机制砂配制高强泵送混凝土施工技术

[摘要]天然砂资源逐步减少、砂质量下降，混凝土用砂供需矛盾尤为突出，机制砂使用是解决该矛盾的有效手段之一。本文以思南至剑河高速公路第十七合同段为例采用机制砂配制高强泵送混凝土。采用机制砂配制高强泵送混凝土不但要满足强度要求，还要求有较好的工作性便于泵送，值得深入研究和总结。

[关键词]机制砂 泵送混凝土 施工技术

[中图分类号]TQ639.2 [文献标识码]B [文章编号]1672-5158（2013）06-0257-01

目前我国多数地区应用的是天然砂，天然砂资源是一种地方资源、是短时内不可再生和长距离运输的，随着基本建设的日益发展不少地区出现天然砂资源逐步减少、砂质量下降、限采或禁采天然砂的情况，混凝土用砂供需矛盾尤为突出，而砂的价格越来越高，影响了工程建设的进展。思南至剑河高速公路第十七合同段没有天然中粗砂，只能采用机制砂拌制混凝土，该标段桥梁上部结构设计采用高强混凝土，泵送垂直距离高，因此，采用机制砂配制高强泵送混凝土不但要满足强度要求，还要求有较好的工作性便于泵送，因此值得深入的研究和总结。

1 工程简介

舞阳河特大桥位于镇远县城西侧，舞阳河上游。该桥受线形、地形、地质及该桥前后隧道等影响，大桥左右两幅完全分离，左幅桥设计起讫桩号为ZK120+980-ZK121+645.92，跨径布置为（2×40m）连续T梁+（115m+2×180m+110m）连续刚构，总长656.92m；右幅桥设计起讫桩号为K120+971.6～K121+653.32，跨径布置为（2×40m）连续T梁+（115m+2×180m+115m）连续刚构，总长681.72m。

主桥桥墩采用双肢等截面矩形空心墩，3#、4#、5#主墩墩身截面尺寸分别为900cm×480cm、900cm×420cm、900cm×350cm；左线墩身高度分别为101.000m、118.980m、64.960m；右线墩身高度分别为101.153m、119.113m、65.113m；混凝土强度设计为C50。

主桥跨径布置为115m+2×180m+110（115）m，单箱单室箱形截面，混凝土强度设计为C55。

2 原材料的选择和控制

2.1 C55高标号混凝土的技术要求

根据公路桥涵技术规范JTG/T FS0-2011和贵州省高速公路机制砂高强混凝土技术规程DBJ52-55-2008的要求。（1）胶凝材料用量不大于530kg/m3（泵送）（2）砂率为37%45%。（3）矿物质掺量不大于25%（4）机制砂粉尘含量BM

2.2 原材料技术要求

2.2.1 水泥

水泥宜选用品质稳定、标准稠度低、强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥。水泥的技术要求除应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175）的规定外，尚应符合下表的规定。（见表1）

2.2.2 细集料

细集料宜选用级配良好、质地均匀坚固、吸水率低、空隙小、细度模数2.6～3.2的机制砂，粉尘含量≤7%。

2.2.3 粗集料

粗集料宜选用质地均匀坚硬、粒形良好、级配良好、线胀系数小的洁净碎石，压碎值小于12%；碎石应该采用二级配或多级配，其松散堆积密度应大于1500Kg/m3；粗集料的最大粒径不宜大于25mm。

2.2.4 粉煤灰

采用I级粉煤灰，各项目技术指标均满足规范要求。

3 配合比设计过程

与普通混凝土相比，高强混凝土在配合比方面的区别是低水灰比、多组分。由于高强混凝土多组分特点，目前还没有成熟的配合比没计方法，只能参照有关资料和经验通过试验对比来确定。根据相关研究理论认为：水泥浆在混凝土中所占的比例以35%为最优，过多的浆体对混收缩等体积稳定性不利。过低时拌和物和易性较差，由于高强混凝土的强度与用水量呈线性关系。因而对C55连续箱梁来说，配制强度在64.9MPa。混凝土的用水量宜在150～170Kg/m3。水灰（胶）宜选在0.32～0.38之间。在确定好水泥浆的体积比和用水量后，就可以计算出其它材料的用量。

混凝土配制的基本原则是按所采用的材料配制出既能满足工作性、强度及耐久性和其他要求而且又经济的混凝土。由于墩身高，泵送垂直距离大，如果混凝土和易性不好很容易发生堵管，造成质量事故发生。所以混凝土配合比的设计至关重要，不但要保证混凝土强度，控制好水灰比，以防混凝土在徐变收缩过程中产生裂纹，同时还要保证混凝土工作度，避免堵管现象的发生。根据现场施工条件，试配时混凝土坍落度控制在18±2cm，砂率选择在38%-45%。

为确定工地所用的水泥、碎石、砂、粉煤灰、外加剂等材料是否能满足C55高强混凝土的要求，并验证高强混凝土配合比的合理性，我试验室根据相关规范，通过试配确定出初步配合比：水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：外加剂=470：803：1021：156：50：4.74

4 施工注意事项

（1）在施工过程中严格控制施工配合比，每次浇注混凝土前，首先校核拌和设备的计量情况，并进行砂、石含水量试验，计算调整混凝土施工配合比。

（2）控制好减水剂的掺量，因为高强混凝土的强度提高主要靠减水剂，所以严格控制好减水剂的质量和掺量是确保混凝土强度的关键之一。

（3）混凝土泵启动后应先泵送适量的水，以润湿混凝土泵的料斗、活塞及输送管的内壁。然后采用与将要泵送的混凝土内除粗骨料外的其他成分相同配比的水泥浆，也可采用纯水泥浆或1：2水泥砂浆。

（4）开始泵送时混凝土泵应处于慢速，均匀。泵送速度应先慢后快，逐步加速，待运转顺利后再按正常速度进行。

（5）正常泵送过程中，应保持连续泵送，尽量避免泵送中断，若混凝土供应不及时，宁可降低泵送速度，也要保持连续泵送，以避免造成堵管，如必须中断时其中断时间，不得超过混凝土从搅拌至浇注完毕所允许的延续时间，一般中断时间不得超过1h（视气温而定，如气温过高，还需缩短中断时间）。

（6）根据混凝土拌和站到各墩柱的路线长短，调整好混凝土的初始坍落度，使混凝土到达施工现场的坍落度控制在18±2cm左右。

（7）混凝土的运输采用混凝土搅拌车，运输过程应保持混凝土的均匀性，做到不分层、不离析。混凝土的运输能力应与现场灌筑能力相适应，混凝土应以最短的时间从搅拌地点运至工地，混凝土从搅拌机卸出后到浇注完毕的时间尽量控制在90min之内。

5 结束语

对于高标号混凝土的施工，要确保质量，同时满足120米的泵送高度，并非易事，单靠设计配合比是远远不够的，而是需要从诸多方面以及各个控制环节进行细密联结。要根据现场的情况及时的调整施工配合比。主要做好几项工作：严格控制水灰比，合理安排投料顺序，合理安排工艺和工序，计算各阶段所需时间，尽量缩短混凝土从搅拌到浇筑完毕的时间。