特大橋C60機制砂混凝土超高泵送施工技術

江洪濤

（浙江交工集團股份有限公司第五分公司，浙江 杭州 310051）

隨著混凝土技術發展、自然資源短缺與環境保護的需求等問題，采用機制砂全面替代河砂拌制混凝土已經成工程建設中的一種趨勢。文泰項目通過大量試驗論證，確定了機制砂的各項指標，設計出C60混凝土配比。通過在施工中的不斷摸索，合理配置資源，克服了運輸距離長，超高泵送的問題，將C60機制砂混凝土成功應用在本項目上，節約了大量成本，取得了良好的效益。

1 工程概況

浙江省文成至泰順（浙閩界）公路第WTTJ－4標段，起訖樁號為YK38＋000～YK56＋905.469（ZK38＋030～ZK56＋905.469），路線全長18.905公里，項目位于泰順縣境內，沿線經過百丈鎮、筱村鎮、羅陽鎮，其中洪溪特大橋是該項目控制性工程。洪溪特大橋全長571米，主跨265米，塔高177米，是亞洲跨徑最大的雙索面矮塔斜拉橋。洪溪特大橋混凝土運輸距離約8km，運輸時間約50min，塔柱下水平泵送距離約90m，垂直泵送高度約126m橋面水平泵送距離約134m。C60機制砂混凝土主要用于特大橋的箱梁掛籃施工。

2 C60機制砂混凝土原材料

2.1 機制砂

2.1.1 機制砂的生產加工

本項目因地處山區，為減少對環境的污染，因地制宜，就地取材所以機制砂采用干法制砂，在章后特長隧道出口附近建成了章后機制砂碎石加工場，投入破碎加工設備分別為：鱷式破碎機1臺，反擊式破碎機1臺，圓錐破碎機1臺，整形機1臺，振篩機2臺，吸塵器2臺，加濕器1臺，產量可以滿足施工生產需求。生產工藝采用干式制砂工藝，其生產工藝流程如下：

鱷式破碎（鱷式破碎機，粗碎）→反擊破碎（反擊式破碎機，中碎）→圓錐機破碎（圓錐破碎機，細碎）→振篩（超徑碎石回反擊破碎）→吸塵（揚塵控制）→整形 （制砂機，細碎）→振篩→吸粉→（機制砂）加濕→歸倉。

表1 機制砂檢測主要指標結果

2.1.2 機制砂石粉含量對混凝土工作性的影響

項目試驗室采用石粉含量為4% 、7% 、9%對C60混凝土進行對比試驗（C60配合比見表3），檢測混凝土坍落度，擴展度，含氣量，表觀密度，離析情況，情況，粘聚性等機制砂混凝土的工作性能.。

表2 不同石粉含量混凝土的工作性能

從表中可以看出，隨著石粉含量的增大，C60混凝土的坍落度和擴展度呈先增大后降低的規律，石粉含量在7%時，混凝土包裹性好，不易離析，混凝土工作性能最好。當石粉含量低于4%時混凝土有輕微離析的趨勢，因為機制砂中石粉含量偏少，細度模數增大，造成混凝土包裹性差。同時當石粉時超過9%，混凝土坍落度和擴展度減小，因為石粉含量過多，需水量增大，單純的用外加劑調整混凝土狀態造成混凝土偏粘，偏重，難以泵送施工。

在傳統“糧食安全觀”的指導下，我國政府對列入統計口徑的糧食作物采取了“高保護”措施，包括價格支持和關稅保護，從而限制了市場基礎性調節作用的發揮。糧食安全新戰略強調市場在資源配置中的決定性作用，糧食統計口徑應當逐步縮小范圍，除關系到糧食安全的核心品種必須列入統計，并維持較高的自給率以外，其他品種可以結合庫存儲備與國際貿易等手段來調節供需平衡，以此減少政府對農產品市場的過度干預，增強政府對農產品市場的調控能力。

根據試驗C60混凝土機制砂細度模數應控制在2.70～3.20范圍，石粉含量控制在5%－9%之間，混凝土工作性能能夠滿足施工要求，機制砂石粉含量在7%時，C60混凝土的工作性能是最佳狀態。

