泵送混凝土不同成型方式對抗壓強度的影響

摘要：泵送混凝土對于橋梁施工過程具有重要的保證作用，針對泵送混凝土的實際施工特點展開了試驗論證，希望通過試驗，對工程中泵送混凝土的實施參數(shù)進行準(zhǔn)確的把控，以有效提升泵送混凝土的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；泵送混凝土；配合比

0" "引言

借助混凝土泵的壓力，可以使混凝土通過管道達(dá)到澆筑地點，有效實現(xiàn)垂直運輸，從而有效降低人力成本，提高了混凝土施工的整體效率。泵送混凝土在工藝上有較高的要求，其與普通混凝土有較大的不同，因此必要針對泵送混凝土的施工特點展開深入研究。本文針對泵送混凝土的實際施工特點展開試驗論證，希望通過試驗，對工程中泵送混凝土的實施參數(shù)進行準(zhǔn)確的把控，以有效提升泵送混凝土的整體質(zhì)量。

1" "工程概況

楚雄至大理高速公路TJ-2標(biāo)起點位于大理白族自治州祥云縣熊家村，終點止于大理白族自治州祥云縣新朗村，標(biāo)段線路起止樁號K225+220～K231+365，標(biāo)段全長6.145km，雙向六車道，路基寬度33.5m，設(shè)計時速100km/h。

主要結(jié)構(gòu)物如下：主線橋梁長7520m/9座（單幅計），其中大橋7360m/7座，中橋160m/2座；主線路基總長3694m，隧道2座，涵洞2座。本項目主要材料如下：混凝土38.9萬m3，鋼材總計5.76萬t；隧道開挖18.6萬m3，路基挖方98.9萬m3，路基填方17.9萬m3；預(yù)制T梁共計1358片，其中40m T梁1190片，30m T梁168片。

2" "施工工藝特點

泵送混凝土可以運用小型運輸車輛實現(xiàn)水平運輸，然后通過塔機進行垂直運輸澆筑。在泵送混凝土施工過程中，需要通過泵送管道，達(dá)到一次混凝土水平垂直運輸?shù)囊螅纱舜蟠罂s短了工程工期。布料設(shè)備可以將混凝土在實施過程中準(zhǔn)確的運送到澆筑的位置。連續(xù)輸送可以大大提高工程的整體效率，實現(xiàn)了工程整體機械化運轉(zhuǎn)，從而很大程度上降低了了人力資源成本。同時，因為管道封閉，其施工受天氣情況的影響很小。

目前泵送混凝土可以按照驅(qū)動的方式，可分為活塞模式和擠壓模式。在實際施工過程中，必須針對現(xiàn)場的工程情況設(shè)置參數(shù)，常用的參數(shù)為輸出壓力、輸出量、最大運輸距離等。在泵送混凝土實施過程中，主要應(yīng)用混凝土輸送泵、混凝土運輸車和混凝土攪拌站等相應(yīng)配套設(shè)備。

3" "泵送混凝土不同成型方式對抗壓強度的影響

3.1" " 試驗?zāi)康?/p>

施工現(xiàn)場大坍落度的泵送混凝土，因現(xiàn)場工人漏振，引起現(xiàn)場實體構(gòu)造物強度偏差。為了進一步規(guī)范施工，提高現(xiàn)場過程控制，我們使用現(xiàn)場應(yīng)用的原材料和配合比，在室內(nèi)試驗標(biāo)準(zhǔn)條件下進行試驗數(shù)據(jù)對比分析，以期得到振搗對混凝土抗壓強度的影響狀況。

3.2" " 混凝土配合比和原材料使用情況

強度等級C30泵送混凝土，采用昆明崇德水泥有限公司P.O42.5水泥、云南恒威實業(yè)有限公司II級粉煤灰、祥云傅平云工礦有限公司5～20mm連續(xù)級配碎石（摻配比例5mm～10mm：10mm～20mm=25%：75%）、祥云傅平云工礦有限公司機制砂（II區(qū)中砂）、江蘇蘇博特新材料股份有限公司聚羧酸高性能減水劑（摻量1.0%），坍落度要求160～200mm。C30泵送混凝土配合比為：水泥333kg/m3，粉煤灰60kg/m3，砂773kg/m3，石1068kg/m3，外加劑3.93kg/m3，水165kg/m3。

3.3" " 試驗數(shù)據(jù)整理和分析

楚大高速公路項目施工廣泛使用泵送混凝土，相比非泵送混凝土澆筑施工具有速度快、效率高、節(jié)省人工等特點。因泵送混凝土施工速度快，同時施工現(xiàn)場存在漏振、不振的現(xiàn)象，在一定程度上增加了混凝土的質(zhì)量控制難度。

