关键词：路面混凝土裹砂石法造壳技术
1前言
路面水泥混凝土通常是按砂、石、水泥、水一次投料的搅拌工艺制备的，其质量容易波动。使用将砂、石表面以水泥浆为外壳包起来的造壳搅拌方法，可改善水泥的分散性，使混凝土的质量与耐久性得到显著提高。
80年代，我国许多单位在研究SEC工法新技术的基础上，开发应用了“混凝土分次投料搅拌工艺”。其目的在于通过新的搅拌工艺，获得高质量的混合物，提高混凝土强度，继而在满足原强度要求的前提下，节约水泥用量。
根据大量的应用研究结果，各种分次投料搅拌工艺均能不同程度地提高混凝土强度。其中裹砂石法和净浆裹石法的增强效果最显著。分次投料工艺改变了我国水泥混凝土路面传统的混凝土混合物搅拌工艺，我们从分析混凝土破坏途径和增强机理出发，论述了裹砂石法的应用研究效果。
2混凝土的破坏途径
硬化混凝土受力前在粗骨料和砂浆界面上存在很多微裂缝，称界面裂缝。这是由于水泥水化化学收缩，硬化后干燥收缩在骨料界面上产生拉应力导致界面裂缝。此外水分的迁移受到粗骨料阻止，从而水分向界面集中形成水膜，也是界面裂缝的根源。混凝土受力后，石子和砂浆变形不一致又导致这种原生裂缝开展。
此时E石＞E砂浆，骨料粒子处于软基体内，在纵向压力下砂浆横向变形(内聚力)大于石子，从而在石子上下部位产生压应力，边侧产生拉应力，界面有脱离的倾向(粘附力破坏)。这种由于两相变形不等产生的界面拉应力使原生裂缝开展。可见裂缝的发源地是界面，然后向〖DM(谢勇成：路面混凝土混合物的造壳技漱砂浆中延伸，最后贯穿试件，最终导致破坏。界面在受力前存在隐患，成为裂缝的发源地，界面拉应力的存在又为裂缝开展提供条件。因此，只有增强界面和提高砂浆强度才能阻止裂缝开展。
3混凝土增强机理
3.1改善孔结构、强化水泥石
一般认为，水泥石是由凝胶、晶体、水与孔组成的聚集体。根据现代混凝土强度理论，水泥石内聚力主要取决于水泥石基材的孔隙率、孔分布、孔级配、孔形状等孔结构参数。所以水泥石从形成、发展直到破坏均与孔的发生和发展密切相关。但孔隙率不是影响混凝土强度的唯一因素，在孔隙率相同情况下，不同孔结构水泥石性能也不同。平均孔径小的强度高，0.1μm以上的毛细孔微缝对强度和耐久性不利，0.05μm以下的孔对强度及性能无影响，Mehta证明，大于1000A的孔存在是强度和抗渗性下降的原因。将大孔改变为小于500A的孔则可提高强度和抗渗性。由此可见，存在着调整孔级配来提高水泥石强度和耐久性的可能性。例如，采用真空脱水，分次投料，重复振捣，加入外加剂、活性混合物，聚合物浸渍以及限制膨胀等工艺措施，均能达到调整孔结构，提高强度的办法。
采用分次投料造壳搅拌工艺，可使水泥石最可几孔径减少，增强显著，试验采用灰砂比为1∶2.5，W/c＝0.5的软练砂浆与造壳砂浆作了强度和孔结构参数的比较，试验结果列表1。
不同砂浆对比试验结果表1
试
件
强
度
(MPa)
孔
隙
率
(cm2/g)
比
表
面
积
(m2/g)
当量
比表
面积
(m2/
cm2孔)
平
均
水
力
半
径
最可几孔径
分段孔
体积含
量
(cm3/g)×10-2
中孔区
(100-
1000λ)
大孔区
(1000-
2500λ)
＞
7500
λ
＞
5000
λ
＞
2500
λ
＞
1000
λ
＞
500
λ
＞
250
λ
普
通
砂
浆
30.8
0.1075
29.02
270.0
37.0
798
7500
2.0
80
2.3
50
2.7
36
3.4
40
6.2
30
7.7
44
造
壳
砂
浆
39.2
0.1044
30.89
295.9
33.8
500
1596
0.7
073
0.93
65
1.3
61
2.1
12
4.7
31
7.6
19
从这些试验结果看出，造壳砂浆比普通砂浆的孔隙率只减少3％，而强度却提高27％，这主要是由于造壳砂浆和孔径分布得到了改善。第一，在大孔区，最可几孔径仅为普通砂浆的21％；在中孔区仅为63％，可见采用造壳搅拌工艺后，不仅能减少一些孔隙率，而且主要地可使毛细孔变细。第二，造壳砂浆的有害孔(500?!)含量仅为普通砂浆的6％；第三，造壳砂浆孔隙当量比表面积和平均水力半径比普通砂浆分别增加和减少9％。
总之，最可几孔径变小，使渗水通路变细，加上平均水力半径减少，提高了抗渗能力，对强度有害的大毛细孔减少24％，这将对裂缝的引发和扩展起很大的阻滞作用，因而能提高其强度及抗冲击性能。
3.2强化界面过渡层
界面微观结构性质早已引起国内外学者的极大重视。研究表明，骨料和水泥石之间存在约几十微米的界面层，它是由水化粗骨料表面，首先形成水膜层逐渐被新生产物填充而来。如水灰比大或泌水均会使水膜层厚度增加，在过渡层会留下薄弱环节，所以只有减薄水膜层才能强化界面层。
在传统的搅拌方法中，所有固相材料几乎同时倒入搅拌机，此时砂、石、水泥混合物中主要是固——气界面。在加水搅拌过程中，水必然要浸润所有的固相材料表面而形成固——液界面，同时产生气——液界面，亦即在搅拌过程中有相当数量的气相残留在液、固相的包围之中。
在新的裹砂石法中，大部分水优先与砂石表面接触形成固——液界面，骨料湿润后形成液——气界面，基本上消失了固——气界面。当水泥投入时，立即粘附在骨料表面的水膜层上，强化了水泥的水化历程，使首先生成的水化铝酸盐复盖在骨料表面限制Ca(OH)2晶体扩散而强化了界面层。同时，残留的气体也必然少于传统工艺。
当水泥浆体作为粘附剂时，其粘附力大小首先决定于水对骨料表面的湿润效应。裹砂石法湿润本身说明水分子和骨料表面产生吸附作用(即范德华力)，骨料表面的湿润效应可提供所有砂石骨料周界被水泥浆体包裹机会，骨料间的孔隙被水泥浆体全部填充。水泥浆对骨料湿润面积越大，粘附力越大，故亲水性好，表面粗糙的石灰岩，石英岩使砼强度提高得更多。
此外，全部水加入搅拌过程中，稀浆中的水分向壳膜中渗透。以及壳膜中的水泥粒子向稀浆中扩散。这样，渗透和扩散过程，使固——液相均化，气相细化，改善了孔结构。
4粗骨料径影响
无论是道路混凝土，还是普通混凝土，其最薄弱环节，都处在骨料下缘，尤其是粗骨料的下缘。
粗骨料粒径越大，其下缘处的水膜层也越厚。因此，当道路混凝土采用裹砂石搅拌工艺时，随着粗骨料最大粒径增大，界面过渡层结构可得到更显著的改善。同时，还由于粗骨料粒径增大，其表面积相对减小，造壳所需水泥量也减少；另外，骨料粒径增大也有利于造壳砂石形成连续相的骨架。所以随着粗骨料最大粒径的增大，水泥裹砂石混凝土的增强效果更显著(列表2)
粗骨料粒径影响表2
最大粒径
(mm)
搅拌工艺
坍落度
(cm)
抗压强度
(MPa)
提高率
(％)
10
5-10
普通法
裹砂石法
4.5
5.0
25.6
27.8
8.6
20
5-20
普通法
裹砂石法
4.5
4.5
25.1
26.1
4
40
5-40
普通法
裹砂石法
4.0
4.5
25.2
29.6
17.5
从试验结果看出，当粗骨料最大粒径分别为10mm、20mm、40mm时，以最大粒径40mm的裹砂石混凝土增强效果为最好。这对于道路混凝土采用粗骨料最大粒径40mm的拌合料是非常有利的。
