新型泵送劑在橋梁混凝土工程中的應(yīng)用

馬永勝

（哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司，黑龍江　哈爾濱　150076）

新型泵送劑在橋梁混凝土工程中的應(yīng)用

馬永勝

（哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司，黑龍江哈爾濱150076）

本文論述了一種可以改善混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)的新型泵送劑。通過大量試驗(yàn)證明，這種新型泵送劑對同一強(qiáng)度等級的混凝土，單方混凝土配合比中可降低膠凝材料總量（主要是降低水泥用量），試驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用中均可行，尤其在綠色高性能混凝土發(fā)展方面，前景是很好的。

新型混凝土泵送劑；水膠比；強(qiáng)度；抗?jié)B；抗凍

0　前言

新型混凝土泵送劑原理：在滿足GB 8076-2008《混凝土外加劑》基礎(chǔ)上，在減水劑合成過程中，經(jīng)接枝、重新結(jié)合、封端等處理后再繼續(xù)合成，主要是控制混凝土的保坍性能；且在復(fù)配過程中，添加一種混凝土泵送劑伴侶，主要用來激發(fā)混凝土中礦物摻合料及水泥中的混合材活性。它是一種表面活性劑，可提高其減水率，進(jìn)而可降低單方混凝土膠凝材料及用量。可改善混凝土和易性、可泵性，可使混凝土密實(shí)度有顯著提高，在混凝土耐久性方面，效果更加明顯，同時(shí)對節(jié)能減排、降低污染物排放量，起到重要作用。

黑龍江省某市某橋梁工程，結(jié)構(gòu)施工實(shí)體見圖 1，混凝土強(qiáng)度等級較多，C30（水下鉆孔灌注樁、墩柱），C40（預(yù)應(yīng)力梁），C45（橋面鋪裝），C55（局部拱梁）等，本文主要介紹新型混凝土泵送劑在 C55 混凝土中的應(yīng)用，從原材料選取、配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)際應(yīng)用幾方面予以簡介。

該橋梁工程位于黑龍江東北部，地處嚴(yán)寒地區(qū)，主要為緩解交通，新建北座高架橋，該橋橋拱均為預(yù)應(yīng)力放張 C55強(qiáng)度等級混凝土，且抗凍融等級為 F250，電通量不宜大于1500C。

圖1　結(jié)構(gòu)施工實(shí)體

1　C55 混凝土原材料選取

經(jīng)檢測后，決定選用以下混凝土原材料，各種混凝土原材料性能參考表 1～7。

表1　P?O42.5 水泥性能指標(biāo)

表2?、?級粉煤灰性能指標(biāo)

表3　S95 級礦渣粉性能指標(biāo)

表4　粗骨料（碎石）性能指標(biāo)　　　　　 %

表5　細(xì)骨料（砂）性能指標(biāo)

表6　普通混凝土泵送劑性能指標(biāo)（母體為萘系減水劑粉劑　摻量：1.8%）

表7　新型混凝土泵送劑性能指標(biāo)（母體為萘系減水劑粉劑　摻量：1.8%）

2　混凝土配合比試驗(yàn)

混凝土配合比試驗(yàn)，混凝土標(biāo)記為：

AC55-200-(S4)-F250 Q-Ⅲ(1500)-GB/T 14902

說明：基準(zhǔn)混凝土配合比采用普通型泵送劑；比對混凝土配合比采用新型混凝土泵送劑。

表8　C55 混凝土基準(zhǔn)配合比單方原材料用量　　kg/m3

表9　C55 混凝土比對配合比單方原材料用量　　kg/m3

為保證混凝土試驗(yàn)代表性，基準(zhǔn)混凝土配合比為一組試驗(yàn)；為保證比對混凝土配合比準(zhǔn)確性，以三組試驗(yàn)，進(jìn)行平行試驗(yàn)。

3　混凝土試驗(yàn)

3.1混凝土試驗(yàn)方法

（1）采用 GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》、GB 50164-2011《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》，進(jìn)行混凝土坍落度、擴(kuò)展度、1h經(jīng)時(shí)變化量試驗(yàn)；

（2）采用 GB/T 50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》，進(jìn)行混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；

（3）采用 GB/T 50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，對混凝土抗氯離子滲透性能、碳化深度性能進(jìn)行試驗(yàn)。

3.2混凝土工作性能及力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

基準(zhǔn)與比對混凝土初始坍落度、擴(kuò)展度及1h后坍落度、擴(kuò)展度保留值、立方體抗壓強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件），每次攪拌數(shù)量 50L；試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 10。

上式中，第二項(xiàng)及第三項(xiàng)以微波頻率變化，即實(shí)現(xiàn)了角頻率為Ω的微波信號對激光信號的強(qiáng)度調(diào)制，式（2）經(jīng)過傅里葉變換后，頻率分布為ω0±Ω,ω0±2Ω,ω0±3Ω,...，一階邊頻帶的能量高于二次及以上階次變頻帶的能量，在接收端通過濾波器抑制其他高階載波項(xiàng)，我們選取一階邊頻帶作為使用頻率。本文只考慮發(fā)射端與接收端分離且存在相對運(yùn)動(dòng)的場景，當(dāng)發(fā)射端與接收端相對運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)，包含多普勒頻移的一階邊頻信號的波動(dòng)函數(shù)為：

