摘要：以柳州市陽和特大橋施工為例，闡述在不摻加外摻料的前提下選用優(yōu)質(zhì)原材料，合理摻用高效減水劑，采用最優(yōu)砂率配制出較低水泥用量的C50級(jí)高強(qiáng)泵送混凝土并通過工程實(shí)踐證明，施工中混凝土可泵性良好，具有良好的流動(dòng)性、粘聚性及保水性，混凝土強(qiáng)度值均符合設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：外摻料、C50高強(qiáng)混凝土，泵送， 配合比，設(shè)計(jì)，施工

前言：

C50及C50以上強(qiáng)度等級(jí)的高強(qiáng)混凝土尤其是泵送混凝土的配制時(shí)即要滿足強(qiáng)度要求—采用低水灰比，同時(shí)又要求混凝土具有大流動(dòng)性以滿足泵送施工順利進(jìn)行，通常情況下我們在配合比設(shè)計(jì)時(shí)均考慮利用雙摻技術(shù)，即摻加一定量的高效減水劑和礦物細(xì)摻料如粉煤灰或硅灰，以同時(shí)滿足混凝土在低水灰比的條件下具有大流動(dòng)性和良好的工作性。我單位承建的柳州市陽和特大橋地處柳州市郊，該橋?yàn)榇罂缍群髲埛A(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，梁體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C50，施工工藝要求泵送。由于柳州當(dāng)?shù)丌窦?jí)粉煤灰缺乏，Ⅱ級(jí)粉煤灰質(zhì)量極不穩(wěn)定，如從外地購進(jìn)粉煤灰成本過高，因此我們組織專職人員進(jìn)行了無外摻料、C50級(jí)高強(qiáng)泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工。

一.配合比設(shè)計(jì)

1.原材料選擇

1.1水泥

柳州建筑市場對P.O52.5 水泥需求量較小，再結(jié)合大橋工地實(shí)際情況，通過對采用P.O52.5及P.O42.5兩種水泥進(jìn)行綜合成本計(jì)算，發(fā)現(xiàn)差別很小，且采用后者較前者更有利于施工，所以我們選用質(zhì)量穩(wěn)定的柳州魚峰牌P.O42.5旋窯水泥，該水泥性能指標(biāo)見表1。

1.2粗、細(xì)骨料

（1）砂：選用柳州靜蘭砂場及柳州融水砂場中砂。其技術(shù)指標(biāo)如下。

（2）石子: 由于箱梁配筋密，泵管直徑為125mm，，我們選用柳州太陽村石場采用緩破方式生產(chǎn)的5～31.5mm連續(xù)級(jí)配碎石，該碎石母巖為石灰?guī)r，質(zhì)地堅(jiān)硬，級(jí)配良好，且碎石顆粒呈球形，針片狀含量少，符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2002及《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》JGJ/T10-95要求。其技術(shù)指標(biāo)見表3

1.3外加劑的選擇

通過市場調(diào)研及初步試拌，我們選用KD—2及AF—2兩種緩凝高效減水劑?？紤]泵送距離較遠(yuǎn)及砼澆注時(shí)間較長等因素，我們夏季要求緩凝時(shí)間在8～12小時(shí)。結(jié)合本單位混凝土生產(chǎn)工藝，均選用液體減水劑。其基本性能見表4。

在相同原材料、等稠度的條件下用兩種減水劑進(jìn)行對比試驗(yàn)，其結(jié)果如下。

由于兩種減水劑價(jià)格相同，由試驗(yàn)結(jié)果可以看出采用AF-2較KD-2更經(jīng)濟(jì)。在試驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn)使用KD-2拌制的混凝土有輕微離析現(xiàn)象及泌水現(xiàn)象。而用AF-2拌制的混凝土工作性良好，坍落度經(jīng)時(shí)損失小，在等稠度的條件下強(qiáng)度高于KD-2拌制的混凝土強(qiáng)度。所以我們選用AF-2進(jìn)行試配。

由于該工程施工箱梁時(shí)泵送距離達(dá)近400多米（水平換算距離），因此我們設(shè)計(jì)配合比時(shí)將坍落度定為180～220mm，要求混凝土拌合物具有良好的工作性。由于砂率對混凝土拌合物的工作性有較大影響：若混凝土砂率過小則可能導(dǎo)致混凝土拌合物的粘聚性及保水性較差而導(dǎo)致泵送困難；如砂率過大，骨料的空隙率及總表面積增加，在一定數(shù)量的水泥漿的條件下，混凝土拌合物會(huì)顯得干稠同樣也將導(dǎo)致混凝土施工時(shí)泵送困難。砂率的選擇即能影響混凝土拌合物的工作性，又能影響混凝土的水泥用量，因此，合理選擇砂率至關(guān)重要。在選擇砂率時(shí)，我們采用試驗(yàn)法，在水泥用量及用水量均相同的條件下，減水劑摻量按生產(chǎn)廠家推薦的適宜摻量的±0.1%分別拌制五組不同砂率的混凝土拌合物，每組砂率值相差2%，試驗(yàn)時(shí)測定每組混凝土得坍落度值，并同時(shí)檢驗(yàn)其粘聚性及保水性。以含砂率值為橫坐標(biāo)，坍落度值為縱坐標(biāo)繪制曲線圖。見圖1 及圖2所示