5生产应用
(1)裹砂石搅拌工艺为二次投料工艺，即造壳搅拌和匀化搅拌工艺。不同分次投料工艺的试验结果列表3。
从表3可看出，各种分次投料搅拌工艺的7d强度增长率均高于28d强度增长率，其中裹砂石法的强度增长率最高。另外，从工艺角度考虑，净浆裹石法为三次投料，而裹砂石法为二次投料，工艺简便易行。
不同分次投料工艺的强度增长率表3
种类
R7(％)
R28(％)
第一次
第二次
第三次
常规法
水+砂+石+水泥
净浆法
12.2
6.7
水1+水泥
水2+砂
石+水3
砂浆法
11.1
7.8
水1+砂+水泥
石+水2
裹砂法
14.1
8.8
水1+砂
水泥
石+水2
裹石法
12.1
9.5
水1+石
水泥
砂+水2
净浆裹石法
12.2
10.9
水1+水泥
水2+石
砂+水3
裹砂石法
14.0
12.0
水1+砂+石
水泥+水2
(2)裹砂石法搅拌工艺方案如下：
在此搅拌工艺方案中，下限为强制式搅拌机搅拌时间，上限为自落式搅拌机搅拌时间。第一次投料为：砂+石+70％水(包括砂石含水量)；第二次投料为：水泥+30％水；
(3)福建闽清市政建设工程公司采用裹砂石法进行了现场强度对比试验，其结果列于表4。
强度对比试验结果表4
搅拌工艺
抗压强度(MPa)
强度相对值
7d
28d
7d
28d
常规法
21.2
30.1
100
100
裹砂石法
26.1
34.5
123.1
114.6
由表4可见，裹砂石法的强度增长值较高，R7为23.1％，R28为14.6％；因此，采用裹砂石法后，C30混凝土的水泥用量由360kg/m3降为324kg/m3，可节约水泥10％。
此外，由于裹砂石法拌制的混凝土具有较高的早期强度，可加快施工进度，如大庆油田扩建工程让湖路立交桥30m予应力钢筋混凝土T梁的施工过程中，原先需7d才能达到85％设计强度，采用造壳任务，而且28d强度由原先技术仅用4d就可达到85％的设计强度，不仅提前9d完成了的42.3MPa提高到46.9MPa。
6结语
在所选定的试验条件下，各种分次投料搅拌工艺中，裹砂石法在不增加搅拌设备和生产管理人员，不延长搅拌时间的前提下，增强效果最好，而且投料次数少，适用性广(适用于坍落度＜9cm的塑性和半干硬性混凝土＝，操作简便，易于推广。此外，裹砂石法混凝土抗渗性、抗裂性、抗冻性及抗弯拉性均有明显的改善。
裹砂石法搅拌工艺实践证明，可提高强度10％～20％，在保证道路混凝土质量前提下，可节约水泥5％～10％。
摘要：混凝土耐久性冻融破坏矿物掺合料
1前言
混凝土的耐久性是混凝土反抗气候变化、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力，当在暴露的环境中，能耐久的混凝土应保持其形态、质量和使用功能。混凝土的耐久性探究内容包括摘要:钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容，在北方严寒地区工程中是急待解决的重要新问题之一。
我国地域辽阔，有相当大的部分处于严寒地带，致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。根据全国水工建筑物耐久性调查资料[1，在32座大型混凝土坝工程、40余座中小型工程中，22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏新问题，大坝混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外，地处较为暖和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。
因此，混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要新问题之一，严重影响了建筑物的长期使用和平安运行，为使这些工程继续发挥功能和效益，各部门每年都耗费巨额的维修费用，而这些维修费用为建设费用的1～3倍。美国投入混凝土基建工程的总造价为16万亿美元，据估计今后每年用于混凝土工程维修和重建的费用估计达3000亿美元[2。
2外加剂改善抗冻耐久性技术探究动态
2.1引气剂
长期的工程实践和室内探究资料表明摘要:提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的办法是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。引气剂是具有增水功能的表面活性物质，它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力和表面能，使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。这些气泡切断了部分毛细管通路能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解，不使混凝土遭到破坏，起到缓冲减压的功能。这些气泡可以阻断混凝土内部毛细管和外界的通路，使外界水份不易浸入，减少了混凝土的渗透性。同时大量的气泡还能起到功能，改善混凝土和易性。因此，掺用引气剂，使混凝土内部具有足够的含气量，改善了混凝土内部的孔结构，大大提高混凝土的抗冻耐久性。国内外的大量探究成果和工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高[3[4[5。
美国是最早开始探究引气剂的国家，自1934年在美国堪萨斯州和纽约州道路工程施工中发现引气混凝土，至今已有半个多世纪。挪威[61974年首次在大坝中使用引气剂，经过20年运行后，掺引气剂的混凝土表面完好无损，而未掺引气剂的混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。我国这方面的工作始于50年代。我国混凝土学科创始人吴中伟教授，在50年代初期就强调了混凝土抗冻的重要性，并创先研制了松香热聚物加气剂(引气剂)，应用于治淮水利混凝土工程，开创了我国采用引气剂而提高混凝土抗冻耐久性的先河。范沈抚(1991年)分析了掺引气剂混凝土的抗压强度和抗冻耐久性，得出和上述同样结论[7摘要：掺用引气剂，使混凝土达到足够的含气量要求，可改善混凝土的孔结构性质，并明显改善混凝土的抗冻耐久性。
国内外许多学者探究了影响混凝土抗耐久性的因素，Seibel，Sellebold，Malhotra，Pigen等人[8[9[10探究表明摘要：混凝土的含气量、临界气泡间距、水灰比、骨料、临界饱水度和降温速度等因素综合决定了混凝土的抗冻耐久性能。StarkandLudwig(1993)提出[11摘要：水泥熟料中C3A的含量的增加会提高其混凝土的抗冻耐久性，但会降低混凝土反抗盐冻能力。OsamaA.Mohamed(1998)探究了水泥品种，引气剂质量及引气的方法对混凝土抗冻融耐久性影响，得出[12摘要：引气能显著提高混凝土的抗冻融性，然而，长期处于冻融循环的混凝土的抗冻能力则取决于天气的恶劣程度及冻融周期的频率。关英俊，范沈抚[13(1990)讨论了提高水工混凝土抗冻耐久性的技术办法，提出耐冻混凝土必须正确进行配合比设计，掺优质引气剂，减小水灰比，合理选用原材料，还要严格按施工规范技术要求施工，加强养护。
