江洪濤

（浙江交工集團(tuán)股份有限公司第五分公司，浙江 杭州 310051）

隨著混凝土技術(shù)發(fā)展、自然資源短缺與環(huán)境保護(hù)的需求等問題，采用機(jī)制砂全面替代河砂拌制混凝土已經(jīng)成工程建設(shè)中的一種趨勢(shì)。文泰項(xiàng)目通過大量試驗(yàn)論證，確定了機(jī)制砂的各項(xiàng)指標(biāo)，設(shè)計(jì)出C60混凝土配比。通過在施工中的不斷摸索，合理配置資源，克服了運(yùn)輸距離長(zhǎng)，超高泵送的問題，將C60機(jī)制砂混凝土成功應(yīng)用在本項(xiàng)目上，節(jié)約了大量成本，取得了良好的效益。

1 工程概況

浙江省文成至泰順（浙閩界）公路第WTTJ－4標(biāo)段，起訖樁號(hào)為YK38＋000～YK56＋905.469（ZK38＋030～ZK56＋905.469），路線全長(zhǎng)18.905公里，項(xiàng)目位于泰順縣境內(nèi)，沿線經(jīng)過百丈鎮(zhèn)、筱村鎮(zhèn)、羅陽(yáng)鎮(zhèn)，其中洪溪特大橋是該項(xiàng)目控制性工程。洪溪特大橋全長(zhǎng)571米，主跨265米，塔高177米，是亞洲跨徑最大的雙索面矮塔斜拉橋。洪溪特大橋混凝土運(yùn)輸距離約8km，運(yùn)輸時(shí)間約50min，塔柱下水平泵送距離約90m，垂直泵送高度約126m橋面水平泵送距離約134m。C60機(jī)制砂混凝土主要用于特大橋的箱梁掛籃施工。

2 C60機(jī)制砂混凝土原材料

2.1 機(jī)制砂

2.1.1 機(jī)制砂的生產(chǎn)加工

本項(xiàng)目因地處山區(qū)，為減少對(duì)環(huán)境的污染，因地制宜，就地取材所以機(jī)制砂采用干法制砂，在章后特長(zhǎng)隧道出口附近建成了章后機(jī)制砂碎石加工場(chǎng)，投入破碎加工設(shè)備分別為：鱷式破碎機(jī)1臺(tái)，反擊式破碎機(jī)1臺(tái)，圓錐破碎機(jī)1臺(tái)，整形機(jī)1臺(tái)，振篩機(jī)2臺(tái)，吸塵器2臺(tái)，加濕器1臺(tái)，產(chǎn)量可以滿足施工生產(chǎn)需求。生產(chǎn)工藝采用干式制砂工藝，其生產(chǎn)工藝流程如下：

鱷式破碎（鱷式破碎機(jī)，粗碎）→反擊破碎（反擊式破碎機(jī)，中碎）→圓錐機(jī)破碎（圓錐破碎機(jī)，細(xì)碎）→振篩（超徑碎石回反擊破碎）→吸塵（揚(yáng)塵控制）→整形 （制砂機(jī)，細(xì)碎）→振篩→吸粉→（機(jī)制砂）加濕→歸倉(cāng)。

表1 機(jī)制砂檢測(cè)主要指標(biāo)結(jié)果

2.1.2 機(jī)制砂石粉含量對(duì)混凝土工作性的影響

項(xiàng)目試驗(yàn)室采用石粉含量為4% 、7% 、9%對(duì)C60混凝土進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)（C60配合比見表3），檢測(cè)混凝土坍落度，擴(kuò)展度，含氣量，表觀密度，離析情況，情況，粘聚性等機(jī)制砂混凝土的工作性能.。

