第九章 新工艺、新技术、新材料的应用
我公司在北京地区施工过许多类似工程，在与本工程相似的条件下，我们掌握着多项新技术和新材料的应用，我们希望在本工程中继续使用这些新技术新材料，为济南市基础设施的建设做我们的贡献。
从混凝土的原材料和配合比、施工工艺、混凝土成型和养护方法提高混凝土耐久性
现浇混凝土产生裂缝的主要因素有混凝土原材料、配合比、养护工艺、水泥水化热、气温变化、内外温差、混凝土收缩、设计、模板、钢筋约束以及基础约束等。
内外温差造成表面裂缝。由于混凝土内部和表面的散热条件不同，造成墙体温度内高外低，形成的内外温差。对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，内部温度越高，内外温度梯度越大，裂缝产生的危险性也越大。内部的温度高低与水泥品种和用量、保温条件等有关。水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。
墙体平均温度和墙基础温度差过大是造成贯穿裂缝的主要原因。墙体平均温度越高，与基础温差越大，温度变形也越大，开裂就越严重。尤其是在炎热夏季施工，混凝土入模温度高，白天施工时混凝土入模温度常达到35℃以上。
因此，我们在施工中从以下几个方面来控制结构裂缝。
从混凝土的原材料和配合比来控制
a．水泥品种选择和水泥用量控制
大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚并难于散发，使混凝土出现早期升温快且高和后期降温，产生内部和表面的温差。降低温度的措施是选用低热矿渣硅酸盐水泥或掺用混合材较多的普通硅酸盐水泥。再有，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。工程实践表明，单方混凝土水泥用量增减10kg，其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1℃。
b．掺加掺合料
混凝土中掺入一定数量的优质I级粉煤灰，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，改善可泵性。
掺加粉煤灰可以减少水泥用量之后，可以大大降低混凝土反应水化热，减少混凝土绝热温升，改善混凝土的后期强度，克服了初期强度增长较快、较高，后期强度增长缓慢的缺点。经验表明，掺粉煤灰混凝土的温度和水化热，在1～28天龄期内，大致为：掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数，即掺加20%粉煤灰的水泥混凝土，其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80%，可见掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。
c．优选外加剂
掺加具有缓凝、减水、增塑、引气作用的泵送剂，可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。由于其缓凝作用，使水泥水化反应变缓，能有效降低水化热，推迟放热峰出现的时间和降低热峰值，因而减少温度裂缝产生。
d．优选粗细集料
粗集料：要优先选用天然连续级配的粗集料、使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减少水化热。本工程中根据当地实际情况，优先选用山碎石。
细集料：宜采用级配良好的中砂。实践证明，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20～25kg/m3，可降低水泥用量28～35kg/m3，因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。
从施工工艺上控制
a．控制混凝土出盘温度和入模浇筑温度
混凝土的浇筑应在适宜气温时进行，冬季浇筑混凝土温度不宜小于5°C，夏季混凝土最高浇筑温度不宜超过28°C。
降低混凝土的出盘温度和入模浇筑温度，有效的方法是降低原材料温度。混凝土中石子比热较小，但每m3混凝土中石子所占重量最大，重点采取措施降低石子温度。在气温较高时，可以在砂石堆场搭设遮阳棚，减少太阳辐射的蓄热，还可向集料喷淋雾水，或者在使用前用冷水冲洗集料降温。重点控制水泥温度。