本次試驗充分模擬現(xiàn)場施工條件，采用自密實和機械振搗兩種成型方式，其中自密實成型方式7d，28d混凝土試件各4組，共計24塊，機械振搗成型方式7d，28d混凝土試件各4組，共計24塊。在同一標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護到規(guī)定齡期進行抗壓強度試驗，建立試驗數(shù)據(jù)并進行對比?；炷涟韬衔锍鰴C實測坍落度200mm，擴展度500mm。混凝土拌合物和易性、保水性、粘聚性良好，坍落度滿足泵送要求。

自密實方式成型方式如下：混凝土從罐車自流入模不插振搗和振實，簡單拍打表面壓實成型。機械振搗方式成型方式如下：混凝土從罐車自流入模后，采用混凝土振動臺振動成型，振動時間15～20s。振動臺采用2#梁場ZF75-150型高頻附著式振動器，激振力12kN，振動頻率157Hz。

試驗結(jié)果顯示，對于泵送混凝土來說，振搗對其抗壓強度的影響性較大。采取自密實方式成型，脫模后試件棱角不齊、骨料外露蜂窩嚴(yán)重、氣泡較大；表觀密度實測值較小，表明內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠密實，試件強度值有非常大的離散型且強度偏低。采用機械振搗方式成型，脫模后試件表面平整、無蜂窩麻面、無缺損，氣泡較小且分布均勻；表觀密度實測值較大，表明內(nèi)部結(jié)構(gòu)較密實，試件強度值標(biāo)準(zhǔn)差小且強度較高?；炷镣庥^對比如圖1所示?；炷帘碛^密度實測值對比如圖2所示。

試件成型方式對混凝土抗壓強度的影響如表1所示。通過表1試驗數(shù)據(jù)對比表明，對于泵送混凝土，自密實成型比機械振搗成型制作的混凝土立方體試件的抗壓強度低5MPa左右，隨著齡期的增長偏差隨之變大，混凝土強度值偏差變小。從試驗數(shù)據(jù)對比明顯看出，振搗對混凝土抗壓強度的影響，重要性不言而喻。另外試件的養(yǎng)護條件、配合比、原材料、坍落度、人員及儀器誤差等諸多因素，不同程度上都影響混凝土試件的抗壓強度值。

4" "泵送混凝土施工要點

4.1" " 原材料選擇

4.1.1" "水泥選擇

應(yīng)優(yōu)先選擇環(huán)保性能較好的水泥，以防混凝土在泵送過程中出現(xiàn)相應(yīng)離析等不利現(xiàn)象。應(yīng)用硅酸鹽水泥等進行相應(yīng)的澆筑。如使用礦渣硅酸鹽水泥，則需要增加水的用量，并適當(dāng)參加粉煤灰等，提高保水能力。依據(jù)混凝土的泵送性能，水泥的用量應(yīng)進行適當(dāng)調(diào)整。水泥用量過小，則會增加相應(yīng)的阻力，使其出現(xiàn)離析等情況。水泥用量過大則會增加混凝土本身的粘聚性，進而會導(dǎo)致泵送出現(xiàn)問題。

4.1.2" "骨料選擇

骨料的選擇以優(yōu)用卵石為主，避免使用級配差、粒形不好的碎石，這是因為卵石具有較好的可滑性，在泵送過程當(dāng)中能夠獲得良好的效果。石子最大的粒徑應(yīng)小于輸送管道的1/3。如超過上述的規(guī)定，則石子比例應(yīng)小于總量的1%。細(xì)骨料應(yīng)選用細(xì)砂的設(shè)置。根據(jù)泵送混凝土的實際特性，一般砂率應(yīng)控制在0.4～0.5范圍內(nèi)。如砂率過小可能會產(chǎn)生離析的現(xiàn)象。砂率過大有利于潤滑，但是會大大增加水泥的用量，進而增加工程的成本。

4.1.3" "摻合料選擇

工程中主要使用礦物摻合料為粉煤灰。粉煤灰可以有效提升混凝土的耐久性能，進而緩解工程的水化熱等情況，使混凝土的抗?jié)B、抗凍性能得到有效提升。粉煤灰要求使用未經(jīng)任何磨細(xì)加工處理的原狀灰，且要求其品質(zhì)穩(wěn)定、干燥均勻。少量的硫酸鹽能夠促進水泥的水化反應(yīng)。若粉煤灰當(dāng)中的三氧化硫過多，則生成的鈣礬石過多，會對其穩(wěn)定性造成很大影響，進而導(dǎo)致開裂等情況。國內(nèi)高速公路用的粉煤灰，一般要求其三氧化硫的含量不大于3%。

4.1.4" "外加劑選擇

外加劑應(yīng)有良好穩(wěn)定的性能，應(yīng)盡量采用參建過國家公路、鐵路、水利等重大工程的品牌產(chǎn)品。外加劑選定時要結(jié)合施工用的水泥進行相容性試驗，常用的有高效減水劑、聚羧酸高性能減水劑。所有的外加劑必須選用合格的產(chǎn)品，并在現(xiàn)場經(jīng)過試驗，以確保其摻合量能夠滿足實際的使用要求。

