某水利水電工程C30大流態泵送混凝土性能研究

石 碩

（阜蒙縣水利事務服務中心，遼寧 阜新 123100）

0 引言

混凝土垂直向下泵送時，對混凝土流動性、粘聚性、保水性要求極高，當混凝土出現流動性小、包裹性差、泌漿泌水等問題時，極易造成堵管，影響施工效率，造成不必要的人力、財力浪費。C30大流態泵送混凝土具有高流動性，自密實性能強，邊角位置稍輔助振搗即可填充流平，且采用具有滾珠效應的礦物摻合料，降低混凝土粘度，降低混凝土泵送阻力，減少混凝土泵送過程中對于泵送設備以及泵送管道的磨損。為避免項目底板施工過程中出現由于混凝土和易性導致的堵管問題，針對C30大流態泵送混凝土基本性能進行研究，通過測試擴展度、倒筒時間、抗壓強度等關鍵指標，建立評價體系，指導生產施工。

1 工程概況

某水利水電工程項目底板采用現澆鋼筋混凝土，強度等級C30，施工總方量約9 000 m3，底板鋼筋綁扎密集且復雜，采用地泵垂直向下方式施工，水平管線約250 m，垂直管線約120 m，水平管線長，泵送阻力大，要求泵送混凝土具有大流態、不離析、不分散的性能，可順利通過鋼筋，不堆積，石頭不裸露，拆模后無蜂窩麻面、無漏筋等問題。

2 試驗原材料

C30大流態混凝土對于原材料要求較高，因此優化選取試驗原材料，試驗水泥為P·O42.5級水泥，測試標準稠度需水量27.4%，3 d抗壓強度27.9 MPa，28 d抗壓強度52.6 MPa；試驗粉煤灰為I級粉煤灰，細度6.6%，燒失量2.4%，需水量比92%；試驗微珠，細度4.2%，燒失量1.9%，需水量比90%；試驗礦粉為S95級礦粉，比表面積實測值402 m2/kg，28 d活性指數達99%；試驗中粗河砂，細度模數2.6，碎石5～20 mm連續級配；外加劑為聚羧酸高效外加劑，固含量14.5%，減水率20%；水為自來水。

3 C30大流態泵送混凝土配合比

C30大流態泵送混凝土配合比設計依據項目的設計要求、配合比設計規范，確保混凝土具有良好的和易性，混凝土流動性好、包裹性好、無泌漿泌水。粉料用量范圍為單方360～400 kg，礦物摻合料取代范圍0%～30%，通過調整聚羧酸減水劑母液及小料用量，達到調整混凝土和易性的目的，具體配合比如表1所示。

表1 混凝土配合比設計/kg/m3

4 C30大流態泵送混凝土基本性能

4.1 C30大流態泵送混凝土工作性能

研究礦物摻合料中不同取代率對于混凝土流動度的影響，具體測試結果見表2。

表2 混凝土流動度測試結果

實驗結果表明，隨著粉煤灰及微珠摻量的增加，混凝土流動性越來越好，粉煤灰摻量由0%～30%，混凝土擴展度由620～700 mm；微珠摻量由0%～20%，混凝土擴展度由650～705mm；微珠摻量20%時，混凝土擴展度與粉煤灰摻量30%時保持一致，由于微珠屬超細粉料，微珠滾珠效應更優，更能起到良好的填充效應。混凝土粘度整體呈現下降趨勢，從倒筒時間看，粉煤灰摻量達到30%時，倒筒時間降幅達36.9%；微珠摻量達到20%時，倒筒時間降幅達43.5%；也從側面反映出微珠降粘效果優于粉煤灰。應用于C30大流態混凝土中，降粘效果顯著，可以有效緩解泵送阻力。

4.2 C30大流態泵送混凝土力學性能

研究礦物摻合料中不同取代率對于混凝土不同齡期抗壓強度的影響，具體測試結果見圖1。

圖1 混凝土不同齡期抗壓強度測試結果

由混凝土抗壓強度試驗數據知，混凝土28 d之前齡期抗壓強度均隨著粉煤灰或微珠摻量的增加呈現降低的趨勢，但長齡期抗壓強度增長趨勢發生改變，60 d強度增長率范圍為10.29%～12.90%，90 d強度增長率范圍為1.41%～17.82%，摻入微珠混凝土90 d抗壓強度增長率甚至超過28 d的4.92%，從長齡期抗壓強度看，粉煤灰及微珠仍然具有較高的水化程度，強度貢獻率較高，由于粉煤灰水化時間為后期，后期強度主要由粉煤灰提供[6-9]。

4.3 C30大流態泵送混凝土熱學性能

通過項目進行縮尺模擬實驗，對澆筑實體模擬水化溫升。具體溫度監測點及中心點與表層的溫升情況如圖2所示。

圖2 溫度監測點分布及測點中心點與表層的溫升曲線

如圖所示W7-1為中心測試點，最高溫升實測值為70.6℃，W7-2測點距離表層為500 mm，通過監測發現，測試期間，里表溫差始終處于25℃以內。經檢測，混凝土初始擴展度為700 mm，倒筒時間為2.9 s，28 d抗壓強度36.9 MPa，60 d抗壓強度41.4 MPa，90 d抗壓強度44.5 MPa。模擬結果表明，對于該項目C30大流態泵送混凝土從原材料選取、配合比設計及溫控措施避免出現溫度裂縫。

5 結論

（1）由于一級粉煤灰及微珠具有的滾珠效應，可顯著改善混凝土工作性，提升混凝土流動度，降低混凝土整體粘度，減少混凝土泵送過程中的阻力，盡量減小泵送設備的磨損。

（2）混凝土長期抗壓強度增長較好，增長幅度約0～18%，60 d強度增長率范圍為 10.29%～12.90%，90d強度增長率范圍為1.41%～17.82%，優質粉煤灰對于混凝土長齡期抗壓強度貢獻是有利的。