由于砂率過大時(shí)混凝土流動(dòng)性較小，砂率過小時(shí)混凝土因砂漿不足流動(dòng)性也較小。因此，圖上出現(xiàn)的坍落度極大值所對應(yīng)的砂率即為最佳砂率。在試驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)減水劑摻量為2.2%時(shí)，混凝土拌合物工作性良好。由此我們得出靜蘭中砂及融水中砂的最佳砂率分別為38%及40%，減水劑的最佳摻量為水泥質(zhì)量的2.2%。

我們用求得的最優(yōu)砂率和最優(yōu)減水劑摻量對兩種砂所拌制的混凝土進(jìn)行對比，結(jié)果見表6

從表6的數(shù)據(jù)我們可以看出，采用靜蘭中砂拌制的混凝土強(qiáng)度偏低，且強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差較大。而用融水中砂拌制的混凝土3天強(qiáng)度達(dá)到配制強(qiáng)度的75.5%、設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90.6%，7天達(dá)到配制強(qiáng)度的86.3%、設(shè)計(jì)強(qiáng)度的103.6％。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)融水中砂拌制的混凝土粘聚性、保水性良好，10s時(shí)相對壓力泌水率S10=18%～22%，可泵性良好。

2.配合比確定

理論配合比確定后，我們用該配合比進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn)，其結(jié)果如下:

從重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出該配合比強(qiáng)度值穩(wěn)定，變異系數(shù)小。由于工程應(yīng)用時(shí)的生產(chǎn)施工條件與試驗(yàn)室各種條件存在差異，而試驗(yàn)條件差異對高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度影響特別敏感。因此設(shè)計(jì)配合比時(shí)我們留有較大的強(qiáng)度富余量以彌補(bǔ)生產(chǎn)施工條件不同所產(chǎn)生的影響。

二.施工

受條件限制，該工程在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)不能用外摻料取代部分水泥。由于高強(qiáng)度和大坍落度要求，水灰比小、水泥用量大，混凝土拌合物較普通泵送混凝土粘性大。在這種條件下進(jìn)行泵送施工，一般不會(huì)因混凝土離析產(chǎn)生泵堵問題。但由于混凝土粘性增加，增加了阻力，使泵送產(chǎn)生困難。要求對混凝土坍落度嚴(yán)格控制。尤其夏季氣溫高，為了保證順利施工，我們在施工時(shí)采取如下措施：

1.原材料進(jìn)場進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。符合要求方可使用。為了保證混凝土質(zhì)量及順利施工，對骨料的含泥量、泥塊含量及級(jí)配進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2.夏季施工時(shí)盡量選擇在夜間或每日氣溫較低的時(shí)間進(jìn)行，同時(shí)要求生產(chǎn)廠家將減水劑的緩凝時(shí)間延長。

3.施工前對骨料進(jìn)行灑水降溫，以降低混凝土出倉溫度，減少因溫度過高引起的混凝土水分蒸發(fā)過快、坍落度損失大等問題的產(chǎn)生。泵送施工時(shí)用麻袋覆蓋泵管，澆水保持泵管濕潤。

4.氣溫過高時(shí)采用減水劑后摻法以獲得良好的泵送效果。

5.混凝土凝結(jié)后應(yīng)及時(shí)覆蓋麻袋澆水養(yǎng)護(hù)。對于低水灰比混凝土，外界潮濕養(yǎng)護(hù)是保證混凝土充分水化的最好途徑。

通過對在箱梁施工現(xiàn)場抽取的標(biāo)準(zhǔn)試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天的抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差較小，平均強(qiáng)度值均在55MPa以上，工地同條件養(yǎng)護(hù)試件28天平均強(qiáng)度均在53MPa以上。施工順利，澆注二千多立方混凝土沒有造成堵泵現(xiàn)象。

三．結(jié)論：

通過對當(dāng)?shù)厣唐坊炷琳{(diào)查發(fā)現(xiàn)：其C50級(jí)泵送混凝土水泥采用P.O42.5，用量均在460～480kg/m3外摻料摻量在35～50 kg/m3，坍落度為180～220㎜，砂率為35%～38%。由此，我們可以得出：

1.在不使用外摻料的條件下配制C50級(jí)高強(qiáng)泵送混凝土?xí)r，選用優(yōu)質(zhì)粗細(xì)骨料，采用緩凝高效減水劑，砂率控制在40%左右是可行的。

2.須注意細(xì)骨料宜選用細(xì)度模數(shù)在2.7以上的潔凈中粗砂，砂率不能過高，否則因砂率過高導(dǎo)致水泥及用水量增加使混凝土過粘，造成泵送困難。

3.施工中應(yīng)注意對混凝土的及時(shí)養(yǎng)護(hù)，以保證混凝土質(zhì)量。

四、參考文獻(xiàn)：

[1]《混凝土技術(shù)》劉秉京 北京 人民交通出版社 2004年

[2] 《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》 JGJ/T10—95

[3] 《建筑材料》 高瓊英 武漢工業(yè)大學(xué)出版社 1984年

[4] 《高強(qiáng)高性能預(yù)拌泵送混凝土原材料的優(yōu)選》 劉恒偉 浙江省建筑科學(xué)設(shè)計(jì)研究院 2000年