范沈抚[14(1993)进一步探究得出摘要：混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性的根本所在。混凝土的抗冻耐久性随孔结构性质变化而变化，当孔间距系数小于250μm时，混凝土抗冻耐久性指数基本能达到60%以上，即可经受300次快速冻融循环试验。这一点和Powers的临界孔间距概念相符摘要：早在50年代，鲍尔斯(T.C.Powers)等人首先开展了掺引气剂硬化混凝土孔结构的测试分析探究，并提出了满足混凝土抗冻耐久性要求的孔间距系数的重要概念摘要：即当孔间距小于临界孔间距(%26lt;250μm)时混凝土是抗冻的。宋拥军(1999)认为[15，只要引气量合适，普通混凝土均能获得较高的抗冻耐久性。引气混凝土中气泡平均尺寸及其间距随水灰比的增大而加大，同时水泥浆中可冻水的百分率也相应加大，从而导致混凝土抗冻耐久性的显著下降，因此，不能忽视对水灰比的限制。
朱蓓蓉，吴学礼，黄土元(1999)认为[16摘要：合理的气泡结构是混凝土抗冻耐久性得以真正改善的关键，然而，气泡体系形成、稳定和气泡结构的建立密不可分，因此高度重视气泡体系稳定性的新问题就显得更加重要。他们根据国外的探究成果和部分实验结果得出结论摘要:影响混凝土中气泡体系形成和稳定性的因素有混凝土各组成材料、混凝土配合比、拌合物特性以及外界条件，如环境温度、搅拌、运输和浇灌技术等。针对不同环境条件、不同工程要求的混凝土，必须进行适应性试验，才能使得硬化混凝土具有设计所要求的含气量和合理的气泡结构，增进了混凝土工程界对引气剂应用技术的熟悉。
由以上众多学者的探究表明摘要：混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性及其它性质的根本所在。掺引气剂可以改善混凝土孔结构性质，因此，测试硬化混凝土孔结构性质是探究混凝土抗冻耐久性能的有效途径和方法之一。
引气剂的掺入虽然是提高混凝土抗冻耐久性最有效的手段，但引气剂的掺入同时会引起混凝土其它性能降低，如强度、耐磨蚀能力等。
2.2减水剂
目前，减水剂的应用也成为混凝土不可缺少的组份，使用减水剂可以大幅度降低混凝土的水灰比(水胶比)，提高混凝土的强度和致密性，使混凝土反抗冻融破坏的能力提高，从而提高混凝土的抗冻耐久性。迟培云，李金波，扬旭等(2000)探究了在混凝土中掺入高效减水剂可取得的技术经济效果如下[17摘要：(1)保持和易性不变，可减水25%，R28%提高90%，抗渗性提高4～5倍；(2)保持和易性不变，节约水泥25%，R28提高26%，抗渗性提高2倍；(3)保持用水量和水泥用量不变，R28提高27%，抗渗性提高3倍。
3活性的矿物掺合料改善混凝土抗冻耐久性技术探究动态
混凝土是各种建筑工程上应用最广泛、用量最多的人造建筑材料，目前，我国正处在大规模的基础建设时期，对混凝土的需求量也就更大。因此，有效地降低混凝土的成本，提高混凝土的各项技术性能，对于充分利用有限的投资，延长混凝土结构的使用寿命，减少自然资源的消耗，保护生态平衡，有着非常巨大的经济效益和社会效益。
在混凝土的基本组成材料中，水泥的价格最贵，因此，在满足对混凝土质量要求的前提下，单位体积混凝土的水泥用量愈少愈经济。因此，用一些具有活性的掺和料(硅粉、矿渣、粉煤灰)来替代一部分水泥正在被广泛的应用。
3.1硅粉的掺入
近年来，硅粉混凝土也已应用于混凝土工程各个领域，其抗冻耐久性新问题已引起人们的普遍重视，在丹麦、美国、挪威等国家，硅粉作为混凝土混合材已经得到了广泛的应用。但有关硅粉混凝土的抗冻耐久性，各国学者结论各异。
日本的Yamato等人[18通过试验得出结果摘要：非引气混凝土当水/(水泥+硅粉)=0.25，不管硅粉的掺量如何，皆具有良好的抗冻耐久性。加拿大的Malhotra等人[19[20通过试验得出摘要:引气硅粉混凝土不管水灰比多少，硅粉掺量15%以下时都具有较高的抗冻耐久性。我国学者丁雁飞，孙景进(1991)通过实验探索了硅粉对混凝土抗冻耐久性的影响，得出结论[21摘要：非引气硅粉混凝土的抗冻耐久性和基准混凝土比较，在胶结材总量相同，塌落度不变的条件_下，非引气硅粉混凝土的抗冻能力高。范沈抚(1990)得出[22摘要：在相同含气量的情况下，掺15%的硅粉混凝土比不掺硅粉的基准混凝土，气孔结构有很大的改善。硅粉对抗冻耐久性有显著的效果，但硅粉的产量有限而且成本较高。
3.2矿渣的掺入
磨细矿渣和混凝土内水泥水化生成的Ca(OH)2结合具有潜在的活性，但磨细矿渣对提高混凝土的抗冻融性目前也不少探究。张德思，成秀珍(1999)通过试验得出结论[23摘要：随着矿渣掺量的增加，其混凝土的抗冻融性能愈差，但掺合比例合适时，抗冻性能和普通混凝土相比有较大改善。
3.3粉煤灰的掺入
国内外粉煤灰应用已有几十年的历史。最早探究粉煤灰在混凝土中应用的是美国加洲理工学院的R.E.Davis，1993年他首次发表了有关粉煤灰用于混凝土的探究报告。到本世纪五、六十年代，粉煤灰作为一种工业废料，其活性性能被进一步探究和推广，不仅仅是为了节约水泥，更主要是为了改善和提高混凝土的性能。美国加洲大学Mehta教授指出[24，应用大掺量粉煤灰(或磨细矿渣)，是今后混凝土技术进展最有效、也是最经济的途径。
国内外有关资料表明[25[26摘要：粉煤灰混凝土的抗冻能力随粉煤灰掺量的增加而降低，和相同强度等级的普通混凝土相比较，28d龄期的粉煤混凝土试件抗冻耐久性试验结果偏低，随着粉煤灰混凝土技术的深入探究和发展，引气粉煤灰混凝土的抗冻耐久性探究已越来越多地引起人们的关注。LinhuaJiang等学者[27(2000)通过探究高掺量粉煤灰混凝土水化功能得出摘要:粉煤灰的掺量和水灰比影响了高掺量粉煤灰混凝土的孔结构，并且随着掺量和水灰比的增加而孔隙率增加，但随时间的延长，孔隙率会下降。这是因为粉煤灰的掺入改善了混凝土的孔尺寸，但最大掺量不得超过70%。游有鲲、缪昌文、慕儒等[28(2000)对粉煤灰高性能混凝土抗冻耐久性的探究表明摘要:水胶比在0.25-0.27范围内，随着粉煤灰内掺量的提高，不掺引气剂，混凝土抗冻耐久性随粉煤灰增加而增加。当掺引气剂后，混凝土抗冻耐久性有先升后降的趋向，既存在最佳的粉煤灰掺量为30%。习志臻(1999)认为[29摘要:相对于许多混凝土而言，粉煤灰高性能混凝土提高了混凝土的抗渗、抗冻、抗碳化能力。田倩、孙伟[30(1997)讨论了掺入硅灰、超细粉煤灰及两者的复合物对抗冻耐久性能的影响以及钢纤维的阻裂效应对混凝土抗冻耐久性能的功能。实验证实摘要:当超细粉煤灰和硅灰相掺时，提高抗冻耐久性的效果尤为显著，其冻融循环300次以后，动弹性模量和重量基本无变化，而钢纤维的进一步复合有利于混凝土抗冻耐久性的改善。由此可见，双掺或多掺矿物的复合效应对混凝土抗冻耐久性的提高是值得探究的课题。
