機(jī)制砂配制高強(qiáng)泵送混凝土施工技術(shù)

陸芳　鄧君

[摘要]天然砂資源逐步減少、砂質(zhì)量下降，混凝土用砂供需矛盾尤為突出，機(jī)制砂使用是解決該矛盾的有效手段之一。本文以思南至劍河高速公路第十七合同段為例采用機(jī)制砂配制高強(qiáng)泵送混凝土。采用機(jī)制砂配制高強(qiáng)泵送混凝土不但要滿足強(qiáng)度要求，還要求有較好的工作性便于泵送，值得深入研究和總結(jié)。

[關(guān)鍵詞]機(jī)制砂 泵送混凝土 施工技術(shù)

[中圖分類號(hào)]TQ639.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0257-01

目前我國(guó)多數(shù)地區(qū)應(yīng)用的是天然砂，天然砂資源是一種地方資源、是短時(shí)內(nèi)不可再生和長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)?，隨著基本建設(shè)的日益發(fā)展不少地區(qū)出現(xiàn)天然砂資源逐步減少、砂質(zhì)量下降、限采或禁采天然砂的情況，混凝土用砂供需矛盾尤為突出，而砂的價(jià)格越來越高，影響了工程建設(shè)的進(jìn)展。思南至劍河高速公路第十七合同段沒有天然中粗砂，只能采用機(jī)制砂拌制混凝土，該標(biāo)段橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用高強(qiáng)混凝土，泵送垂直距離高，因此，采用機(jī)制砂配制高強(qiáng)泵送混凝土不但要滿足強(qiáng)度要求，還要求有較好的工作性便于泵送，因此值得深入的研究和總結(jié)。

1 工程簡(jiǎn)介

舞陽(yáng)河特大橋位于鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣城西側(cè)，舞陽(yáng)河上游。該橋受線形、地形、地質(zhì)及該橋前后隧道等影響，大橋左右兩幅完全分離，左幅橋設(shè)計(jì)起訖樁號(hào)為ZK120+980-ZK121+645.92，跨徑布置為（2×40m）連續(xù)T梁+（115m+2×180m+110m）連續(xù)剛構(gòu)，總長(zhǎng)656.92m；右幅橋設(shè)計(jì)起訖樁號(hào)為K120+971.6～K121+653.32，跨徑布置為（2×40m）連續(xù)T梁+（115m+2×180m+115m）連續(xù)剛構(gòu)，總長(zhǎng)681.72m。

主橋橋墩采用雙肢等截面矩形空心墩，3#、4#、5#主墩墩身截面尺寸分別為900cm×480cm、900cm×420cm、900cm×350cm；左線墩身高度分別為101.000m、118.980m、64.960m；右線墩身高度分別為101.153m、119.113m、65.113m；混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)為C50。

主橋跨徑布置為115m+2×180m+110（115）m，單箱單室箱形截面，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)為C55。

2 原材料的選擇和控制

2.1 C55高標(biāo)號(hào)混凝土的技術(shù)要求

根據(jù)公路橋涵技術(shù)規(guī)范JTG/T FS0-2011和貴州省高速公路機(jī)制砂高強(qiáng)混凝土技術(shù)規(guī)程DBJ52-55-2008的要求。（1）膠凝材料用量不大于530kg/m³（泵送）（2）砂率為37%45%。（3）礦物質(zhì)摻量不大于25%（4）機(jī)制砂粉塵含量BM<1.4時(shí)，≤7%

2.2 原材料技術(shù)要求

2.2.1 水泥

水泥宜選用品質(zhì)穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)稠度低、強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5的硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥。水泥的技術(shù)要求除應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175）的規(guī)定外，尚應(yīng)符合下表的規(guī)定。（見表1）

2.2.2 細(xì)集料

細(xì)集料宜選用級(jí)配良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、吸水率低、空隙小、細(xì)度模數(shù)2.6～3.2的機(jī)制砂，粉塵含量≤7%。

2.2.3 粗集料

粗集料宜選用質(zhì)地均勻堅(jiān)硬、粒形良好、級(jí)配良好、線脹系數(shù)小的潔凈碎石，壓碎值小于12%；碎石應(yīng)該采用二級(jí)配或多級(jí)配，其松散堆積密度應(yīng)大于1500Kg/m³；粗集料的最大粒徑不宜大于25mm。