表2 不同石粉含量混凝土的工作性能

從表中可以看出，隨著石粉含量的增大，C60混凝土的坍落度和擴(kuò)展度呈先增大后降低的規(guī)律，石粉含量在7%時(shí)，混凝土包裹性好，不易離析，混凝土工作性能最好。當(dāng)石粉含量低于4%時(shí)混凝土有輕微離析的趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)制砂中石粉含量偏少，細(xì)度模數(shù)增大，造成混凝土包裹性差。同時(shí)當(dāng)石粉時(shí)超過9%，混凝土坍落度和擴(kuò)展度減小，因?yàn)槭酆窟^多，需水量增大，單純的用外加劑調(diào)整混凝土狀態(tài)造成混凝土偏粘，偏重，難以泵送施工。

在傳統(tǒng)“糧食安全觀”的指導(dǎo)下，我國(guó)政府對(duì)列入統(tǒng)計(jì)口徑的糧食作物采取了“高保護(hù)”措施，包括價(jià)格支持和關(guān)稅保護(hù)，從而限制了市場(chǎng)基礎(chǔ)性調(diào)節(jié)作用的發(fā)揮。糧食安全新戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用，糧食統(tǒng)計(jì)口徑應(yīng)當(dāng)逐步縮小范圍，除關(guān)系到糧食安全的核心品種必須列入統(tǒng)計(jì)，并維持較高的自給率以外，其他品種可以結(jié)合庫(kù)存儲(chǔ)備與國(guó)際貿(mào)易等手段來(lái)調(diào)節(jié)供需平衡，以此減少政府對(duì)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)的過度干預(yù)，增強(qiáng)政府對(duì)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)的調(diào)控能力。

根據(jù)試驗(yàn)C60混凝土機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)應(yīng)控制在2.70～3.20范圍，石粉含量控制在5%－9%之間，混凝土工作性能能夠滿足施工要求，機(jī)制砂石粉含量在7%時(shí)，C60混凝土的工作性能是最佳狀態(tài)。

2.1.3 機(jī)制砂進(jìn)場(chǎng)存放

機(jī)制砂應(yīng)分批進(jìn)場(chǎng)分倉(cāng)存放，減少因材料變化太大造成的混凝土狀態(tài)不穩(wěn)定。每批次進(jìn)場(chǎng)以后及時(shí)檢測(cè)含水率、細(xì)度模數(shù)、石粉含量等指標(biāo)。

2.2 水泥

本項(xiàng)目采用江山南方P.O52.5普通硅酸鹽水泥，檢測(cè)合格。水泥按照抽檢頻率及時(shí)取樣試驗(yàn)，通過對(duì)水泥3天、28天強(qiáng)度進(jìn)行匯總分析，及時(shí)調(diào)整配合比膠凝材料比例。不同批次進(jìn)場(chǎng)水泥應(yīng)分罐存放，新進(jìn)水泥應(yīng)冷卻24h以后再使用，防止水泥溫度過高對(duì)混凝土性能造成影響。

2.3 粉煤灰

本項(xiàng)目粉煤灰：F類Ⅱ級(jí)檢測(cè)合格。其中需水量比94%，燒矢量1.40%，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 （GB1596－2005）和《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 （JTG／TF50－2011）要求。摻入粉煤灰的混凝土，能改善混凝土粘聚性、流動(dòng)性、保水性，減少混凝土的泌水和干縮，改善了混凝土的泵送性能。粉煤灰作為重要的摻合料，質(zhì)量波動(dòng)較大，充斥著假灰、脫硫灰、脫硝灰、黑灰等，項(xiàng)目試驗(yàn)室對(duì)進(jìn)場(chǎng)粉煤灰做到車車檢測(cè)，通過細(xì)度試驗(yàn)、顯微鏡觀察玻璃珠情況，加水?dāng)嚢杪剼馕逗陀^察溶液等方式進(jìn)行快速檢測(cè)，嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)粉煤質(zhì)量。

2.4 外加劑

本項(xiàng)目外加劑選用本項(xiàng)目采用江蘇博思通緩凝型聚羧酸高性能減水劑，檢測(cè)合格，技術(shù)指標(biāo)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》 （GB8076－2008）要求，另外還要保證其與水泥的相容性，以及混凝土拌合物的和易性、工作性（主要是坍落度的經(jīng)時(shí)損失）、力學(xué)性能。

