高扬程泵送混凝土应用

高扬程泵送混凝土应用

王继祥

身份证号： 41092819870915****

摘要：随着高速公路不断向山区延伸，桥梁成了高速公路的重要关键部分，而高扬程泵送混凝土施工又是工程建设中施工难度大、技术含量高的工程项目。结合云南格巧高速公路特大桥，介绍该桥塔柱泵送混凝土的原材料、配合比、泵送。

关键词：混凝土；配合比

高扬程泵送混凝土和普通混凝土相比，属于流动性大的高强泵送混凝土，不同于普通混凝土，它不仅要在使用方面均质混凝土的高强度、高力学性、而且还要具备高流性和良好的施工工艺，方便浇筑、不离析、不泌水、水化温峰小、体积稳定性好，在恶劣的工作环境下有良好的耐久性等性能。

现将高扬程泵送混凝土浇筑施工的原材料要求、施工配合比设计、施工过程控制等做一简要介绍。

1. 原材料要求

1.1水泥

水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，其性能必须满足国家标准，28d强度不宜低于53MPa，夏季高温时，水泥入仓温度不宜超过65℃。

1.2粉煤灰

粉煤灰最好采用F类Ⅱ级以上粉煤灰，碱含量不宜大于2.5%，烧失量小于6%，CaO含量小于8%，各项指标应符合国家标准，装入储存罐中前不可以有结块，储存罐应防雨。

1.3细集料

细集料最好采用级配好、坚硬、吸水率较小、干净、泥含量不大于2%，细度模数2.5～2.8之间，采用方孔砂石筛0.3mm筛孔以下累计筛余不小于30%的河砂。河砂存放料仓，料仓与料仓直接必须有间隔墙，料仓顶部有顶棚防雨。

1.4粗集料

粗集料最好采用均匀、坚硬、级配好、线膨胀系数小的干净碎石，还应对集料进行包括碱集料潜在活性的全面检测，不宜使用具有碱活性集料。碎石最大粒径应控制在20mm以下，泥含量控制在0.5%以下，其他性能指标控制还需要满足国家标准。

1.5水

符合国家标准的饮用水

1.6高性能减水剂

高泵送混凝土中坍落度、砂率比一般的普通混凝土较大，水泥用量较多，水化反应所需要的水较多，但是为了保证混凝土结构物的强度及耐久性，实际水的用量应比水化反应所需的用水量小，采用最小用水量，保证混凝土的实用性，所以在配合比设计时须掺加减水剂。

格巧高速公路项目采用的是GK-3000缓凝型聚羧酸高性能减水剂，性能指标：减水率≧25%，含固量19%～23%，泌水率比≦70%，含气量≦6.0%，抗压强度比28天≧130%，与水泥适应性良好，保证3h不损失。

2、配合比

高扬程泵送混凝土在满足强度和耐久性要求外，还要使混凝土达到施工所需要的泵送效果。以控制混凝土拌合物的工作性及流变参数为手段，根据《普通混凝土配合比设计规程》查表、计算出基准配合比来进行试配。指标主要是工作性及流变参数，双河特大桥混凝土拌合物性能指标要求见下表：

表1、混凝土各项指标

并制做混凝土标准试块，检测28d抗压强度，各项性指标符合要求，强度满足设计要求，选择经济合理的一组为基准配合比。泵送混凝土配合比一般取：水胶比0.32～0.44，砂率（河砂）38%～45%，减水剂掺量由试验确定，经过格巧高速公路项目工地试验室人员的多次试拌，直到混凝各项性指标满足要求为止。

根据计算得到的泵送混凝土基准配合比，参照JGJ 55中的要求，保持单方用水量不变，水胶比较基准混凝土分别增加和减少0.03，在保证总砂石料不变的情况下砂率分别上下调动1%，计算得到另外两个混凝土配合比，格巧高速公路项目工地试验室做了一系列试验，试验数据如下表：

