浅谈高强度泵送砼配合比设计

浅谈高强度泵送砼配合比设计汪首元（甘肃恒达路桥工程集团有限公司中心试验室甘肃兰州730030）摘要：高强度泵送砼配合比设计，高强度泵送砼可泵性理论分析，高强度泵送砼施工配比调整要点关键词：高强度泵送砼配合比设计调整1、概述S17线金昌至永昌高速公路的终点与G30线高速公路采用互通式立交桥相接，立交桥上部结构为箱式连续梁，采用满堂式支架现浇施工，砼输送采用泵送砼一次连续地完成水平运输和垂直运输，提高施工效率，节省劳力，降低费用，减轻了施工干扰对G30线高速公路交通运输压力，因此，S17线上跨G30线段采用泵送砼施工具有一定的必要性。对于高强度泵送砼除具有一定的强度、耐久性之外，还必须具备可泵性，才能保证砼的施工的可行性。就此，就配制高强度泵送砼配合比设计的一点体会分享给大家，供大家参考。2、泵送砼配合比设计原理水泥混凝土为悬浮密实结构，其强度形成机理主要是靠水泥的水化反应产生的凝结力获得，次要靠砼中骨料之间的嵌挤和骨架结构形成，混凝土强度不仅与水灰比有关，还服从密实度规则。由于混凝土较易捣实，在某种程度容易造成把密实度看成次要因素，因而只注重水灰比与强度的关系。泵送混泥土不仅满足强度、耐久性要求外，而且还要满足可泵性的要求。砼可泵性是砼拌合物在泵送过程中，不离析、粘塑性好、摩阻力小、不堵塞，能顺利沿管道输送的性能。砼的可砼性可采用相对泌水率S10来表征，且相对泌水率S10不超过40%的砼拌合物是可以泵送的。砼泵送原理是砼拌合物在泵管中依靠压力推动进行输送，砼中拌合水是传递压力的介质，砼本身具有阻止其拌合水在压力作用下渗透流动的内阻力。阻力形成除砼拌合物自重外、还与管壁之间的摩擦力、管道中压力梯度增大或管道弯曲、变径等外阻力，极易引起“脱水现象”，水分通过集料间的空隙渗透，而使集料聚结引起阻塞。因此，配制高强度泵砼时，应以强度、耐久性、可泵性三个指标来配制高强度砼设计的依据。3、泵送高强度砼配合比设计1、原材料技术指标要求A、粗集料：一般选用反击破加工的单粒级碎石，通常2种规格的碎石经掺配使用。最大粒径选取依据《公路桥涵施工技术规范》的有关规定，表观密度、堆积密度、空隙率技术指标按照国标《建筑用卵石、碎石》要求执行，压碎值、含泥量、泥块含量、坚固性、有机质含量均按照《公路桥涵施工技术规范》有关标准要求执行。特别注意2.5mm以下颗粒含量，限制此指标，有效地限制了碎石粗集料中粉尘的含量，保证砼砂率的相对稳定性。B、细集料：一般选用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂，细度模数2.6-2.9之间中砂，含泥量不大于2.0%，2.36mm筛孔的累积筛余量不得大于15%，0.3mm筛孔的累积筛余量宜在85%-92%范围内；坚固性、杂质含量依据《公路桥涵施工技术规范》有关规定执行，表观密度、堆积密度、空隙率技术指标按照国标《建筑用卵石、碎石》要求执行。C、水泥：一般选用旋窑生产的高强度硅酸盐水泥或普通硅酸盐水凝，各项指标符合国标有关规定。D、外加剂：配制高强度砼宜选用高效减水剂。现阶段减水剂品牌繁多，其物理指标减水率、抗压强度比、泌水率相差较大。拌合后易出现保水性、粘聚性差、塌落度的损失快等问题，试配砼时一定要选择减水剂与水泥、砂、碎石匹配性，保证砼强度和施工的和易性，对泵送砼还应具有良好的可泵性。E、水：一般使用饮用水能符合要求，施工时检测砼拌和用水，使其达到的砼用水要求。