超高泵送混凝土中的外加劑選用對(duì)混凝土工作性、耐久性等技術(shù)指標(biāo)起著至關(guān)重要的作用。實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工中，混凝土澆筑時(shí)間久，泵送距離長(zhǎng)，所以要求混凝土在澆筑過程中混凝土工作性必須穩(wěn)定，在混凝土拌制出機(jī)到澆筑完成坍落度損失不能太大，試驗(yàn)室根據(jù)季節(jié)和氣溫變化及時(shí)調(diào)整緩凝、保塌成份，使混凝土的工作性滿足施工要求。

3 C60機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)

3.1 C60配合比

表3 C60機(jī)制砂高性能混凝土配合比（單位：kg／m3）

表4 洪溪特大橋1＃墩C60機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度

混凝土的初始坍落度均滿足180～220mm的要求，28天強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 試驗(yàn)室在配合比設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)季節(jié)、氣溫變化調(diào)整水泥和粉煤灰用量

夏季溫度高選用水泥∶粉煤灰＝80%∶20%；冬季低溫選用水泥∶粉煤灰＝85%∶15%的比例以滿足拆模、張拉等工序的強(qiáng)度要求。

3.3 砂率的確定

3.4 凝土配比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮溫度、濕度、時(shí)間等因素

溫度：應(yīng)充分考慮水泥溫度，混凝土澆筑溫度等對(duì)工作性的影響。要將水泥加熱到60℃進(jìn)行試拌。

濕度：配合比試拌時(shí)應(yīng)充分考慮集料的吸水率。混凝土試拌時(shí)采用表干狀態(tài)的機(jī)料，防止集料吸水對(duì)用水量造成影響。

時(shí)間：配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮運(yùn)距遠(yuǎn)造成的塌落度損失，尤其夏季高溫施工時(shí)適當(dāng)增大混凝土塌落度，以使混凝土入模狀態(tài)良好。

4 施工設(shè)備

本項(xiàng)目采用一臺(tái)中聯(lián)26MPa超高壓拖泵和一臺(tái)三一重工80拖泵組成接力泵，超高壓拖泵將混凝土泵送到橋面上接力泵料斗中，再由接力泵泵送到要澆筑的箱梁節(jié)段。

泵管采用壁厚8mm長(zhǎng)3m的中聯(lián)泵管，選擇管壁較厚的泵管可以減少爆管的發(fā)生，減緩泵管磨損。泵送管道鋪設(shè)時(shí)盡量減少?gòu)濐^的設(shè)置，以減小泵送阻力。泵管接頭處應(yīng)加橡膠膠圈密封嚴(yán)密，外面用管卡擰緊防止漏漿，地面水平管應(yīng)每隔5－8m設(shè)置一個(gè)混凝土固定墩，預(yù)埋型鋼，將泵管固定在型鋼上，防止泵送過程中泵管晃動(dòng)過大造成泵管接頭斷開，泵車連接處和泵管彎頭處應(yīng)加密設(shè)置固定墩。

項(xiàng)目拌合站配備混凝土拌合樓兩臺(tái)，混凝土罐車6輛，以上機(jī)械設(shè)備可以保證施工順利進(jìn)行。

5 人員配備和操作規(guī)程

5.1 試驗(yàn)人員

試驗(yàn)室至少配備兩名試驗(yàn)人員。拌合站一名負(fù)責(zé)混凝土配合比的調(diào)整、含水率的測(cè)定。應(yīng)根據(jù)攪拌機(jī)電流差，料斗下料速度和滴漿狀態(tài)對(duì)混凝土干和稀有一個(gè)初步判斷，再通過放料觀察混凝土級(jí)配、砂率、外加劑摻量、塌落度等判斷混凝土是否滿足施工要求。

