机制砂在泵送混凝土中的应用及施工控制

摘 要：在建设工程施工中，一般在资源有限或者交通不便的山区，混凝土中的细骨料都只能采用机制砂，由于机制砂的料源因素和生产工艺限制，让其很容易对混凝土施工质量产生影响。本文以机制砂泵送混凝土为研究对象，结合云桂铁路中以则双线特大桥的工程实际情况，在详细研究机制砂泵送混凝土原材料性能的基础之上，提出了不同类型的泵送混凝土配合比设施方案，通过对各项相关指标的试验比较，分析得出了最为合理的机制砂泵送混凝土配合比设计方案。在此基础之上，又针对在将该种机制砂泵送混凝土应用于工程实践施工中应注意的控制要点予以了详细研究，为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的意见与建议。

关键词：高墩施工；机制砂；混凝土；控制要点

中图分类号：TU37文献标识码： A

混凝土作为建筑结构的主要材料，砂是混凝土的主要原料，主要包括机制砂与天然砂两种。受自然因素影响，天然砂越来越不能满足快速增长的混凝土需求，特别是在西南地区。如果过度开采天然砂，还会增加环境压力，所以通过机制砂替换河砂逐渐成为混凝土施工的趋势。

在中以则双线特大桥高墩施工中，该桥总计长度1394.37延米，最高墩高达70米，该桥主跨为预应力混凝土连续梁结构，采用挂篮悬臂浇注施工，属于重难点工程。由于地形崎岖、通行不便，并且当地没有河砂，所以桥梁下部结构混凝土都使用机制砂，都来源于粉碎的岩石。受石质影响，石粉棱角相对较多、含量偏大，一旦遭遇阴雨天气就会日很容易出现板结现象。因此，在施工中，必须从方面做好施工与管理工作，确保施工质量。

机制砂生产工艺图

机制砂是除了风化岩石、软质岩外的岩石，通过机械开采、破碎、筛分形成的粒径为0-4.75毫米左右的岩石颗粒。因此，机制砂混凝土施工中，必须选用恰当的施工材料，通过运用高性能聚羧酸减水剂，添加的粉煤灰占胶凝材料的30%，能够有效降低砼离析现象以及生产成本。通过应用合适的配合比，根据施工存料状况，在大面积砼施工前，对其进行现场测试和施工配比调整，从而让现场施工和配合比始终符合。

同时，还必须根据粗骨料的最大粒径、泵送高程、泵送压力，选用恰当的壁厚、管径。在管道设置中，通过减小阻力等方式，选用恰当的插管、水平管，减小由于高差出现的逆流压力。当砼很难泵送时，除了要调整配合比外，还必须将拌制好的砼添加适量的缓凝型外加剂，这样出现长时间的堵管也很容易清理。对于已经发现的堵管现象，一般采用反泵循环的形式进行处理，并且替换管道。

一、确定混凝土配合比中的原材料

1.1 骨料配置

在高墩施工机制混凝土施工中，对于细骨料机制砂的选择，选用级配良好的粗砂，石粉含量控制在5%~7%，砂率为43%。对于粗骨料，要求是输送管径和最大粒径之比，泵送比例在1：3之下，泵送高度不超过50米；当泵送高度在50到100米之间时，粗骨料比例要求控制在1：3到1：4之间；当高度在100米以上时，则必须控制在1：4到1：5之间。对于针片状型颗粒含量通常控制在5%以内，碎石级配使用连续性级配。

1.2 原材料选用

在这次施工中，水泥使用的是曲靖昆钢嘉华水泥生产厂的P.O42.5普通硅酸盐水泥；粗骨料的石质为石灰岩，各种性能指标都满足使用要求，碎石分为三级配：5~10mm、10-20mm、16-31.5mm三种单粒级碎石规格，并且根据3：5：2的比例掺配成5~31.5mm的连续级配碎石，三种级配掺配起来的使碎石连续级配更稳定，质量更有保证。

在细骨料机制砂的选用中，由于机制砂生产工艺限制，相对较粗，机制砂的细度模数为3.1~3.3，我们采用二次破碎的方法，很好的控制了机制砂的含泥量，石粉含量控制在5%~7%左右，亚甲蓝MB值小于1.4，拥有较多的棱角。

