機(jī)制砂汽車泵送混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計

韋 景 宇

(中國中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司，陜西 咸陽 712000)

機(jī)制砂汽車泵送混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計

韋 景 宇

(中國中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司，陜西 咸陽 712000)

結(jié)合貴陽市環(huán)城高速公路南環(huán)線牛郎關(guān)互通立交現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋的工程實(shí)例，針對其所屬地區(qū)的地質(zhì)條件特點(diǎn)，提出了采用機(jī)制砂汽車泵送混凝土的方案，通過不斷優(yōu)化配合比設(shè)計保證了工程質(zhì)量，縮短了施工周期，降低了施工成本。

機(jī)制砂混凝土，汽車泵送，配合比設(shè)計

由于地域條件和資源有限性的限制，在我國大部分地區(qū)，特別是西南地區(qū)，在無天然砂條件下，往往采用機(jī)制砂代替天然砂來配置混凝土，但采用機(jī)制砂如何配置強(qiáng)度高且工作性能好的混凝土對汽車泵送設(shè)備來說尤為重要，故科學(xué)、合理、可行的配合比設(shè)計往往可以提高工效，縮短施工周期，降低施工成本，同時保證了工程質(zhì)量。

1 工程概況

貴陽市環(huán)城高速公路南環(huán)線牛郎關(guān)互通樞紐(K0+000～K2+000)全長2 km，其中牛郎關(guān)互通立交橋?yàn)槿€五大關(guān)鍵控制性工程之一，工期緊(工期1年)，任務(wù)量大。上部構(gòu)造現(xiàn)澆箱梁混凝土工程量如下：主線牛郎關(guān)1號大橋3聯(lián)；匝道橋8座(A，B，D，E1，E2，F(xiàn)，G，H)共35聯(lián)，總計38聯(lián)，總長2 751 m，現(xiàn)澆混凝土方量2.47萬m3。

2 機(jī)制砂汽車泵送混凝土

2.1 機(jī)制砂混凝土的特點(diǎn)

由于機(jī)制砂級配不良往往易導(dǎo)致新拌混凝土粘聚性、保水性差，易離析、泌水，并降低和易性和流動性，故往往要靠增加膠凝材料用量來改善其工作性能。

2.2 機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計

1)根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求：泵送混凝土坍落度要求為80 mm～180 mm，砂率宜控制在40%～50%，通過0.315 mm篩孔的砂不宜少于15%，碎石顆粒為5 mm～26.5 mm，水泥最小用量280 kg/m3～300 kg/m3，最大不宜超過500 kg/m3。2)使用原材料：花溪孟關(guān)龍勝機(jī)制山砂、粗砂；碎石采用雙級配，范圍5 mm～16 mm，16 mm～26.5 mm；水泥采用烏蒙山P.O42.5；外加劑采用貴陽星恒XH聚羚酸鹽高效減水劑。3)混凝土配合比設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 混凝土配合比設(shè)計參數(shù)表 kg

標(biāo)準(zhǔn)試件實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：7 d抗壓強(qiáng)度42.8 MPa；28 d抗壓強(qiáng)度49.6 MPa；出機(jī)坍落度175 mm。該配合比設(shè)計滿足連續(xù)箱梁設(shè)計要求。

2.3 汽車泵送混凝土試驗(yàn)

在混凝土設(shè)計配合比選定并得到批復(fù)后，為保證大方量混凝土可連續(xù)澆筑順利，先選用一個承臺混凝土澆筑進(jìn)行試驗(yàn)：混凝土由集中拌合站拌合，8 m3罐車運(yùn)輸，“三一”混凝土汽車(60 m3/h)泵送入模，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)混凝土泵送困難，極易堵管，無法達(dá)到梁體施工要求，具體分析如下：

