滿足性能要求，但經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)塊發(fā)現(xiàn)混凝土外觀氣泡較多，頂面收縮較大，容易產(chǎn)生裂縫。JG-2N減水率高，達(dá)30％，早期和28d強(qiáng)度均較高，但它與水泥的適應(yīng)性不好，最佳摻量不易找，臨界范圍很窄。摻量和水膠比略大時(shí)，立即產(chǎn)生泌水粘底，摻量偏小時(shí)，塌落度又很小，而且成型后的混凝土外觀很不理想，呈暗紅色。
SP-8N的性能非常卓越，拌和的混凝土不僅具有大流動(dòng)且粘聚性和保水性好，出機(jī)塌落度為200mm時(shí)，15min后塌落度在冬季增加20mm，夏季增大l0mm，2h后塌落度基本無損失，觸變性較強(qiáng)，表現(xiàn)出優(yōu)良的保塌能力，成型后的混凝土外觀顏色較淺、色澤一致，表面光滑、抗裂縫能力較強(qiáng)，混凝土強(qiáng)度也很高。
三類高效減水劑試驗(yàn)結(jié)果表明：改性聚羧酸醚SP-8N性能最好。由于安慶大橋是創(chuàng)品牌工程，業(yè)主對(duì)內(nèi)在和外觀質(zhì)量要求都特別高，雖然SP-8N價(jià)格較高，但綜合考慮，還是選擇了上海麥斯特有限公司生產(chǎn)的SP一8N高效減水劑。
(4)細(xì)集料：采用潛山余井河砂。
砂場(chǎng)距工地約100公里，砂產(chǎn)量較大，細(xì)度模數(shù)在2.6-2.8之間，屬中砂，能滿足工程需要，性能參數(shù)如表ll-表l2所示。該砂經(jīng)南京工業(yè)大學(xué)堿活性檢驗(yàn)，結(jié)果判為不具有堿硅酸反應(yīng)活性。潛山余井河砂含泥量、泥塊含量、云母含量、堅(jiān)固性質(zhì)量損失均比較低，有機(jī)質(zhì)含量合格，水溶性和顆粒狀硫酸鹽、硫化物及Cl含量也很低，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，有利于混凝土的耐久性，適合配制C50高強(qiáng)高性能混凝七。
(5)粗集料：粗集料的品質(zhì)在高強(qiáng)高性能混凝土中起重要的作用。除了石質(zhì)本身的強(qiáng)度要求較高(達(dá)到混凝土強(qiáng)度等級(jí)兩倍以上)外，其最人粒徑和級(jí)配、顆粒形式以及有害物質(zhì)含量限制均較嚴(yán)。最大粒徑最好不大于25mm，以5-25mm連續(xù)級(jí)配較為適宜，因?yàn)橛眠@樣較小的石子拌制混凝土?xí)r，能使其在混凝土中均勻分布，使得混凝土勻質(zhì)、穩(wěn)定、顆粒界面強(qiáng)度高，同時(shí)提高混凝土的抗?jié)B透能力；石子顆粒針片狀含量不得超過5％，否則，不但影響混凝土的勻質(zhì)性和強(qiáng)度，而且給泵送增加難度。
安慶原有采石場(chǎng)均屬小作坊式加工廠，不但產(chǎn)量小，而且品質(zhì)不穩(wěn)定，針片狀含量多，顆粒級(jí)配無法保證。鑒于這種客觀情況，由業(yè)主出資在安慶近郊建成一家大型現(xiàn)代化石子加工廠，其產(chǎn)量和質(zhì)量均能滿足工程需要，因此采用該廠 料，其主要性能參數(shù)如表13、表14所示。該石料經(jīng)南京工大堿活性檢驗(yàn)合格，其他物理性能及有害物質(zhì)含量均符合規(guī)范要求。
(6)拌和用水：采用凈化后的江水，檢測(cè)結(jié)果如表15所示。
