机制砂C55泵送砼配合比设计及运用

中交第二航务工程局有限公司1江门口特大桥C55现浇箱梁机制砂高泵送砼配合比设计及现场运用验证-------陈书平（中交第二航务工程局有限公司昆明分公司）摘要：针对机制砂泵送C55混泥土配合比设计，运用于桥垮为（90+170+90）+2×30米的预应力混泥土现浇连续钢构箱梁，引桥为预制混泥土T梁的特大桥上。两主墩分别高：1#墩高77m，2#墩高93.5m，0#块高11m，承台高4.5m。泵送最大垂直高度为104m，地面水平管距离承台的水平距离为82m。首先对整个目标工程进行了简要说明。其次，对施工所用的原材料---水泥，砂，粗集料，外加剂---一一进行了具体试验结果的各种指标的分析。再根据各种原材料的试验结果进行大量试配，确定最佳施工配合比。关键字：机制砂高泵送配合比设计C55混泥土一、工程简介：江门口特大桥位于云南省兰坪县石登乡以南约6公里的江门口北侧，横跨澜沧江左岸支流江门口大河，桥址区海拔高度为1530~1700，场地交通及讯息极为不便。桥梁起点桩号K187+877.38，终点桩号K188+296.04，全长418.66m。由里程桩号起点往终点方向降坡1.5%，横坡双向2.0%。桥垮为（90+170+90）+2×30米，主桥为预应力混泥土现浇连续钢构箱梁，引桥为预制混泥土T梁。两主墩分别高：1#墩高72m，2#墩高88.5m，0#块高11m，承台高4.5m。主桥砼设计标号要求为C55泵送砼，设计坍落度180mm—220mm。泵送最大垂直高度为104m。由于地理位置特殊，地面水平管到承台的水平距离为82m。江门口特大大桥为本标段控制性工程。由于当地属于山区运输不便，如使用江砂成本十分高昂，因此本标段所使用的砂都是机制砂。无奈又受限于当地石材质量，风化石的含量高，粗骨料的强度不特别理想，打出的机制砂的强度也较低，这无疑增加了配制高标号砼的难度。再者运输条件限制，不方便掺用粉煤灰，这更增加了泵送的困难。二、原材料指标中交第二航务工程局有限公司21.水泥：采用红塔滇西P.O52.5R。水泥检测指标见下表依据JTGE30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》，该批水泥各项指标符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》要求，合格。2.粗级料：选用5～25cm连续级配碎石。碎石技术指标见下表筛孔尺寸（mm）31.526.519169.54.752.36规定级配00~5--30~70--90~10095~100实测级配03.941.654.779.696.599.7堆积密度（kg/m3）表观密度（kg/m3）含泥量（%）压碎值（%）针片状（%）规定值实测值规定值实测值规定值实测值规定值实测值规定值实测值＞15001630＞25002670＜1.00.8≤129.8＜154.9各项指标符合JTG/TF50-2011《公路桥涵施工技术规范》要求。3.机制砂技术指标：机制砂细度模数Mx=3.0，中砂，Ⅱ区砂。机制砂技术指标见下表筛孔尺寸（mm）9.54.752.361.180.600.300.150.075Ⅱ区砂0-010-040-565-3585-7195-75100-8595-100实测值0.05.223.247.066.579.991.299.6堆积密度（kg/m3）表观密度（kg/m3）含泥量（%）石粉含量（%）单级最大压碎指标（%）规定值实测值规定值实测值规定值实测值规定值实测值规定值实测值＞13501630＞25002670≤1.00.8≤75.3＜2516比表面积Kg/㎡凝结时间（min）安定性标稠%抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）初凝终凝3d28d3d28d340115188合格28.07.09.237.561.2中交第二航务工程局有限公司3通过现场进行大量筛分试验，不断调整砂场筛网尺寸规格，最终出厂的机制砂级配良好。各项指标符合JTG/TF50-2011《公路桥涵施工技术规范》，JTGE42-2005《公路工程集料试验规程》、JGJ/T241-2011《人工砂混凝土应用技术规程》、《机制砂在砼中应用技术指南》要求。符合配置泵送砼的要求。4.外加剂：武汉辰龙新材料技术有限公司生产的P-C-2000-Ⅱ型聚羧酸高效减水剂。试验次数基准混凝土掺外加剂的混凝土减水率(%)检测结果坍落度(mm)用水量(kg/m3)坍落度(mm)用水量(kg/m3)用水量(kg/m3)减水率为38.0%121025021015538.0221525022015538.0平均值21525021515538.0各项指标符合：GB8076-2008《混凝土外加剂》；JG/T223-2007《聚羧酸系高性能减水剂》5.