4高强混凝土抗冻融技术目前状况
目前，高强度混凝土已在工程中得到广泛应用，但是，由于理论上认为高强度混凝土应具有较高的抗冻能力，所以对高强度混凝土的抗冻性的探究并不多。
由于试验结果限制，高强混凝土本身抗冻融能力仍有争论。Marchandetal.(1995)认为[31摘要:当水胶比为0.3，并且硅灰掺量为20%-30%时，混凝土需要适当的引气来增强抗冻融能力，只有当水灰比低于0.25时，混凝土不需要引气。李金玉[32(1998)从宏观和微观结构两个方面探究高强度混凝土的抗冻性及其冻融的破坏规律，并配制出C60.C80.C100高强混凝土。在C60高强混凝土的基础上，掺用优质引气剂配制成C60引气混凝土，该混凝土具有超高抗冻性，进行1200次快速冻融循环后，相对冻弹性模量仅为92.6%，为开发研制高强度高耐久性能的混凝土提供基础。然而，21世纪的混凝土是高性能混凝土，是混凝土技术的主要发展趋向。闻名的中国工程院资深院士吴中伟教授对高性能混凝土下的定义是摘要：高性能混凝土是一种新型高技术制作的混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代技术制作的混凝土，以耐久性作为设计的主要指标，高性能混凝土具有很丰富的内容，但核心是保证耐久性，不能片面追求单一性。
关键词：碾压混凝土;碾压混凝土坝;施工工艺
1.碾压混凝土技术
碾压混凝土技术是采用类似土石方填筑施工工艺,将干硬性混凝土用振动碾压实的一种新的混凝土施工技术。在混凝土大坝施工中采用这种技术,突破了传统的混凝土大坝柱状法浇筑对大坝浇筑速度的限制,具有施工程序简化、机械化程度高、缩短工期、节省投资等优点[1]。
2.碾压混凝土施工工艺
碾压混凝土施工普遍采用了通仓薄层碾压连续上升的施工工艺。所采用的仓面平仓机、切缝机、振动碾、仓面吊及喷雾机、预埋冷却水管的材料和方法、预埋件的施工工艺等也随着碾压混凝土施工技术发展而发展,设备性能均能保证高强度连续碾压施工。
2.1摊铺及平仓、碾压工艺
碾压混凝土摊铺一般采用自卸汽车卸料,推土机或平仓机进行平仓摊铺。为减轻骨料分离,采用叠压式卸料和串链摊铺法,对局部出现的骨料分离,辅以人工散料处理,取得了较好效果。
2.2薄层碾压连续上升施工工艺
大朝山水电站上游碾压混凝土拱围堰施工时,采用连续上升的工艺,最大浇筑升层达21m,在两个月施工期内拱围堰全线升高40.5m,满足了安全渡汛的需要。三峡三期工程上游围堰堰高121m,仅4个月完成了110万m3碾压混凝土施工,充分体现了碾压混凝土快速施工的优势。索风营工程采用分块连续上升工艺,设计配制了符合碾压混凝土连续浇筑特性的连续翻升模板及下游面台阶模板,采取分块平层连续上升的方式进行大坝碾压混凝土浇筑,创下了在主体大坝中连续上升31m的记录[2],其后大花水拱坝施工又创下了连续上升34.5m的新记录,说明了在确保模板工艺、混凝土入仓、温控技术及施工措施得当的情况下,可以进行碾压混凝土快速施工,保证施工质量,缩短工程的建设周期,节约工程投资。
2.3新的诱导缝、横缝成缝方式,更有利于碾压混凝土的快速施工
成缝方式:碾压混凝土重力坝一般采用切缝机成缝或预埋分缝板成缝等。诱导缝成缝方式:普定等工程的诱导缝是采用诱导板成对埋设的方式形成,存在要挖槽埋设和不好固定的问题。为克服这些缺点,结合沙牌碾压混凝土拱坝开展的诱导缝成缝机理,我们在沙牌碾压混凝土施工中采用了重力式的混凝土预制件型式,诱导缝预制件成对埋设,并设有重复灌浆系统;同时沙牌拱坝横缝也采用了重力式混凝土预制件,外形与诱导缝预制件稍有区别,且因横缝灌浆的需要,每一条横缝由4种不同的预制件组成。这种新的成缝形式比普定等工程有了较大改进,安装更简单方便,且结构更可靠,由于构造轻巧,适合人工进行安装,已推广应用于国内招徕河、大花水等工程。
2.4变态混凝土使用范围扩大到了岸坡建基面,进一步简化了施工,加快了进度
变态混凝土是在碾压混凝土拌和物中铺洒一定量的水泥粉煤灰净浆,用振捣器振捣密实的混凝土。在"八·五"攻关的普定碾压混凝土拱坝施工中,已成功地将变态混凝土应用于振动碾碾压不到的死角及模板周边,为了进一步发挥变态混凝土的作用,在沙牌大坝的施工中,结合"九·五"攻关项目的研究,已成功地将与两岸岸坡基岩面接触的垫层混凝土和坝面上所需的常态混凝土绝大部分改用变态混凝土代替,整个大坝除了河床部位坝基垫层以及廊道底板为常态混凝土外,均不再浇筑常态混凝土。
2.5垫层混凝土施工优化
早期大部分碾压混凝土坝垫层混凝土一般采用常态混凝土浇筑,需配置专门垂直运输设备进行常态混凝土分块跳仓浇筑,通过施工实践和研究,目前已经常用在基岩水平面上浇筑找平层后,直接浇筑碾压混凝土,采用碾压混凝土替代垫层常态混凝土,不仅有利于加快施工,同时也利于坝基强约束区混凝土温度控制。
2.6重复灌浆系统研究应用
碾压混凝土拱坝在蓄水时一般尚没达到稳定温度,但为使拱坝成为整体受力,就需对横缝或诱导缝进行灌浆。但随着坝体温度的下降,坝体收缩有可能使已灌浆的缝面重新拉开,故需进行第二次(或多次重复)灌浆。普定和温泉堡等碾压混凝土拱坝均采用预埋两套灌浆管路的办法来实现两次灌浆。沙牌拱坝施工中,结合沙牌碾压混凝土拱坝开展的诱导缝成缝机理、缝面构造尤其是拱坝接缝的重复灌浆技术的研究有了关键性的突破,解决了碾压混凝土拱坝重复灌浆的技术难题。由于沙牌大坝诱导缝采用重力式预制件成缝,所以灌浆管路及排气管的埋设十分方便,采用了更为先进的单回路重复灌浆系统,可实现大坝的多次重复灌浆。单回路重复灌浆系统具有构造简单,造价低,安装容易,可实现多次重复灌浆的特点,是碾压混凝土拱坝接缝灌浆技术的重大突破,该成果填补了国内空白,达到了国际领先水平,并已推广应用到国内其它拱坝工程[3]。
2.7模板
模板是能否确保碾压混凝土连续上升的关键之一。碾压混凝土施工模板普遍采用了在普定拱坝成功采用的可上下交替上升的全悬臂钢模板型式,其上、下两块面板可脱开互换,交替上升,满足了坝体快速施工要求。在大朝山和沙牌、索风营、彭水、大花水等工程施工中,又在其基础上进行了不断改进和优化,同时在部分工程坝体碾压混凝土连续上升过程中,采用连续上升式台阶模板,使溢流消能台阶一次浇筑成型。索风营工程采用分块连续上升工艺,设计符合碾压混凝土连续浇筑特性的连续翻升模板及下游面连续上升式台阶模板,采取分块平层连续上升的方式进行大坝碾压混凝土浇筑,创下了在主体大坝中连续上升31m的记录。针对坝体体形复杂、曲率变化大的特点,招徕河拱坝工程施工中专门研制了收缝式双向可调节连续翻升模板,为坝体快速施工创造了条件。
3.研究展望
随着我国各项科研工作的深入、设计理论的完善、施工方法的改进,碾压混凝土筑坝技术取得了飞快的发展。就当前国内已建和在建工程而言,结合我国气候特征及当前研究成果,仍有一些问题需要深入研究探索,部分工程技术问题需要解决。