表10　混凝土工作及力學(xué)性能

3.3混凝土耐久性能試驗(yàn)結(jié)果

表11　混凝土抗氯離子滲透、抗凍融耐久性能試驗(yàn)

抗凍融試驗(yàn)采用快凍法：試驗(yàn) 1 號、試驗(yàn)2 號、試驗(yàn) 3號、試驗(yàn) 4 號混凝土強(qiáng)度損失率、動(dòng)彈性模量試驗(yàn)結(jié)果均符合 GB/T 50082-2009 標(biāo)準(zhǔn)要求，表中只摘錄質(zhì)量損失率結(jié)果做以比對。

3.4混凝土試驗(yàn)結(jié)論

通過 C55 混凝土硬化前及硬化后性能試驗(yàn)，無論從混凝土經(jīng)時(shí)損失方面、力學(xué)性能方面、耐久性能指標(biāo)方面均達(dá)到該橋梁工程的設(shè)計(jì)要求，可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

4　混凝土實(shí)際應(yīng)用

該橋梁工程，拱梁部位 C55 執(zhí)行配合比為見表 12。

表12　拱梁部位 C55 實(shí)際配合比

該混凝土實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，混凝土取樣后，混凝土硬化前、后性能指標(biāo)，測得試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 13。

表13　混凝土實(shí)際性能

該混凝土實(shí)際生產(chǎn)中，性能良好，符合施工工藝及可操作性，符合混凝土泵送要求，部份混凝土采用吊裝方式進(jìn)行施工。

該橋梁工程，拱梁部位抗壓強(qiáng)度數(shù)值記錄單，該工程拱梁部位澆筑時(shí)間為2014年8月27日，經(jīng) 7d 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，實(shí)測折算后數(shù)值為 55.1MPa，54.9MPa，55.3MPa，該試件經(jīng)計(jì)算，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的 100%。

抗凍融試驗(yàn)采用快凍法：混凝土強(qiáng)度損失率、動(dòng)彈性模量試驗(yàn)結(jié)果均符合 GB/T 50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)要求，表 14 中只摘錄電通量、質(zhì)量損失率結(jié)果作為比對。

表14　混凝土取樣，真實(shí)測得抗氯離子滲透、抗凍融耐久性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖 8 為 7d 后，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級后，已拆模時(shí)的橋梁實(shí)體。

圖8　拆模后的橋梁

5　經(jīng)濟(jì)效益比對

C55 普通混凝土、比對混凝土單方混凝土綜合成本見表15。

表15　成本對比表　　　　　　　　 元/m3

6　結(jié)束語

新型混凝土泵送劑通過大量試驗(yàn)及實(shí)際工程中的應(yīng)用，在以下性能方面得以改善：

（1）硬化前性能：主要體現(xiàn)在和易性和可泵性方面

較基準(zhǔn)混凝土而言，降低單方混凝土膠凝材料情況下，和易性得以改善，可泵性好，混凝土密實(shí)度有所提高，混凝土光感好，混凝土氣泡較均勻，混凝土實(shí)體強(qiáng)度分布均勻。不改變基準(zhǔn)混凝土膠凝材料總量，確實(shí)可使其早期強(qiáng)度較明顯，可達(dá)到混凝土早強(qiáng)劑的性能。

（2）硬化后性能：主要體現(xiàn)在立方體抗壓強(qiáng)度和耐久性能方面

混凝土硬件化后的立方體抗壓強(qiáng)度，在降低單方膠凝材料、水泥用量情況下，混凝土強(qiáng)度較基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度趨于平衡狀態(tài)；混凝土在耐久性能方面，確實(shí)可達(dá)到相應(yīng)性能指標(biāo)，尤其是混凝土抗氯離子滲透方面，效果較佳?；炷量?jié)B、抗凍方面也較為突出。

（3）經(jīng)濟(jì)效益：在混凝土綜合成本方面，采用了新型混凝土泵送劑配制的混凝土，成本明顯降低，效益顯著。

［通訊地址］哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司（150076）

A new type of concrete pumping agent used in bridge engineering

Ma Yongsheng
(Harbin concrete technology development Co., Ltd., Harbin150076)

A new type concrete pump can improve the concrete performance index of the sending agent.Through a lot of new type of concrete pumping test showed that the same markup, concrete mixing proportion of concrete of the unilateral lower gelled material in total (mainly to reduce the cement dosage). It was test and is feasible in practical application.

new type of concrete pumping agent; Water/cement ratio; Strength; Permeability; antifreeze

馬永勝，高級工程師。，全國混凝土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會委員、中國土木工程學(xué)會混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土分會混凝土質(zhì)量專業(yè)委員會委員、中國混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會委員、中國商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會主任委員。