水：搅拌水使用江门口大河的河水，水经检测各项指标均符合规范要求。PH值不溶物mg/1可溶物mg/1氯化物(以C1-1计)硫酸盐(以SO4-2计)碱含量mg/18.3250.0400.023.261.763.3结果评定被检水样符合混凝土拌合用水技术标准要求三、配合比设计1.根据现场实际情况同时在保证施工工艺质量的前提下，试配出最经济实惠配合比，在试验室进行大量试拌配合比，最终选定基准配合比：配合比①水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：外加剂(单位：kg/m3)=519：779：991：161：0.571=1:1.50:1.91:0.31:0.011砂率=44%，W/C=0.31,外加剂掺量=1.1%,该配合比试拌结果砼和易性、保水性、流动度状态良好，坍落度损失满足现场施工要求。砼初凝时间380min，终凝时间430min。为了进一步验证优化，在此配合比中交第二航务工程局有限公司4基础上调整水灰比和水泥用量，另外试配了两个配合比进行对比。配合比②水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：外加剂(单位：kg/m3)=555：746：988：161：0.611=1:1.34:1.78:0.29:0.011砂率=43%，W/C=0.29,外加剂掺量=1.1%,配合比③水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：外加剂(单位：kg/m3)=488：810：991：161：5.37：0.571=1:1.66:2.03:0.33:0.011砂率=45%，W/C=0.33,外加剂掺量=1.1%,各水胶比砼拌合物性能指标见下表1配合比①水泥：砂：碎石：水：外加剂=519：779：991：161：5.37：0.571出机坍落度（mm）2101小时坍落度（mm）2052小时机坍落度（mm）185无泌水扩展度（mm）520、5301小时扩展度（mm）480、4901小时扩展度（mm）440、4502配合比②水泥：砂：碎石：水：外加剂=555：746：988：161：0.611出机坍落度（mm）1951小时坍落度（mm）1852小时坍落度（mm）160无泌水扩展度（mm）500、4901小时扩展度（mm）475、4602小时扩展度（mm）420、4303配合比③水泥：砂：碎石：水：外加剂=488：810：991：161：5.37出机坍落度（mm）2151小时坍落度（mm）2102小时机坍落度（mm）195无泌水扩展度（mm）515、5301小时扩展度（mm）500、4901小时扩展度（mm）450、435中交第二航务工程局有限公司52.对以上三个配合比留样测试力学性能指标砼力学性能指标对比见下表序号标准抗压强度（MPa）弹性模量（MPa）3d5d7d28d3d5d7d28d配合比①51.259.767.575.33.65*1043.89*1044.26*1044.63*104配合比②53.661.369.477.93.77*1043.95*1044.45*1044.87*104配合比③50.656.359.463.93.23*1043.45*1043.68*1043.98*1043.现场试用从以上两表的数据对比看出，三组配合比拌合物性能指标都能满足要求，但配合比③配合比弹性模量满足要求，力学性能指标未满足配制强度要求，配合比②各项指标都符合要求，但从经济性角度和配合比①配合比相比较它不是最佳配合比，所以选择配合比①为现场施工配合比。为了进一步验证该配合比现场使用情况，进行了现场大样试拌，试用。现场试拌砼各项指标见下表物理性能出机坍落度（mm）2101小时坍落度（mm）2052小时坍落度（mm）190无泌水扩展度（mm）515、5301小时扩展度（mm）500、4902小时扩展度（mm）450、440力学性能3d强度（MPa）5d强度（MPa）7d强度（MPa）28d强度（MPa）3d弹模（MPa）5d弹模（MPa）7d弹模（MPa）28d弹模（MPa）49.256.366.775.13.34*1043.56*1043.73*1044.28*104经过现场施工实践证明，配合比①混凝土拌合物各项指标性能符合要求、泵送性能良好，强度满足规范和设计要求。完全满足了现场施工要求。故选用配合比①为现场施工配合比。中交第二航务工程局有限公司6四、结束语在经历了9个月的施工时间，共35次的浇筑实践中，420组试块的混泥土的强度及140组弹性模量试验均符合设计要求，且在泵送过程中砼和易性良好，可泵性能优良，从未发生因混凝土可泵性不好而产生的堵管现象。有效的解决了在交通不便的山区，运用机制砂配置高墩身泵送混凝土的难题。