①碾压混凝土裂缝是一个普遍性问题。在确定气温、大气相对湿度、风速及太阳辐射等条件下,研究裂缝开展机理、发展规律及相应的解决方法将是未来的研究内容;此外由于碾压混凝土坝的独特施工方法,层间接触面是坝体的薄弱环节,层间裂缝及渗水是关键问题,应从材料研究入手,解决新型材料、新老材料层面的粘结性、防渗性问题[4]。
②针对严寒干旱地区的气候条件及寒冷干旱地区碾压混凝土坝特殊的施工方法,研究其温度场及温度应力的时空分布变化规律,就干旱条件下水分散失理论进行深入研究,以确定现场碾压混凝土的各项指标(VC值、水胶比及单位用浆量等)满足实验室的设计要求。
③目前对碾压混凝土坝施工期及运行期的温度、徐变应力仿真计算研究的框架己基本建立,但仿真计算参数的选取存在不稳定性,尚待深入研究。
解决上述问题能为我国已建、在建碾压混凝土工程提供可靠的理论支持和技术保障,是推动碾压混凝土筑坝技术发展的重要内容。
参考文献
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关键词：碾压混凝土路面技术条件设备条件施工技术
碾压混凝土路面施工技术是一种水泥混凝土路面施工新技术，具有施工机械通用性好、施工速度快、早期强度高、节约水泥、接缝少等一系列优点。发展这种路面需要那些技术条件呢?目前我国是否具备这些条件呢?下面逐项论述这些问题。
1发展碾压混凝土路面的技术条件
为了说明发展碾压混凝土路面的技术条件，首先让我们回顾一下碾压混凝土路面的发展历程。
早在第一次世界大战前后，比利时、丹麦、德国、法国及其它一些欧洲国家已有人碾压修筑了水泥混凝土路面。但是，由于当时具有的碾压手段难以保证良好的工程质量，这种筑路技术未能得到发展。
1973年和1979年的两次石油危机，导致沥青价格上涨，增加了水泥混凝土路面的竞争力，也重新唤起了人们研究开发碾压混凝土路面的热情。但是，由于设备条件的不完善和施工技术的成套性差，路面平整度等问题未能得到很好的解决，制约了碾压混凝土路面的发展。
80年代，振动压路机和大型沥青摊铺机等强力筑路机械的发展，为保证碾压混凝土路面的施工质量奠定了基础，世界许多国家纷纷投入力量加强碾压混凝土路面的研究开发，碾压混凝土路面施工技术进入了空前的发展阶段。
我国是从80年代初开始进行碾压混凝土路面研究的。1981年安徽省公路局开始进行室内试验，1982年铺筑第一段试验路。1983年、1984年，安徽省公路局和交通部公路科学研究所及江苏省交通厅合作，进行了扩大试验，取得了不少研究成果。1988年开始的国家科技工作引导性项路面发展对策及修筑技术研究》中，又组织江苏省公目《我国水泥混凝土路局、山西省公局和河南省交通厅等单位对碾压混凝土路面修筑技术进行了研究。从施工机械来看，当时进口的大型沥青摊铺等机械还比较少，即使拥有这些机械的单位一般也不愿用来铺筑碾压混凝土路面，只能采用人工或小型机械施工，路面质量难以提高。因此，这一时期的研究成果主要为采用人工或中小型配套机械施工的各种复合式碾压混凝土路面或用于较低等级公路的全厚式碾压混凝土路面施工技术。随着高等级公路的迅速发展，进口的高密实度摊铺机、振动压路机等大型设备越来越多，国内的一些筑路机械生产厂家也纷纷研制或引进技术生产施工机械，因此公路工程单位的大型机械保有量迅速增加，再加上京津塘高速公路等一些工程明确规定水泥稳定基层必须采用“厂拌机铺”，改变了一些工程技术人员的认识，从而为我国高等级公路碾压混凝土路面施工中采用高密实度摊铺机等大型机械创造了条件。1991年在国家“八五”重点科技项目(攻关)《高等级公路水泥混凝土路面材料及应用开发研究》中，交通部组织交通部公路科学研究所、山西省交通厅和广西壮族自治区交通厅等单位进行了碾压混凝土路面成套技术的研究，以应用于高等级公路为目标，从材料、施工技术、抗滑技术、接缝技术等方面进行了系统研究，在路面平整度、抗滑及接缝等方面取得了突破性进展，并取得了一系列配套成果，初步形成了高等级公路碾压混凝土路面施工成套技术。
纵观国内外碾压混凝土路面发展的历程可以看出，影响碾压混凝土路面发展的因素，除经济原因外，主要是设备条件和施工技术两个方面。
下面针对这两方面的内容，分析我国发展碾压混凝土路面的技术条件。
2设备条件
根据碾压混凝土路面的施工工艺特点，要保证碾压混凝土路面具有良好的施工质量，必须保证拌和、摊铺和碾压三道主要工序具备相应的设备条件。
2.1拌和设备
根据国内外经验和试验研究结果，路面碾压混凝土的拌和必须采用强制式拌和机，水泥、水及砂石材料的计量精度达到现行施工规范规定精度即可。这一要求与普通水泥混凝土路面基本一致。
碾压混凝土的稠度对水的变化非常敏感。研究结果表明，混凝土的稠度及其波动是影响碾压混凝土路面平整度的主要因素，而造成混凝土稠度变化的主要原因是混凝土单位用水量的变化，也就是加水量和砂石材料含水量的变化。对于一般拌和机，加水量的控制还是比较准确的，最大的问题就是砂石含水量变化时能否及时检测并自动修正砂石和水的用量。从这个意义上讲，应推荐带有自动检测砂石含水量的拌和机，或配备附加的快速砂石含水量测定系统。从我国目前引进或国产的一些大型拌和设备来看，这一要求是可以达到的。在实在无法满足这一要求时，采用增加砂石含水量的检测频率、及时人工调整的方法也可在一定程度上解决这一问题。
作为碾压混凝土路面施工技术的配套技术，“八五”攻关项目“碾压混凝土厂拌设备的研制”专题也已圆满完成任务，为发展碾压混凝土路面提供了有力支持。
2.2摊铺设备
为了保证路面平整度，摊铺设备应满足以下要求：
(1)保证较好的摊铺平整度。摊铺是碾压混凝土路面施工的关键工序，是碾压等后续工序的基础，只有摊铺出平整的表面，才有可能得到压实后平整的路面。为此，要求摊铺机必须具备工作性能良好的均衡供料系统和自动找平系统。
根据试验路的铺筑经验，采用带强力熨平板的VOGELES—1800和S—2000或ABGTITAN411和TITAN422等机型，对于保证成型后的路面平整度达到3mm的要求是必要的，并且也是可以达到的。
(2)保证足够的预压密实度。超干硬的碾压混凝土材料经沥青摊铺机摊铺后，必须经过大型振动压路机的碾压作用才能密实成型，如果摊铺后的混凝土过于松散，则在压路机的作用下势必会产生推挤，从而破坏路面的平整度；另外，碾压混凝土路面摊铺之后，由于压实的作用，摊铺后的表面将有一定的沉降，基层的不平整将反映到表面来。当基层的平整度一定时，摊铺后的密实度越高，压实沉降量越小(即松铺系数越小)，对摊铺平整度的破坏越小，压实后的平整度越好。根据攻关过程中铺筑的几条试验路的试验，摊铺预压密实度应能在88%以上。
近年来，随着高等级公路的迅速发展，机械化施工已成为公路建设的方向。为了具备高等级公路的施工资格，各施工单位纷纷从国外或在国内购买大型沥青摊铺机等施工机械。据不完全统计，我国仅从德国进口的大型沥青摊铺机(主要是VOGELE和ABG公司的产品)就有100多台，其中1992年以后进口的基本都是配备强力熨平板的高密实度摊铺机。另外，我国江苏、陕西等地的筑路机械生产厂家已从国外购买了一些型号的高密实度摊铺机的生产技术，正逐步实现国产化。国家“八五”攻关项目中亦安排有高密实度摊铺机的研究课题，“九五”期间即可形成批量生产能力。