2.1.3 機制砂進場存放

機制砂應分批進場分倉存放，減少因材料變化太大造成的混凝土狀態不穩定。每批次進場以后及時檢測含水率、細度模數、石粉含量等指標。

2.2 水泥

本項目采用江山南方P.O52.5普通硅酸鹽水泥，檢測合格。水泥按照抽檢頻率及時取樣試驗，通過對水泥3天、28天強度進行匯總分析，及時調整配合比膠凝材料比例。不同批次進場水泥應分罐存放，新進水泥應冷卻24h以后再使用，防止水泥溫度過高對混凝土性能造成影響。

2.3 粉煤灰

本項目粉煤灰：F類Ⅱ級檢測合格。其中需水量比94%，燒矢量1.40%，各項技術指標均符合國家標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 （GB1596－2005）和《公路橋涵施工技術規范》 （JTG／TF50－2011）要求。摻入粉煤灰的混凝土，能改善混凝土粘聚性、流動性、保水性，減少混凝土的泌水和干縮，改善了混凝土的泵送性能。粉煤灰作為重要的摻合料，質量波動較大，充斥著假灰、脫硫灰、脫硝灰、黑灰等，項目試驗室對進場粉煤灰做到車車檢測，通過細度試驗、顯微鏡觀察玻璃珠情況，加水攪拌聞氣味和觀察溶液等方式進行快速檢測，嚴格控制進場粉煤質量。

2.4 外加劑

本項目外加劑選用本項目采用江蘇博思通緩凝型聚羧酸高性能減水劑，檢測合格，技術指標滿足國家標準《混凝土外加劑》 （GB8076－2008）要求，另外還要保證其與水泥的相容性，以及混凝土拌合物的和易性、工作性（主要是坍落度的經時損失）、力學性能。

超高泵送混凝土中的外加劑選用對混凝土工作性、耐久性等技術指標起著至關重要的作用。實際現場施工中，混凝土澆筑時間久，泵送距離長，所以要求混凝土在澆筑過程中混凝土工作性必須穩定，在混凝土拌制出機到澆筑完成坍落度損失不能太大，試驗室根據季節和氣溫變化及時調整緩凝、保塌成份，使混凝土的工作性滿足施工要求。

3 C60機制砂混凝土配合比設計

3.1 C60配合比

表3 C60機制砂高性能混凝土配合比（單位：kg／m3）

表4 洪溪特大橋1＃墩C60機制砂混凝土強度

混凝土的初始坍落度均滿足180～220mm的要求，28天強度滿足設計要求。

3.2 試驗室在配合比設計時根據季節、氣溫變化調整水泥和粉煤灰用量

夏季溫度高選用水泥∶粉煤灰＝80%∶20%；冬季低溫選用水泥∶粉煤灰＝85%∶15%的比例以滿足拆模、張拉等工序的強度要求。

3.3 砂率的確定

3.4 凝土配比設計時應充分考慮溫度、濕度、時間等因素

溫度：應充分考慮水泥溫度，混凝土澆筑溫度等對工作性的影響。要將水泥加熱到60℃進行試拌。

濕度：配合比試拌時應充分考慮集料的吸水率。混凝土試拌時采用表干狀態的機料，防止集料吸水對用水量造成影響。

時間：配合比設計時應充分考慮運距遠造成的塌落度損失，尤其夏季高溫施工時適當增大混凝土塌落度，以使混凝土入模狀態良好。

4 施工設備

本項目采用一臺中聯26MPa超高壓拖泵和一臺三一重工80拖泵組成接力泵，超高壓拖泵將混凝土泵送到橋面上接力泵料斗中，再由接力泵泵送到要澆筑的箱梁節段。

泵管采用壁厚8mm長3m的中聯泵管，選擇管壁較厚的泵管可以減少爆管的發生，減緩泵管磨損。泵送管道鋪設時盡量減少彎頭的設置，以減小泵送阻力。泵管接頭處應加橡膠膠圈密封嚴密，外面用管卡擰緊防止漏漿，地面水平管應每隔5－8m設置一個混凝土固定墩，預埋型鋼，將泵管固定在型鋼上，防止泵送過程中泵管晃動過大造成泵管接頭斷開，泵車連接處和泵管彎頭處應加密設置固定墩。