综上所述，首先原材料的各项技术指标符合相关规范要求，其次选择好外加剂与水泥、砂、碎石的配伍性。2、配合比设计依据砼配合比设计应符合国家现行标准《普通砼配合比设计规程》以外、还应符合《砼泵送施工技术规程》、《公路桥涵施工技术规范》等中的有关规定。根据具体施工条件进行试配、调整，必要时应通过试泵送来最后确定砼的配合比。3、水灰比的选择在《砼泵送施工技术规程》JGJ/T10—95中规定泵送砼的水灰比宜为0.40～0.60，适合于低标号普通砼配合比设计，对于高标号砼常采用掺外加剂和掺合料的办法来减小水灰比，提高砼强度和施工的可泵性。外加剂掺量取决于其物理性能，一般粉剂掺量为水泥剂量的1.0-1.8%，液体掺量为水泥剂量的2.0—3.2%，在此掺量内一般水灰比可降到0.30-0.36之间。结合当地原材料性能、外加剂物理性能、外加剂与原材料的配伍性、运输工具、运距、气温、砼可泵性等因素综合分析，对配制C50泵送砼设计时水灰比宜选择在0.33为基准，相差+0.03为增减水灰比为进行配合比设计。4、坍落度的选择在普通砼配合比设计时，由于未添加外加剂，砼塌落度随时间、气温、湿度等环境损失速度较慢，但添加外加剂泵送高强砼，其塌落度随时间、环境损失速度较快，高强度泵送砼塌落度控制，宜选取泵送缸内的砼实测塌落度作为配合比设计参数。新拌砼其流动性大，施工和易性、可泵性能良好，但放置半小时后测其塌落度，往往塌落度较小，损失严重，可泵性能大大降低。因此，生产配合比宜选取泵缸内砼实测塌落度指标来控制，并以砼具有良好的可泵性为原则，《公路桥涵施工技术规范》的规定选用80～180mm为宜；在《砼泵送施工技术规程》JGJ/T10—95中推荐按不同泵送高度分别选用不同的入泵砼坍落度。该立交桥最高点位距地面竖直高度小于30m，参考《砼泵送施工技术规范》规定，考虑其可泵性，泵送效率高，不堵塞，砼泵机件磨损小。选取100mm-140mm范围内进行泵送，取105mm±30mm坍落度偏小，泵送时吸入砼缸较困难，活塞后退汲吸砼时，吸入缸内的数量少，使得充盈系数小，影响泵送效率，泵送时的摩阻力大，要求用较高的泵送压力，这使得分配阀、输送管、液压系统的摩损增加，易产生堵塞，给施工带来麻烦。选取135m±30mm坍落度过大，砼拌合物在管道中滞留时间长，易泌水，容易因产生骨料离析而卡管阻塞。综合以上因素，选择坍落度为120mm±30mm时为宜。5、砂率的选择砂率影响着泵送砼施工和易性能、强度、保水性、粘聚性等砼特性。通常认为砼中粗骨料悬浮在拌合物砂浆中，泵送砼沿输送管输送时与管壁的摩阻力，弯管、锥形管和软管之间变形阻力，加剧了泵送砼难度，砼拌合物和易性优劣直接影响泵送的效率。通常泵送砼要在保证砼强度和可泵性的情况下，确定出最小的水泥用量和最小砂率，一般泵送砼砂率比普通砼的砂率要高2%～5%，根据当地原材料、泵送砼的可泵性，确定砂率为35%，水泥用量为494kg/m3。6、掺入外加剂对砼泵送的影响在砼中掺入外加剂是改善砼拌和物可泵性能的主要手段。除常用的木质素磺酸钙外，外加剂种类很多，无论何种外加剂，对水泥都有一个适宜性问题，也就是前面探讨的配伍性问题，原材料改变，试验条件不同，都会影响外加剂的掺量。因此泵送砼所掺外加剂应符合国家现行标准《砼泵送剂》的规定，同时其品种和掺量应由试验确定，不得任意使用，以免影响砼质量。参考文献：1、《砼泵送施工技术规程》JGJ/T10—952、《公路桥涵施工技术规程》JTJ041—20003、《砼泵送剂》