在掺合料中，通过大量掺加粉煤灰，达到胶凝材料的30%，能很好的增加混凝土的流动性，并有效的降低了水泥的水化热。

在应用外加剂时，通过高性能聚羧酸减水剂，在降低30%减水率的同时，增加缓凝成份。

在对水的选用中，使用的是生活用水，并且各种指标都能满足生产需求。

二、确定高墩施工泵送砼配合比

1.1 水胶比和粉煤灰的确定

在高墩混凝土施工中，根据机制砂特征以及砼泵送技术，不同强度等级的混凝土水胶比选择不同， C35混凝土水胶比定为0.43；在粉煤灰拟定中，对高墩施工机制砂具有重要作用，尤其是在掺加定量的粉煤灰后，能很好的改善砼的拌和物性能。根据现行施工标准及规范，并根据相关试验数据为依据，粉煤灰掺量定为30%。从此次调研情况来看，大部分发电能力较大的电厂，都能生产出满足施工的粉煤灰。这次施工使用的需水量比、细度、烧失量都能满足施工要求。从配合比适配过程来看，不同强度等级的机制砂泵送混凝土，粉煤灰的掺量不同。

1.2 确定砂率

在高墩施工中，由于机制砂普遍存在级配不良的现象，并且含有定量石粉，而石粉对改善水泥用量和砼工作性能也有重要作用。如果石粉含量过低，就会让搅拌的混凝土很容易出现离析现象，最后对泵送、粘聚性造成影响，这样不仅会增加胶凝材料用量，还会加大施工成本。如果石粉含量过高，就会提高水胶比，影响强度。通常，将石粉含量控制在5%~7%最理想，对于强度等级较高的砼，石粉含量控制在5%左右。对于砂率的掌控，根据机制砂的生产工艺限制，细度模数一般控制在3.1到3.3之间；对于3.1到3.3之间的粗砂，砂率控制在42%到45%之间；如果砂子过粗，必须在保障混凝土拌和物满足要求的基础上，使用砂率较大的，并且根据机制砂具体情况，将砂率控制在44%，保障施工质量。

三、机制砂在泵送混凝土中的施工控制

1.1在高墩混凝土施工中，机制砂和普通河砂不同的是，机制砂混凝土的保水性与粘聚性很难控制，含气量相对较小，单位容量比较大，容易离析，一旦出现离析，泵送管道就会堵塞，给混凝土施工造成很大的损失。并对混凝土的内在质量产生很大的影响，在泵送混凝土参数中，泵送高度一般控制在-10米到+130米；泵管直径为125毫米；在HBT80C型号的泵送机中，最大压力为32MPa；坍落损失值为3到4cm/h。

1.2针对泵送混凝土而言，在泵送混凝土操作之前，工作人员需要先以清水进行泵送操作，检查管道的密封性，同时可清洗泵送管道，再用与混凝同配比砂浆入泵进行操作，在完成以上处理的基础之上方可进行混凝土的泵送作业。通过此种方式，可以显著提高泵送管道的洁净性以及性，有利于保障机制砂泵送混凝土泵送作业顺利进行。

1.3在机制砂泵送混凝土施工现场的搅拌作业过程中，需针对混凝土的搅拌时间予以合理延长，混凝土的搅拌时间宜不少于120秒。通过试验对比表明：合理延长混凝土的搅拌时间能够在一定程度上实现对混凝土和易性性能的改进，同时还可达到提高泵送混凝土粘聚能力以及保水能力的重要目的。还需要特别注意的一点是：在施工现场对机制砂泵送混凝土应当就振捣时间予以合理缩短，通过此种方式，最大限度的控制机制砂泵送混凝土中存在的泌水问题，同时也可以避免泵送混凝土表面形成疏松层和蜂窝麻面现象，而对其强度及耐久性能的产生不良影响。

1.4在机制砂泵送混凝土施工现场的拌制、运输、浇筑过程中，应当尽可能的避免出现停泵问题。若受到客观因素影响而不得不中断泵送作业，则需要严格将持续中断泵送的时间控制在30min时间范围之内。不仅如此，在中断过程当中还应当定期操作泵分别沿正向及反向进行一定次数的运转。利用此种方式，避免在泵送作业的过程出现堵管和混凝土出现离析等问题。

1.5在机制砂泵送混凝土浇筑完毕，应当安排专人及时对混凝土进行合理的有效保温保湿养护。避免在机制砂泵送混凝土养护期间，因湿度不够使混凝土表面产生干缩性裂缝。

高墩泵送混凝土施工图

四、结束语

不管是从机制砂生产工艺上，还是从施工生产实践中来看，机制砂混凝土的拌和物性能与河砂都具有明显的差异，特别在高墩施工具有更重要的影响。因此，在实际工作中，必须根据混凝土配合比中的各种原材料进行严格控制，择优选用。根据施工工艺及原材料进行优化配比；在优化配比以及加强施工控制的同时，提高机制砂在泵送混凝土中的质量保证。

参考文献

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