1.概述
安慶長江公路大橋位于安慶市區(qū)東側(cè)河段，接國道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，施工工藝采用高揚程泵送，要求混凝土具備高強高性能大流態(tài)工作性。
索塔混凝土配合比設(shè)計在混凝土施工前6個月開始進行，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、高性能的C50索塔混凝土配合比。
索塔塔柱共分44×2個節(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8個半月。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)護措施，混凝土生產(chǎn)順利，速度快，最快時兩天完成一節(jié)段(夏季)，混凝土質(zhì)量均勻、密實、穩(wěn)定，外觀缺陷，經(jīng)多方檢測，達到優(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，下面從混凝土配合比設(shè)計、施工工藝、質(zhì)量控制等方面談一點粗淺的見解和體會。
2.混凝土配合比設(shè)計
2.1 C50索塔混凝土應(yīng)具備的特點
(1)高性能：拌和、運輸、澆筑時具有很好的流變特性，高流動性(塌落度在20cm以上)、不泌水、不離析、塌落度經(jīng)時損失小，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，不易產(chǎn)生各種裂縫；
(3)高強度：早期和后期強度均較高，而且早期強度上升比較穩(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，使用壽命達到100年以上。
2.2 配合比設(shè)計思路
為了使混凝土滿足要求，從以下幾點著手：
(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)時損失小、大流動、粘聚性好，混凝土均勻、密實、穩(wěn)定，外觀氣泡少，強度高、耐久性強。例搭配、砂率人小、水膠比大小、外加劑摻量等綜合對比分析，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)時損失快，初凝時間短，水化熱較高，故未采剛)，經(jīng)南京工業(yè)大學(xué)對各項指標(biāo)進行檢測，結(jié)果如下表1-表4。
水泥品質(zhì)綜合評述：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高強高性能混凝土。
(2)粉煤灰：因磨細(xì)礦渣成本較高，同時料源緊張，而粉煤灰成本低、水化熱相對低、水化熱相對也要低些，料源充足，故外摻料選擇I級粉煤灰。經(jīng)過大量調(diào)查研究，選擇了運距較近、品質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定的馬鞍山第二發(fā)電廠生產(chǎn)的l級粉煤灰。經(jīng)檢測其化學(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性能混凝土的關(guān)鍵。
根據(jù)索塔混凝土的強度、耐久性、工作性、外觀質(zhì)量要求，我們重點選擇了常用的萘系、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行大量試驗、比較分析。減水劑性能試驗采用的配合比如表7所示。試驗結(jié)果如表8-表10所示。
由上述試驗結(jié)果可知：JM-VⅢ和JG-2A均能滿足性能要求，但經(jīng)過現(xiàn)場模擬試驗塊發(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30％，早期和28d強度均較高，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，立即產(chǎn)生泌水粘底，摻量偏小時，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且粘聚性和保水性好，出機塌落度為200mm時，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，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，混凝土強度也很高。
三類高效減水劑試驗結(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)主對內(nèi)在和外觀質(zhì)量要求都特別高，雖然SP-8N價格較高，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，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、堅固性質(zhì)量損失均比較低，有機質(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高強高性能混凝七。
(5)粗集料：粗集料的品質(zhì)在高強高性能混凝土中起重要的作用。除了石質(zhì)本身的強度要求較高(達到混凝土強度等級兩倍以上)外，其最人粒徑和級配、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)級配較為適宜，因為用這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、顆粒界面強度高，同時提高混凝土的抗?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)性和強度，而且給泵送增加難度。
安慶原有采石場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，檢測結(jié)果如表15所示。