另一方面，从京津塘高速公路开始，我国近几年来铺筑的高速公路对水泥稳定类基层的施工已要求采用摊铺机摊铺，大型沥青摊铺机只能用于沥青面层施工的观念正在逐步改变。这就为大型沥青摊铺机应用于碾压混凝土路面创造了思想认识上的有利条件。
综合上述情况，将带有强力熨平板沥青路面摊铺机用于高等级公路碾压混凝土路面施工是完全可能的。
2.3碾压设备
碾压是碾压混凝土路面施工必不可少的工序，当混凝土的配合比确定之后，硬化混凝土的强度主要取决于混凝土的密实程度，降低1%的压实度，可造成约0.27MPa的抗折强度损失，可见压实的重要。而压实质量的好坏主要取决于压路机的性能。另一方面，碾压也是破坏摊铺平整度、影响最终平整度的关键因素。因此，选择适宜的压路机是保证路面质量的关键因素之一。
根据碾压混凝土路面施工的特点，压路机的选型总体原则，一是保证能达到预定的压实效果，二是对平整度的破坏最小，三是保证路面表面均匀致密。根据这个原则，我们在对比了多种混凝土路面适宜的主导碾压机械不同型号压路机碾压效果后，认为碾压为：自重10t～12t的振动压路机，振动频率不低于30Hz，优先选用振动频率较大(40Hz以上)的压路机。如有可能，尽量选用双轴振动、多级振动频率和振幅、碾压轮直径和宽度较大的振动压路机。
根据目前国内压路机产品的供应情况，可供选择的有下面几种机型：
戴纳帕克公司CC-41(自重10.5t，振幅35～42Hz)；宝马BW21(自重10t，振频50Hz)；英格索兰DA-50(自重10.2t，振频40Hz)；洛阳建筑机械厂YZ10D(自重10.8t，振频28～32Hz)；徐州YZC10(同CC41)、CA25等。
另外，为了进行终饰碾压(终压)，还要求配备轮胎压路机(15t～25t)或水平振荡压路机。上述碾压设备在目前我国一般大中型公路施工企业中都已属常规设备。即使暂时没有，要重新购置的，不论从货源还是从资金上都是不成问题的。
3施工技术
具备一定性能要求的施工机械设备是发展碾压混凝土路面的必要条件，但要铺筑符合高等级公路要求的碾压混凝土路面，还必须有一套相应的施工技术。从1991年开始，我们在国内外原有成果的基础上，以应用于高等级公路为目标，对碾压混凝土路面施工成套技术进行了研究。经过5年的攻关，在以下几项关键技术上取得了突破，已基本形成了成套的施工实用技术。
3.1提高路面平整度的关键技术
碾压混凝土路面最大的难题是难以达到足够的路面平整度，这也是多年来制约碾压混凝土路面发展的主要障碍。
为了攻克碾压混凝土路面平整度这一世界性难题，我们首先对路面平整度的影响因素进行了深入、全面的分析，并通过大量的室内试验和现场试验进行了研究，提出了如下保证碾压混凝土路面平整度的关键技术。
3.1.1适宜的碾压混凝土稠度指标和集料级配
通过广西田阳试验路6个试验段、山西左云试验路14个试验路段的现场考察和室内试验，研究提出了适宜于大型机械化施工的集料最大粒径20mm、砂率35%～47%的集料合成级配和“半出浆”改进VC值40±5s的稠度设计指标。
3.1.2保持稠度稳定性
通过对造成稠度波动原因的分析和试验，研究提出了包括料场管理、拌和机选择、材料计量、外加剂选择等保持稠度稳定的措施。
3.1.3提高摊铺均匀性
定性和定量研究了减少摊铺过程中离析的措施及影响摊铺预压密实度均匀性的因素，提出了通过“拌和—运输—摊铺”系统分析选择适宜的摊铺速率等保证摊铺作业的连续性、提高摊铺均匀性的技术措施。
3.1.4增大预压密实度
通过对碾压混凝土路面成型机理和摊铺机性能的试验和分析，提出了保证摊铺后预压密实度85%以上的摊铺机(尤其是熨平板)选型要求和熨平板工作参数的选用原则。
3.1.5保证碾压的均匀性
通过理论分析和现场试验，从选择合适的压路机型号与参数(自重10t～12t，振频30Hz以上、振幅1mm以下)、适宜的碾压工作段长度、碾压次序与工艺参数等方面提出了保证碾压均匀性的关键技术。
3.1.6施工缝处理、基层平整度控制等
通过试验路的摸索，提出了施工缝的处理方法、基层平整度的控制原则、合理操作等一系列保证路面平整度的技术措施。
1995年7月完成的山西长治工业性试验路，在规模生产(每台班完成9m×300m以上)条件下，路面平整度水平(按照三米直尺最大间隙≤3mm或连续式平整度仪σ≤1.8mm要求)达到85%以上的高速公路优良标准。1996年铺筑的307国道山西段中碾压混凝土路面推广应用工程(约20km)在路面平整度和日进度指标上均超过了这一水平。因此，可以说从施工技术上已基本解决了碾压混凝土路面平整度这一世界性难题，为碾压混凝土路面在高等级公路上的大规模推广应用创造了条件。
3.2抗滑技术
以前由于路面平整度问题一直没有得到很好解决，碾压混凝土路面一直停留在低速交通阶段，路面防滑问题相应不很突出。但是要使碾压混凝土路面应用于高等级公路，抗滑问题是必须解决的一项关键技术。
为了解决碾压混凝土路面抗滑这一关键技术，“八五”攻关中对自然、洒水加速、缓凝、嵌压、硬性刻槽等抗滑处理方法进行了施工方便性、施工经济性的比较，并对各种抗滑处理方法路面抗滑能力的衰变规律进行了观测。结果表明，采用缓凝法和硬性刻槽法可使竣工时路面构造深度达到规定满足要求。课题组在对表面构造修筑工艺和解决微观构造的技术措施深入研究的基础上提出了碾压混凝土路面的抗滑处理原则：
(1)对于高速公路和一级公路，应采用缓凝法或硬性刻槽法进行表面处理，以形成要求的路表宏观构造。当粗集料抗磨光能力达不到现行规范要求时，需做抗滑表层(一次摊铺碾压成型)。
(2)对于其它等级的公路，可不作任何处理，依靠通车后行车的作用逐渐形成宏观构造，必要时可采取限速研磨措施，加速进程。
采用上述研究成果，基本可以解决碾压混凝土路面的抗滑问题。
3.3接缝技术
碾压混凝土路面由于在材料、施工工艺上与普通混凝土有一定差异，因此在接缝设计及施工上亦有其特殊性。“八五”攻关过程中进行了室内试验、理论分析和现场试验等，提出了碾压混凝土路面从接缝设置原则到施工工艺的成套技术，并在以下两方面取得了突破性进展：
(1)采用碾压混凝土材料的有关参数和路面板的有关指标，对碾压混凝土路面板的温缩应力、温度翘曲应力、干缩应力及荷载应力进行了计算，并结合试验路的观测结果，研究提出了全厚式碾压混凝土路面缩缝间距的建议值为6m～8m。
(2)在不破坏摊铺机结构的情况下，研制出纵缝拉杆设置装置，解决了全厚式碾压混凝土路面无法设置拉杆的世界性难题。
应用上述接缝设计和施工技术，基本上可解决碾压混凝土路面的接缝问题。
3.4其他配套技术
除上述关键技术外，在碾压混凝土材料试验方法、配合比设计方法、材料物理力学性能、外加剂和粉煤灰应用技术、施工质量检测等方面也已形成了一系列配套技术。
根据上述研究成果，已编制出具有指导性和实用性的《高等级公路碾压混凝土路面施工技术指南》(草案)，为碾压混凝土路面施工技术在高等级公路上的应用、修订有关技术规范提供了支撑技术和科学依据。