表2、配合比对比各材料单方用量

表3、混凝土检测结果

表4、混凝土力学性能试验结果

我标段承建的双河特大桥C50泵送混凝土配合比设计，采用云南昊龙实业集团巧家县白鹤滩P·O42.5水泥，粉煤灰为宣威发电厂产，细集料为金沙江河砂由金浩建材生产加工，粗集料是由中铁十一局碎石厂生产采用两种不大于20mm的碎石，添加剂采用GK-3000缓凝型聚羧酸高性能减水剂。水泥检测结果：云南昊龙实业集团巧家县白鹤滩P·O42.5水泥比表面积344m²/kg，初凝168min，终凝279min，密度3120kg/m³，安定性1.0，3d抗折强度5.6MPa，抗折9.0MPa，抗压58.0MPa；粉煤灰检测结果：细度检测13.5%，烧失量检测3.48%，需水量比检测84%，三氧化硫检测0.5%，游离氧化钙0.5%，碱含量1.7%，F类Ⅱ级粉煤灰；细集料检测结果：金沙江河砂含泥量检测1.5%，表观密度2725kg/m³，松散堆积密度1685kg/m³，空隙率38.2%，细度模数2.9，碱活性试验14d膨胀率0.045%，颗粒级配Ⅱ区；粗集料检测结果：中铁十一局碎石厂碎石压碎值为15.4%,吸水率为0.7%，针片状颗粒含量7.8%，含泥量和泥块含量均为0.2%，空隙率37.5%，表观密度2830kg/m³，松散堆积密度1650kg/m³，粗集料级配为5mm～20mm，掺配比例为5mm～10mm：10mm～20mm=40%：60%。

由以上表格数据分析，水胶比对混凝土拌合物性能指标和强度影响很大，水胶比较基准配合比减少0.03时，坍落度为4.8%，含气量为34.5%，扩展度4.4%，反而倒置时间增加75%，V漏时间增加33.3%，强度增加4.5%，；水胶比较基准配合比增加0.03时，坍落度增加4.8%，含气量增加20.7%，扩展度增加4.4%，倒置时间增加25%，V漏时间增加16.7%，强度降低16.7%；经数据对比分析，水胶比减小混凝土强度增加，但拌合物性能差，可泵送性减小；如果把水胶比减小，水的用量不变，胶凝材料、外加剂相对增加，成本也相对增加；当把水胶比增大时，混凝土性能相对较好，成本减小，但是混凝土强度反而无法保证，强度不能满足要求。因此在施工过程中，要想得到与配制强度和各项性能指标相同的结果，必须严格控制水胶比，由此可见，胶凝材料的变化对强度和可泵送指标影响很大，水胶比时泵送混凝土施工配合比控制的关键，只有把水胶比控制好，才可以保证混凝土工程顺利施工。

3、施工工艺

3.1泵管布置

泵送混凝土施工时管道布置尽量要短、弯管和软管的使用原则是能不用能不用则不用、能少用就少用，这样便于排除故障和清洗。高温天气施工时，用淋湿的棉被罩住混凝土管上，不要让阳光照射；温度较低时施工，采用棉被包裹管道，保证混凝土泵送过程中的温度。

管道布置应在水平管和垂直管道转点确定原点位置及高度，水平管道要与原点高度保持一个水平面；管道布置必须遵循先布管再固定的原则，最短的距离应设置最少的弯头，截止阀设置在离泵车出口5m～10m处，便于甭管维修、清洗及事故处理；泵机出口水平泵管至垂直向上之间设置混凝土缓冲墩，水平向竖直转换的弯头压力最大，此次混凝土泵管的固定尤为重要。每根水平管需要至少两个混凝土墩固定，且固定位置应在泵管两端，距离法兰接口约300mm处；3.2泵送工艺

混凝土泵送过程时，要保证管道接头没有漏气漏水，要完全密闭。泵送混凝土前，把海绵球放入管道内，把水泵进管道直到海绵球和水全部蹦出，用来检查管道的密闭性、清洗管道内杂物以及润湿管道，保证水能打通。水打通以后，再泵送少量砂浆，用来填补接头处小的漏气，还能起到润滑管道的作用。

3.2洗管工艺

施工结束后，管道要进行清洗，洗管一般有水洗和气洗，格巧高速公路项目采用水洗方法，水洗是泵送工艺的反向冲洗，浇筑完成后泵水，当泵口出现水的时候，停止泵机，利用水的反向压力来清洗管道。

4. 结语

高扬程泵送混凝土施工，拌合站人员和现场技术人员要密切配合，控制好拌合、运输、泵送的时间，混凝土运输车到现场后不押车，到场即可泵送，严格按照配合比施工，保证混凝土的和易性，从而做到泵送过程中不堵管，达到节约工期及成本的目的。

以上是我部承建的双河特大桥，全长705.6m，是一座高低塔组合梁斜拉桥，2号索塔高229m，3号索塔高170m，索塔浇筑采用C50泵送混凝土，通过多次的试验和施工总结，格巧高速公路项目的塔柱施工取得圆满成功。

参考文献

[1]JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范.

[2]JGJ 7-91混凝土泵送施工技术规程