4.2" " 配合比設(shè)計

混凝土實際施工過程中，選定合適的配合比，保證其在施工過程中的和易性。水灰比是泵送混凝土的重要指標(biāo)參數(shù)，必須將其控制在相應(yīng)的范圍內(nèi)。一般將坍落度控制在160～200mm之間，可以達(dá)到良好的泵送效果。如果超過200mm，則需要考慮流態(tài)混凝土的實際施工要求?？刂苹炷梁凸艿乐g的摩擦阻力不能過大，以保證混凝土的泵送性能，同時確保泵送過程中不發(fā)生離析等問題。在保證泵送壓力的前提下，應(yīng)對混凝土拌合物的主要性能指標(biāo)展開相應(yīng)控制，避免出現(xiàn)混凝土變質(zhì)。

4.3" " 泵送混凝土施工具體要求

泵送混凝土施工過程中，應(yīng)具備以下幾方面的要求。泵送混凝土應(yīng)連續(xù)施工，泵送管道應(yīng)保證適當(dāng)?shù)膹澢?，避免出現(xiàn)混凝土的聚集。泵送前應(yīng)對混凝土的管道進行相應(yīng)的潤滑，按照相應(yīng)的配合比加入一定的水泥漿或潤泵劑，保證其能夠滿足初期泵送的要求。

4.4" " 混凝土輸送泵合理配置

在泵送混凝土施工過程中，根據(jù)施工高度和長度合理匹配輸送泵。在此過程中應(yīng)注意以下幾個方面的問題：

4.4.1" "選擇距離澆筑地點最近的位置

為了保證供料方便，需要選擇距離澆筑地點最近的位置，最大程度的減少管道的摩擦阻力和運行距離，以有效的減少其摩擦力，為后續(xù)的施工奠定良好的基礎(chǔ)。

4.4.2" "合理選擇混凝土泵和輸送管道連接方式

一般可以使用直接連接、U型連接和L型連接等方式，對混凝土泵和輸送管道進行連接。直接連接泵送阻力較小，但是泵送管道的反作力用力較大，容易產(chǎn)生震動，因此需對混凝土的管道加強相應(yīng)的潤滑。U型管道的阻力較大，但是反作用力相對較小。L型連接可以介于前兩者之間。在泵送管道選擇的過程中，U型管道主要適用于向上垂直超過15m的運送高度，而直接連接主要是高處自重回壓的情況。

4.4.3" 管道處設(shè)置放氣閥

在向下泵送時，應(yīng)在管道處設(shè)置放氣閥，以避免混凝土在實際實施過程中出現(xiàn)滑落情況，進而導(dǎo)致空氣堵塞，影響泵送混凝土的實際效果。

4.4.4" 泵送前先進行空運轉(zhuǎn)

在泵送過程中，應(yīng)首先進行空運轉(zhuǎn)。當(dāng)其液壓油油溫上升到15℃時，可以進場進行施工。

4.4.5" "泵送前潤滑管道

在開始泵送前，應(yīng)在料斗內(nèi)進行少量的漿液潤滑效果的設(shè)置。在泵送過程中，如果需要暫停施工的時間較長，應(yīng)用正反泵各自循環(huán)兩次，用以對內(nèi)部混凝土的活性進行調(diào)整。

4.5" " 施工操作要點

4.5.1" "混凝土攪拌

混凝土拌制時，需要精確控制各材料的拌合時間，保證泵送混凝土的級配能夠滿足實際使用要求。當(dāng)使用吸水骨料時，應(yīng)提前讓其進行充分吸水。在泵送混凝土運輸過程中，為保證其連續(xù)的供應(yīng)，應(yīng)使其停車間歇滿足時間較短的要求。運輸過程中不得隨意加水，保證混凝土在施工過程中不出現(xiàn)離析的現(xiàn)象。

4.5.2" "混凝土泵送

在混凝土泵送過程中，為防止泵體出現(xiàn)較大的抖動，施工中需要將泵送設(shè)備放置在平地上，并有一定的固定措施。為防止在泵送過程中出現(xiàn)較大壓力，在正式施工前，應(yīng)首先應(yīng)用一定的水泥漿進行預(yù)壓送，以對內(nèi)部進行潤滑?；炷帘盟颓?，先讓輸送泵低速運轉(zhuǎn)，觀察其工作壓力，當(dāng)確定達(dá)到相應(yīng)工作壓力時再進行泵送。泵送應(yīng)連續(xù)進行施工，當(dāng)出現(xiàn)1h以上的停歇時，為避免混凝土離析，要進行正反推動，以保證其后續(xù)施工整體流暢度。泵送過程中，要經(jīng)常對混凝土的離析情況和和易性進行檢查。

4.5.3" "混凝土澆筑

當(dāng)泵送混凝土到達(dá)施工面后，要及時進行澆筑。應(yīng)使其盡快接近澆筑表面，必要時可以使用溜槽等工具，保證混凝土的實際施工效果。

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