关键词：水利施工；技术创新；混凝土施工
1水利工程混凝土施工技术创新
1．1混凝土坝的应用
1．1．1利用新型的人工生产系统进行混凝土骨料的加工生产是目前混凝土坝施工中常用的生产方式，通过该施工技术，可以令混凝土坝整体强度得到有效提升，从而满足工程强度需求。
1．1．2利用大型搅拌设备进行混凝土的搅拌可以更好的提高混凝土性能，完善系统作业，这是目前我国水利工程混凝土技术达到国际水平的标志，并且这种方式能够有效提高混凝土的使用性能和强度性能。
1．1.3有效控制混凝土裂缝的产生。通过补偿收缩的方式降低裂缝的产生率，该技术主要利用在坝体的施工中，通过控制混凝土热胀冷缩，从而减少裂缝的出现。主要是控制混凝土结构温度，从而在混凝土表面形成混凝土保护膜。
1．1．4混凝土施工中目前应用效果最为显著的便是组合钢模板技术。施工中模板的使用不可或缺，但是由于模板使用成本较高，同时也对混凝土结构的美观度、质量度都有着很大的影响。尤其对于水利工程这种大型施工项目而言，组合钢模板的应用具有重要意义，不但能够满足混凝土结构质量的要求，同时不会影响混凝土结构的美观，组合钢模板在未来一定会不断的完善，应用也将更为广泛。
1．2变态混凝土的应用
这种混凝土施工技术是我国独创的施工技术，但是在实际的应用中取得了良好的效果，因此在水利施工领域得到了广泛的认可。相比较于其他混凝土，变态混凝土在层面结合方面并没有本质上的差异，但通过对其性能的改良，变态混凝土可以降低混凝土结合不良的问题，无论施工中，现场对混凝土质量要求如何变化，通过变态混凝土的利用都可以予以满足。同时该种混凝土的实用性相对较高，且具有一定的经济效果。这项技术是我国在原有混凝土施工技术的基础上加以改良的创新技术，随着该项技术在实践中不断得到完善，在未来必然会受到更加广泛的关注。
2水利工程混凝土施工特点
不同于普通混凝土施工，水利工程混凝土施工具有一定的技术独特性，与普通混凝土施工相比有着质的不同。首先在设计上，水利工程混凝土施工对于混凝土施工条件以及混凝土强度要求严格，要求混凝土结构在不同环境下满足不同的使用要求，达到不同的效果。对其施工技术特点进行总结主要包括以下几点：首先，水利工程项目施工周期长，时间跨度相对较大，因此混凝土施工的季节性相对较长。其次，由于混凝土施工是水利工程整体施工的主要内容，因此其施工周期相对较长，且工程量也相对较大。另外，由于混凝土施工技术会涉及多学科内容，且施工过程中容易受到外界环境和因素的干扰，因此其施工技术相对复杂。最后，由于混凝土本身特性，要求施工过程中必须严格控制温度，以保证混凝土结构质量。
3水利工程混凝土配料要求
3．1要求
配料质量直接影响着混凝土整体强度，因此在施工过程中首先需要保证配料符合混凝土设计要求，同时配料的和易性也需要满足混凝土的设计要求，即保证配料的粘聚性、流动性以及保水性等能够满足混凝土和易性要求。在施工中混凝土在流动的状态下能够均匀密实的填满模板，这种性能便是流动性，混凝土的流动性会直接影响结构质量能否满足设计要求，并且混凝土的坍落度也受到流动性的影响。除此之外，浇筑施工、振捣作业的难易、施工周期都会受到混凝土到场后其流动性的影响。流动性符合施工设计要求的混凝土能够满足施工质量保证需求，反之则会影响混凝土质量。而混凝土离析现象的发生是影响混凝土质量的关键因素，离析问题主要发生在浇筑和运输过程，而离析问题的最本质起因是由于混凝土粘聚性不良。产生离析的混凝土在入模后拌合物无法保持整体性，并且经过振捣其均匀性发生改变，混凝土混合料中骨料不受水泥包裹而向上走，水泥则下沉，导致表面只有骨料。另外，混凝土的密实度差、保水性差都会影响混凝土结构质量，降低混凝土的耐久度，其结构的使用寿命也必然会受到影响。
3．2预防裂缝
3．2．1配料应当严格遵守设计配合比进行，在建筑混凝土过程中严禁现场加水，并且应当合理地安排施工顺序。此外，为了防止产生薄弱部分，在建筑过程中，停留在交界面的时间不宜过长。为了防止相邻坝块之间过大的侧面和高差的暴露，在建筑混凝土时应当采用均匀上升、薄层以及短间歇的方法防止建筑过程的停歇。并且施工中也需采取以下必要措施：混凝土初凝后，二次抹面，清除积水以防产生早期干缩裂缝。混凝土拌合人员在混凝土坍落度选择时需及时联系工地现场技术人员，调整混凝土的配合比时要以构件截面大小、配筋疏密和施工振捣等因素作依据。坍落度在钢筋较密或构件截面较小时变大，在特殊的浇注部位如斜坡等时减小。3．2．2混凝土原料决定了混凝土品质，原料的品质以及配合比是决定混凝土力学、热学等性能的关键，科学合理的原料可以降低混凝土裂缝的产生，提高其抗裂、绝热能力。因此利用对混凝土水化热的控制可以有效减少混凝土结构内外温差。在实际应用中可以选择降低水泥用量以减少混凝土凝结过程中的水化热，或选择低热水泥。通过降低用水，加入外加剂提高混凝土和易性以及强度。此外加入适当的减缩剂以及膨胀剂可以降低材料膨胀系数，选用级配材质适宜的骨料可避免收缩过量产生的收缩裂缝。通过控制水灰比，可以有效降低强度离差系数，控制砂中含水率，也可以提高混凝土强度。结构强度的增强能够有效降低混凝土固结过程中各类裂缝的产生率。
4搅拌以及浇注需要注意事项
冬季混凝土的性能受到温度影响会有所下降，但是在实践中发现，只要令新拌和的混凝土还温，令其强度达到临界点，就可以降低冻害对混凝土的影响。通常使用的措施有：
4．1防冻剂的使用
在冬季混凝土施工为了保证混凝土材料性能通常会使用暖栅、电热法以及蒸汽法对其温度进行保证，但是相对于这些方式，添加防冻剂不但可以降低投资成本和设备维修养护费用，在能源消耗的降低方面也效果显著，是一种较为简单实用的措施。
4．2蓄热保温措施
蓄热保温是目前冬季水利施工中，混凝土施工应用最为广泛的措施。这是由于该种措施成本较低，且操作简单。主要将覆盖物覆盖到混凝土结构上，由此降低混凝土水泥水化热产生的温度的散失，从而保证混凝土入模后不会受到外界环境温度的影响。一般覆盖材料有岩棉被、塑料膜等，或用草袋、草帘、锯末、稻壳等来避免火灾。岩棉被或塑料膜是最好的选择，保温保水。
5结束语
通过上述分析可以看出，我国水利工程混凝土施工技术在实践中得到了完善发展，水利施工中，混凝土工程作为其最为核心的施工内容，对其施工技术的研究改进对推进我国水利建设事业的发展具有重要意义，同时也是对水利工程施工质量的有效加强。这就要求水利工程混凝土施工技术人员在实践工作中不断总结经验，以创新的思想开拓新的技术领域，更好的发展我国水利事业，令其发挥利国利民的作用。
作者:吴占森 单位:黑龙江省水利水电集团第二工程有限公司
参考文献
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在进行桥梁工程施工的过程中，要不断的完善现有的桥梁工程技术，并在完善桥梁工程技术的过程中，多方面寻求帮助，提升桥梁工程的施工效果。具体的来说，就是在进行桥梁工程的施工过程中，通过扩大桥梁工程的施工技术交流，来满足桥梁工程事业的发展。与此同时，在进行桥梁工程建设的过程中，也要充分的注意到对于恶劣的施工环境的低于情况。在本文中，就将具体的介绍对于水泥混凝土有着较大伤害的冬季天气的情况下，进行桥梁工程施工所要注意的问题，并针对这些问题提出相应的解决方案。