1)本次試驗(yàn)采用“三一”汽車泵為新設(shè)備，其現(xiàn)場測試動力系統(tǒng)無任何問題；2)機(jī)制砂：從拌合站料場取樣做篩分試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)粒徑大于9.5 mm的含量達(dá)到5%以上，與配合比設(shè)計時所用砂子級配差異較大，其原因主要是機(jī)制砂場篩網(wǎng)沒有及時更換；3)由于混凝土澆筑不順利，造成混凝土罐車等待時間過長，加上澆筑時氣溫較高，混凝土入泵時坍落度損失較大，不利于泵送；4)在泵送混凝土過程中有時出現(xiàn)離析、不均勻，表明混凝土工作性能不是很好。

2.4 施工配合比優(yōu)化設(shè)計

根據(jù)混凝土泵送試驗(yàn)結(jié)果及原因分析，重新對施工混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，具體優(yōu)化設(shè)計如下：

1)要求機(jī)制砂場定期更換篩子，保證所產(chǎn)機(jī)制砂級配保持平穩(wěn)，符合級配要求；2)將高效減水劑的初凝時間由原來的2.5 h提高到4.5 h；3)混凝土配合比優(yōu)化調(diào)整：調(diào)增水泥用量，大小碎石級配比例由原來的6∶4調(diào)整為8∶2，機(jī)制砂由原來的48%調(diào)整為50%，調(diào)增減水劑摻量。優(yōu)化配合比參數(shù)如表2所示。

表2 混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計參數(shù)表 kg

標(biāo)準(zhǔn)試件實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：7 d抗壓強(qiáng)度44.3 MPa，28 d抗壓強(qiáng)度52.1 MPa，坍落度196 mm，混凝土拌合站出機(jī)的坍落度為180 mm～200 mm，現(xiàn)場泵送入模坍落度為160 mm～180 mm(見圖1)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

3 汽車泵送混凝土實(shí)施效果

1)現(xiàn)場泵送施工效果。通過優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計和現(xiàn)場施工方法及工序調(diào)整，按優(yōu)化施工配合比拌合的混凝土現(xiàn)場泵送澆筑不但很順利，堵管現(xiàn)象也極少發(fā)生，滿足大方量現(xiàn)澆箱梁混凝土連續(xù)施工要求，現(xiàn)場澆筑施工見圖2。

2)混凝土質(zhì)量效果。箱梁混凝土設(shè)計強(qiáng)度為40 MPa，所澆筑的混凝土實(shí)際強(qiáng)度平均值為49.6 MPa，彎折系數(shù)為0.078，其標(biāo)準(zhǔn)差為3.8 MPa，強(qiáng)度滿足設(shè)計及規(guī)范要求，混凝土外觀整潔美觀、色澤一致。

4 結(jié)語

由于機(jī)制砂級配自身存在缺陷，使用其配置高強(qiáng)汽車泵送混凝土一直是技術(shù)難題，尤其是要求必須連續(xù)澆筑的大方量混凝土工程，科學(xué)、合理、可行的配合比不僅可以保證工程質(zhì)量，同時也提高工效和機(jī)械設(shè)備使用率，加快現(xiàn)澆支架、模板等材料周轉(zhuǎn)速度，使施工順利推進(jìn)，縮短施工周期，降低施工成本。

[1] 馮乃謙.實(shí)用混凝土大全.北京：科學(xué)出版社，2001.

[2] JGJ 55—2000，普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程.

Optimal mixing proportion design of machine-made sand vehicle pumping concrete

Wei Jingyu

(ChinaRailway1stBureauGroup4thEngineeringCo.,Ltd,Xianyang712000,China)

Combining with cast-in-situ box girder bridge engineering of Niulangguan overpass on Nanhuan line of Guiyang city highway as an example, in light of its local geological conditions, the article puts forward machine-made sand vehicle pumping concrete scheme, and continuously optimizes its mixing proportion design. As a result, it guarantees engineering quality, shortens construction duration, and reduces construction cost.

machine-made sand concrete, vehicle pumping, mixing proportion design

2015-09-20

韋景宇(1975- )，男，工程師

1009-6825(2015)33-0128-02

TU528

A