項目拌合站配備混凝土拌合樓兩臺，混凝土罐車6輛，以上機械設備可以保證施工順利進行。

5 人員配備和操作規程

5.1 試驗人員

試驗室至少配備兩名試驗人員。拌合站一名負責混凝土配合比的調整、含水率的測定。應根據攪拌機電流差，料斗下料速度和滴漿狀態對混凝土干和稀有一個初步判斷，再通過放料觀察混凝土級配、砂率、外加劑摻量、塌落度等判斷混凝土是否滿足施工要求。

施工現場一名試驗人員負責反饋混凝土性能，后場試驗人員根據前場反饋即使調整混凝土配比，使出站混凝土滿足施工要求。混凝土到達現場塌落度偏小不能滿足施工要求時，前場試驗人員應加外加劑，罐車加速攪拌使混凝土滿足泵送要求。對于混凝土塌落度偏大，可以采取罐車加速攪拌，等待半小時到一小時，塌落度滿足要求以后再泵送，這期間可以先泵送后一車的混凝土，防止等待時間過長造成堵管。

5.2 混凝土泵工

混凝土泵工應選擇經驗豐富的人員。泵工應密切關注泵壓的變化，混凝土性能發生變化及時通知試驗人員。

當泵壓過大應立即停止泵送，防止爆管，當泵車壓力顯示15－18MPa之間可以正常泵送；當壓力到20MPa以上混凝土泵送困難，應降低排量緩慢泵送，混凝土工作性應盡快調整到合適的狀態；到當壓力到25MPa極有可能造成爆管，這時應停止泵送，將泵車料斗下閥門打開，排出料斗混凝土，同時將水平管塔柱下彎頭處拆開，將水平管和塔柱豎管混凝土排出，待重新接好管道后，先泵送兩方砂漿然后后再泵送和易性良好的混凝土繼續施工。施工過程中應保持泵送連續進行，當遇到特殊情況，中斷10min以上再次泵送之前應抽反泵2－3次，活動泵管中的混凝土，再正向泵送。

在泵送的過程中一定要控制好料斗余料量，當料斗中料量超過了防護網，葉片旋轉過程中容易將料灑出，造成混凝土不均勻，如果余料的量過少，那么在輸送的過程中很容易吸入空氣，而一旦在管道中吸入空氣也容易導致堵管。料斗的混凝土量應保持在2／3處為宜。

每次泵送應按水－砂漿－混凝土－砂漿－水的順序進行。泵送開始前先泵送一車水潤管，泵管出水以后再泵入兩方砂漿，然后泵送混凝土；混凝土泵送完成以后再泵送兩方砂漿，將泵管中的碎石泵出，然后泵送一車水將泵管沖洗干凈，防止下次泵送堵管。

6 養護

混凝土施工結束以后及時進行養護至關重要。當夏季高溫，施工結束以后立即用土工布覆蓋，并每天專人定時灑水養護，保持混凝土表面濕潤，防止表面失水造成干縮開裂。冬季施工結束以后應及時覆蓋棉被，防止混凝土受凍，當溫度低于5℃時不應灑水養護，有條件時可以做蒸汽養護的措施。

7 結語

本項目通過在文泰四標洪溪特大橋C60機制砂混凝土的大面積應用，總結出機制砂細度模數在2.70～3.20、石粉含量5%～9%之間拌制的混凝土進能供滿足工作性和強度的要求。通過試驗施工人員的合理配備，泵送機械的合理選擇，實現了C60機制砂混凝土的超高泵送，并在施工中積累了豐富的經驗，為以后其他項目推廣機制砂打下堅實基礎。同時，本項目用機制砂代替河砂節約了大量成本，大大降低了河砂的使用量，產生了良好的經濟效益和社會效益，為綠色施工，節能環保貢獻了力量。