2桥梁工程混凝土冬季施工技术的应用探讨
2.1制作并安装钢筋笼
目前，在采用混凝土冬季施工技术进行桥梁工程施工的过程中，制作并安装钢筋笼也显得至关重要。首先，钢筋笼的制作。由于冬季环境的温度较低，因而需要考虑到低温对桥梁工程施工过程的影响。同时，桥梁工程施工还需要尽量选用整个钢筋作为主要的支撑力量，以提高钢筋笼的质量。第二，钢筋笼的安装。在按照钢筋笼之前，还应该采取探孔器对钻的孔进行严格的检测，并且根据孔的直径确定探孔器的直径，以保证安装过程的顺利完成。一旦在安装钢筋笼的过程中出现问题，一定要预先查明出现问题的原因，以防止出现坍塌事故。
2.2混凝土拌制
在桥梁工程冬季施工的过程中，混凝土一般都是在桥梁工程施工现场当场搅拌的，因而需要从搅拌的过程中就开始对混凝土的质量进行控制。在进行施工的过程中，要从以下几个方面进行对水泥混凝土材料的质量保证：首先，在进行水泥混凝土制备的过程中，要保证进行水泥混凝土制备的材料的配比处于正常的范围之内，并且通过该配比所制备出来的水泥混凝土材料的性能可以满足实际的施工需要；其次，在进行施工的过程中，要保证进行施工的水泥混凝土材料的质量可以满足实际施工的需要，保证桥梁工程的安全完工；最后，在进行水泥混凝土制备的过程中，要保证水泥混凝土材料的制备符合相关的规章制度，满足桥梁工程的实际需要。
2.3混凝土冬季灌注施工
在采用冬季混凝土施工技术进行桥梁工程施工时，一定要保证混凝土泥浆的量足够。尤其是第一次混凝土泥浆的灌注，严格禁止灌注泥浆的量不足，这就会给后续的工作带来严重的影响。灌注泥浆的时间还应该根据混凝土凝固的时间来确定，尤其是在水下进行灌注施工时，更加要在灌注泥浆前对混凝土进行严格的检查，同时，还要严格控制灌注的速度。
3桥梁工程中混凝土冬季施工技术介绍
3.1采用降温管降低混凝土内部温度
在采用降温管降低混凝土内部温度的过程中，应该保证混凝土内部的温度与外界环境之间温度的差距，同时及时对水的温度进行调整。由于冬季温度较低，因而一般不需要再利用冷凝水进行温度的调整。但是，需要保持混凝土内部的稳定满足设计的要求而不能过低。
3.2通过混凝土配合比设计降低水泥水化热
在桥梁工程中采用混凝土冬季施工技术时，混凝土原料的配比能够提高混凝土的均匀性，提高混凝土的抗裂缝能力，主要包括石子的选用和细沙的使用。当然，在混凝土中加入一定量的复合多功能超细粉，以保证混凝土的密实性，还能防止混凝土出现离析现象，最后通过实验得出混凝土最优的原料配比。混凝土配置的过程中，可以加入一定量的缓凝剂，以延长混凝土凝固的时间，改善混凝土的一些性质，同时，减少混凝土制备时的用水量，水热化的作用。
3.3材料预升温
由于温度对钢筋混凝土的质量有很大的影响，因而掌握天气资料比较重要，以便在进行桥梁工程混凝土施工时，使得施工人员了解外界的温度，就能够很好地在施工过程中控制的混凝土的温度，也要防止桥梁工程的施工与阴雨天气避开。尤其是在冬季，外界环境的温度一般较低，并且温度对混凝土材料的影响很大，因而需要通过预升温，以保证桥梁工程中混凝土冬季施工的温度能够满足材料对温度的要求。因此，对配置混凝土的材料进行预升温处理非常重要。
3.4混凝土冬季施工技术
为了避免由于混凝土的施工技术不到位而影响桥梁工程冬季施工的质量，提高混凝土的耐久性，还要提高桩基约束对混凝土造成问题的抵抗力，降低混凝土出现裂缝的现象，混凝土的浇注过程一般采用一次性浇注的方法。同时，桥梁工程每一段厚度和质量要求都不一样，使得浇注混凝土的顺序和方向也不同，为了防止桥梁工程出现裂缝，应该加强相邻桥梁段之间的浇注工作.同时，对配置混凝土的水灰比也要进行较好的控制，尽量使得混凝土搅拌的均匀，当然，为了提高混凝土的密实性，可以在桥梁的一侧设置一些预留孔。最后，采用不同规模的钢管将混凝土送入到模板的底部，保证混凝土不发生离析现象。
4结论
第一是对混凝土进行拌合，在对材料进行确定之后，必须做好抽样调查来对配合比进行检验，对于传统经验的配比要避免，在对混凝土的配合比确定之后要对其进行拌合工作，在施工的过程中必须要对含水率进行调整，然后向搅拌机当中放入材料时应该控制在机具的额定容量之内。第二是混凝土的运输，在对混凝土进行运输的过程中，要采取不同的方式对其进行运输，垂直运输的过程中通常是采用提升架等，在现场对混凝土进行搅拌的过程中通常采用手推车。在楼面上进行运输主要采用的是手推车，运输的过程中必须保持其均匀性，以免使其流动性降低。第三是混凝土的浇筑，在浇筑之前必须要对钢筋以及模板进行检查，以此来保证具有混凝土浇筑条件，同时也能保证混凝土浇筑的方法合理。在浇筑时应该满足混凝土的下落高度不小于三米，要是采取分层浇筑的过程中必须要对钢筋的密集程度特点进行结合，对每一层的高度进行决定。第四是混凝土的振捣，在混凝土浇筑完成之后要对其进行及时的振捣，其作用主要使混凝土充满到模板的每一个角落，进而使其密实度能够获得最大。第五是混凝土的养护，在混凝土浇筑凝固之后要对其进行及时的养护工作，从而使混凝土的硬化能够有所增加。在养护的过程中要保持混凝土处在一个湿润的情况下，通常养护主要是在混凝土的表面进行洒水，同时要在上面盖上草帘，养护的时间通常是在十四天以上。
2施工过程中的质量管理
2.1对质量影响的因素分析
第一混凝土的配合比，关于混凝土的质量其影响之一就是配合比，并且要满足混凝土配合比必须要满足施工技术的要求，以此来保证施工的质量。然而关于一些科学部门所配合出来的混凝土配合比并不是就能够满足施工的要求，在建筑工程的施工现场如果混凝土的运输设备以及温度等方面出现变化的时候，那么必须要根据所发生变化的情况来对配合比进行及时的调整。第二是混凝土的和易性，其主要就是混凝土在搅拌过程中出现流动性以及保水性等性能的综合。要是混凝土的和易性不好那么就可能会导致出现离析的情况，或者出现混凝土的振捣不实等情况。只有在混凝土具有着良好的和易性才能够方便对其进行振实，同时也能够保证混凝土不出现离析的情况。第三是在振捣的过程中如果没有对混凝土进行充分的振实，那么将会对混凝土最后的质量有着直接的影响，因为混凝土在振捣的过程中如果没有振实，导致混凝土出现蜂窝麻面等情况。因此施工单位必须要重视混凝土的振捣情况，要对其进行严格的处理，同时在振捣的过程中必须要由专业人员进行处理，以此来保证混凝土能够振实。
2.2对混凝土施工过程中的控制
第一是对供应商进行控制，在对商品混凝土进行选择的过程中，必须要选择资质高的供应商，同时要安排好混凝土的搅拌桩和施工单位的距离进行计算好，要选择一些合理的路线以及车辆，以此来保证混凝土的质量。第二是对施工操作进行控制，必须要根据科学合理的安排建筑施工的速度，同时也要保证施工的操作要严格的根据有关程序进行操作，严谨出现盲目的赶工。在混凝土浇筑的过程中不可以踩踏钢筋，同时也要不对预埋的线管进行移动，以此来保证混凝土的操作质量。
3总结