施工現(xiàn)場(chǎng)一名試驗(yàn)人員負(fù)責(zé)反饋混凝土性能，后場(chǎng)試驗(yàn)人員根據(jù)前場(chǎng)反饋即使調(diào)整混凝土配比，使出站混凝土滿足施工要求?；炷恋竭_(dá)現(xiàn)場(chǎng)塌落度偏小不能滿足施工要求時(shí)，前場(chǎng)試驗(yàn)人員應(yīng)加外加劑，罐車加速攪拌使混凝土滿足泵送要求。對(duì)于混凝土塌落度偏大，可以采取罐車加速攪拌，等待半小時(shí)到一小時(shí)，塌落度滿足要求以后再泵送，這期間可以先泵送后一車的混凝土，防止等待時(shí)間過長(zhǎng)造成堵管。

5.2 混凝土泵工

混凝土泵工應(yīng)選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的人員。泵工應(yīng)密切關(guān)注泵壓的變化，混凝土性能發(fā)生變化及時(shí)通知試驗(yàn)人員。

當(dāng)泵壓過大應(yīng)立即停止泵送，防止爆管，當(dāng)泵車壓力顯示15－18MPa之間可以正常泵送；當(dāng)壓力到20MPa以上混凝土泵送困難，應(yīng)降低排量緩慢泵送，混凝土工作性應(yīng)盡快調(diào)整到合適的狀態(tài)；到當(dāng)壓力到25MPa極有可能造成爆管，這時(shí)應(yīng)停止泵送，將泵車料斗下閥門打開，排出料斗混凝土，同時(shí)將水平管塔柱下彎頭處拆開，將水平管和塔柱豎管混凝土排出，待重新接好管道后，先泵送兩方砂漿然后后再泵送和易性良好的混凝土繼續(xù)施工。施工過程中應(yīng)保持泵送連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)遇到特殊情況，中斷10min以上再次泵送之前應(yīng)抽反泵2－3次，活動(dòng)泵管中的混凝土，再正向泵送。

在泵送的過程中一定要控制好料斗余料量，當(dāng)料斗中料量超過了防護(hù)網(wǎng)，葉片旋轉(zhuǎn)過程中容易將料灑出，造成混凝土不均勻，如果余料的量過少，那么在輸送的過程中很容易吸入空氣，而一旦在管道中吸入空氣也容易導(dǎo)致堵管。料斗的混凝土量應(yīng)保持在2／3處為宜。

每次泵送應(yīng)按水－砂漿－混凝土－砂漿－水的順序進(jìn)行。泵送開始前先泵送一車水潤(rùn)管，泵管出水以后再泵入兩方砂漿，然后泵送混凝土；混凝土泵送完成以后再泵送兩方砂漿，將泵管中的碎石泵出，然后泵送一車水將泵管沖洗干凈，防止下次泵送堵管。

6 養(yǎng)護(hù)

混凝土施工結(jié)束以后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要。當(dāng)夏季高溫，施工結(jié)束以后立即用土工布覆蓋，并每天專人定時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)，防止表面失水造成干縮開裂。冬季施工結(jié)束以后應(yīng)及時(shí)覆蓋棉被，防止混凝土受凍，當(dāng)溫度低于5℃時(shí)不應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，有條件時(shí)可以做蒸汽養(yǎng)護(hù)的措施。

7 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目通過在文泰四標(biāo)洪溪特大橋C60機(jī)制砂混凝土的大面積應(yīng)用，總結(jié)出機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)在2.70～3.20、石粉含量5%～9%之間拌制的混凝土進(jìn)能供滿足工作性和強(qiáng)度的要求。通過試驗(yàn)施工人員的合理配備，泵送機(jī)械的合理選擇，實(shí)現(xiàn)了C60機(jī)制砂混凝土的超高泵送，并在施工中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為以后其他項(xiàng)目推廣機(jī)制砂打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，本項(xiàng)目用機(jī)制砂代替河砂節(jié)約了大量成本，大大降低了河砂的使用量，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為綠色施工，節(jié)能環(huán)保貢獻(xiàn)了力量。