2.2.4 粉煤灰

采用I級(jí)粉煤灰，各項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

3 配合比設(shè)計(jì)過程

與普通混凝土相比，高強(qiáng)混凝土在配合比方面的區(qū)別是低水灰比、多組分。由于高強(qiáng)混凝土多組分特點(diǎn)，目前還沒有成熟的配合比沒計(jì)方法，只能參照有關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)通過試驗(yàn)對(duì)比來確定。根據(jù)相關(guān)研究理論認(rèn)為：水泥漿在混凝土中所占的比例以35%為最優(yōu)，過多的漿體對(duì)混收縮等體積穩(wěn)定性不利。過低時(shí)拌和物和易性較差，由于高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度與用水量呈線性關(guān)系。因而對(duì)C55連續(xù)箱梁來說，配制強(qiáng)度在64.9MPa?；炷恋挠盟恳嗽?50～170Kg/m³。水灰（膠）宜選在0.32～0.38之間。在確定好水泥漿的體積比和用水量后，就可以計(jì)算出其它材料的用量。

混凝土配制的基本原則是按所采用的材料配制出既能滿足工作性、強(qiáng)度及耐久性和其他要求而且又經(jīng)濟(jì)的混凝土。由于墩身高，泵送垂直距離大，如果混凝土和易性不好很容易發(fā)生堵管，造成質(zhì)量事故發(fā)生。所以混凝土配合比的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，不但要保證混凝土強(qiáng)度，控制好水灰比，以防混凝土在徐變收縮過程中產(chǎn)生裂紋，同時(shí)還要保證混凝土工作度，避免堵管現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，試配時(shí)混凝土坍落度控制在18±2cm，砂率選擇在38%-45%。

為確定工地所用的水泥、碎石、砂、粉煤灰、外加劑等材料是否能滿足C55高強(qiáng)混凝土的要求，并驗(yàn)證高強(qiáng)混凝土配合比的合理性，我試驗(yàn)室根據(jù)相關(guān)規(guī)范，通過試配確定出初步配合比：水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：外加劑=470：803：1021：156：50：4.74

4 施工注意事項(xiàng)

（1）在施工過程中嚴(yán)格控制施工配合比，每次澆注混凝土前，首先校核拌和設(shè)備的計(jì)量情況，并進(jìn)行砂、石含水量試驗(yàn)，計(jì)算調(diào)整混凝土施工配合比。

（2）控制好減水劑的摻量，因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土的強(qiáng)度提高主要靠減水劑，所以嚴(yán)格控制好減水劑的質(zhì)量和摻量是確?；炷翉?qiáng)度的關(guān)鍵之一。

（3）混凝土泵啟動(dòng)后應(yīng)先泵送適量的水，以潤(rùn)濕混凝土泵的料斗、活塞及輸送管的內(nèi)壁。然后采用與將要泵送的混凝土內(nèi)除粗骨料外的其他成分相同配比的水泥漿，也可采用純水泥漿或1：2水泥砂漿。

（4）開始泵送時(shí)混凝土泵應(yīng)處于慢速，均勻。泵送速度應(yīng)先慢后快，逐步加速，待運(yùn)轉(zhuǎn)順利后再按正常速度進(jìn)行。

（5）正常泵送過程中，應(yīng)保持連續(xù)泵送，盡量避免泵送中斷，若混凝土供應(yīng)不及時(shí)，寧可降低泵送速度，也要保持連續(xù)泵送，以避免造成堵管，如必須中斷時(shí)其中斷時(shí)間，不得超過混凝土從攪拌至澆注完畢所允許的延續(xù)時(shí)間，一般中斷時(shí)間不得超過1h（視氣溫而定，如氣溫過高，還需縮短中斷時(shí)間）。

（6）根據(jù)混凝土拌和站到各墩柱的路線長(zhǎng)短，調(diào)整好混凝土的初始坍落度，使混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的坍落度控制在18±2cm左右。

（7）混凝土的運(yùn)輸采用混凝土攪拌車，運(yùn)輸過程應(yīng)保持混凝土的均勻性，做到不分層、不離析?；炷恋倪\(yùn)輸能力應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)灌筑能力相適應(yīng)，混凝土應(yīng)以最短的時(shí)間從攪拌地點(diǎn)運(yùn)至工地，混凝土從攪拌機(jī)卸出后到澆注完畢的時(shí)間盡量控制在90min之內(nèi)。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于高標(biāo)號(hào)混凝土的施工，要確保質(zhì)量，同時(shí)滿足120米的泵送高度，并非易事，單靠設(shè)計(jì)配合比是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而是需要從諸多方面以及各個(gè)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)密聯(lián)結(jié)。要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況及時(shí)的調(diào)整施工配合比。主要做好幾項(xiàng)工作：嚴(yán)格控制水灰比，合理安排投料順序，合理安排工藝和工序，計(jì)算各階段所需時(shí)間，盡量縮短混凝土從攪拌到澆筑完畢的時(shí)間。