墩身机制砂泵送砼配合比设计与质量控制

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1、墩身机制砂泵送砼配合比设计与质量控制【内容提要】根据沙坝特大桥的工程特点和陇南地区地材的特性，采用正交设计优化方法，优选出采用机制砂配制的高性能混凝土配合比，满足了远距离、高落差的泵送施工要求，确保了施工质量。【关键词】机制砂泵送正交设计高性能混凝土中图分类号：TU528文献标识码：A1.沙坝特大桥概况沙坝特大桥所属于中铁十三局兰渝铁路指挥部四分部施工项目，中心里程为DK322+153,起讫里程为DK320+940.77〜DK323+365.23,全长2424.46m,共计墩台76个，桥台采用T型桥台，圆端型桥墩，墩身最高27m

2、,孔跨类型为双线74-32m+l-24m简支梁，穿越宕昌县沙湾镇鹿川村和沙坝村，墩台身混凝土均采用C30混凝土，共计26359.9m3；混凝土在拌和站集中拌制，运输采用混凝土搅拌运输车运送，浇筑采用混凝土输送泵，托盘、顶帽、垫石混凝土采取一次连续浇筑成型。该桥址处于山区，当地地才匮乏，周围缺乏砂石等原材料，交通不便，物资供应困难。本文主要介绍试验室解决本桥用机制砂配制高性能砼，满足高墩施工砼栗送以及采用掺粉煤灰等措施提高砼和易性、降低工程成本等问题。众所周知，泵送混凝土与一般混凝土主要区别在于其不仅要满足设计要求的强度、耐久性等

3、，还要有良好的工作性及可泵性，即拌合物在输送管道中摩擦阻力小、粘聚性好，不离析、不堵管。尤其在大高差、长距离、采用机制砂泵送条件下，原材料的质量控制和配合比设计是实现良好工作性能的首要基础。因此我们做了大量的试验，通过正交优化混凝土配合比，来满足墩身混凝土高墩泵送的施工要求。2.原材料的选择2.1水泥水泥考虑长距离泵送，初凝时间宜〉2h，其余指标符合国家质量标准及铁标标准要求，根据工程实际情况，选用甘肃天水祁连山P.042.5级水泥，水泥的物理指标见表1。表1水泥的物理指标2.2粉煤灰考虑到加少量的粉煤灰能够改善混凝土的工作性能

4、的、降低水泥用量等优点，选用兰州西固电厂的I级粉煤灰，具体技术指标见表2。表2粉煤灰的技术指标2.3砂选用机制砂，自配设备生产加工，生产出的机制砂的含泥量低于1.5%、细度模数3.0-2.3间，砂的粗细程度考虑可提高混凝土的强度，减少混凝土的用水量，减少泌水和离析现象，砂的技术指标见表3表3砂的技术指标2.4石子根据泵送砼施工技术规范要求，主要控制指标为最大粒径、针片状含量和级配。最大粒径与输送管管径之比为：泵送高度100m时，宜为（1:4〜1:5）。为此确定墩及下部结构最大粒径为31.5mm。要求连续级配，针片状颗粒含量〈10

5、%。因为针片状颗粒含量多和级配不良时，输送管弯头处的管壁易磨损，同时易造成管道堵塞。根据《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2009]152号要求，砼用粗集料母材强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5倍，故石子母材强度要彡45MPa。本着就地取材，经济适用的原则，选用角弓镇石场碎石，母材强度达98MPa，自己破碎生产，由于是自产碎石，在毛石破碎之前先进行冲洗，破碎后碎石再进行冲洗一遍，这样含泥量均控制在0.5°/。左右，坚固性较好，收缩比低，级配好，能降低空隙率，减少砂率，压碎指标低，有利于混凝土强度的提高，碎石级配掺

6、量分别为：5-10mm占15%、10_20mm占30%、16-31.5mm占55%。主要技术指标见表4。表4石子的技术指标2.5外加剂外加剂的使用目的：减水、增稠、缓凝、高强，尤其是象这种用机制砂配制的高性能混凝土，更需具有高性能的外加剂来增加其工作性。因此，现场选了数家外加剂进行配合比设计及拌合物性能进行比对，根据现场的试验我们选择了江苏博特新材料有限公司JM-PCA(1)型聚羧酸系高效减水剂。具体技术指标见表5。表5外加剂的技术指标3.设计试配方案试配主要目的是考核混凝土的水胶比、外加剂掺量、粉煤灰掺量和用水量四个因素对墩身

7、混凝土的强度、工作性能的影响，从而找出最佳组合，制定最优的配合比。考核指标主要是混凝土拌和物工作性、7d强度、28天强度及56天强度。3.1用正交表安排试验方案配合比试验的每立方米用水量根据以往同类工程的经验数确定，其余的试验指标按因素、水平，选用正交表安排试验方案，见表6、表7。表6因素水平表表7正交表3.2按以上设计思路进行C30砼计算，试配调整设计条件：配制墩身C30砼，坍落度140-180mm，水泥是天水祁连山P.042.5,砂是机制砂，MX=3.0，碎石规格为5mm-31.5腿连续级配，外加剂为江苏博特JM-PCA(I

8、)，砼容重设计为2400kg/m3，含气量要求大于4.0%,设计水胶比要求小于0.50,设计每立方混凝土胶凝材料用量要求不小于300kg,电通量56天不大于1500C，抗渗等级P8,作用环境:碳化环境T2。计算(试拌调整)配合比与试验结果见表93.3试配结果的分