再者，就是降低混凝土拌用水温度。可以采用在搅拌混凝土时加冰屑冷却的方法。除此之外，搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的辅助措施。
严格控制混凝土表面和内部温度的温差，其温差不应大于20°C。
b．施工工艺改进
混凝土搅拌：搅拌时间过短，混凝土匀质性不够，容易造成泌水、砂线、减水剂泛出、掺膨胀剂时体积安定性不良等缺陷，降低混凝土抗拉强度和抗裂性。
振捣工艺：对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振捣，可排除混凝土因泌水在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。
养护工艺：混凝土养护主要是保持其适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。并便于其散热时间延长，其强度和松弛作用得到充分发挥， 降低混凝土总温差使产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止贯穿裂缝的产生。短龄期的混凝土，仍然处于凝结、硬化过程，水泥水化速度较快。适宜的潮湿条件下，有利于水泥的水化充分、完全，从而提高混凝土的抗拉强度，还可以防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。
从混凝土成型和养护方法上控制
在施工过程中，应严格控制混凝土原材料质量，严格按混凝土的配合比拌制混凝土。混凝土的坍落度要控制好，泵送混凝土的入模坍落度不宜超过200mm。
为防止或减少混凝土表面的龟裂现象，必须重视混凝土表面的二次抹压工作。抹压的次数和时间要掌握好，可有效地减少混凝土表面龟裂现象。
补偿收缩混凝土的养护工作是很重要的。养护不好，照样会产生裂缝。水平的混凝土洒水、蓄水或覆盖养护均可，但墙体洒水养护不易做好，也不好覆盖，为此，我们采用延长模板的留置时间、在水平施工缝上浇水的养护方式进行混凝土的养护工作，模板的留置时间一般要求不低于7天。采用这种养护方式，既能减少混凝土本身的水分的散失速度，又保证了墙体混凝土在早期处于一个相对地较稳定的温度、湿度环境，避免了风速、太阳暴晒等引起混凝土急剧干缩的因素，有效地控制了墙结构易产生竖向裂缝的现象。
当拆模较早，墙体内部水化热没有充分降下来之前，严禁刚拆完模板即用大量流水养护，特别是不宜使用温度较低的地下水。
TKG孔道灌浆剂的应用减少预应力损失，延长桥梁使用寿命
现浇混凝土预应力箱梁施工完成后，往往会产生沿波纹管孔道方向的裂缝，其中很重要的一条原因就是施工时，在夏季浆液稠度较大，往往可灌性很差，浆液又不在梁附近搅拌，加水具有随意性，W/C控制很大，浆液极易泌水，同样不能被浆液重新吸收回，水存留在波纹管中，冬季水结冰体积膨胀使管道破裂。由于浆体严重泌水，水浆分离，尽管保温时间很长，仍然防止不了水受冻膨胀开裂。
因此，在工程中，我们将使用一种新的材料，一种专用的灌浆剂（TKG高性能无收缩防腐蚀后张预应力孔道灌浆剂），TKG灌浆剂具有优良的可灌性、物理力学性能和护筋性能，适合在工地现场使用。本灌浆剂可以减少浆体的泌水量，加强浆体自身吸收。
同时施工工艺上采用二次压浆技术，先压出波纹管中的积水，直到压出浆液的稠度和搅拌浆液一样，封闭保持恒压，可以排挤出一次压浆产生的泌水。冬季施工灌浆完毕后，及时采取保温措施，防止浆体受冻。
高强度混凝土垫块的应用提高混凝土的质量
为防止结构物钢筋的腐蚀，钢筋外侧必须有一定厚度的混凝土保护层，阻止钢筋被腐蚀。需注意的是，保护层的厚度应该均匀一致并符合设计净空要求，否则在保护层较小处就易形成薄弱点，达不到耐久性要求，必须严格控制钢筋绑扎尺寸、位置。在现浇混凝土箱梁施工中，箱梁内模的重量压在底层钢筋上，而常用的垫块（塑料垫块或砂浆垫块）强度达不到设计要求，在混凝土浇注前由于钢筋绑扎、模板支搭及施工人员踩踏等原因会发生不同程度的破碎，从而导致混凝土保护层厚度不够。
本工程中拟采用一种新型的高强度混凝土垫块，强度可达到C80，混凝土内部掺加了有机纤维，能很大程度的提高垫块的强度，保证保护层的厚度。
