超高泵送高性能混凝土的配合比设计

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[摘要]本文通过对超高泵送高性能混凝土原材料选择、配合比设计、现场施工等的研究，在保证施工质量的前提下，最大程度地提高了混凝土的可泵性和施工效益，降低了工程成本，同时为今后此类工程混凝土施工积累了成熟的施工经验和技术支持。

[关键词]泵送混凝土；混凝土配合比；配合比设计

本文以前邢家河大桥高墩悬臂现浇梁泵送混凝土施工为依托，主要对高层建筑及大体积泵送高性能混凝土的原材料、配合比选定及施工质量控制等方面进行了研究。前邢家河大桥位于山岭区，跨越典型“V”型沟谷，桥高132m。预应力混凝土现浇连续钢构+预应力混凝土装配式箱梁，现浇箱梁及桥面铺装8000m3混凝土全部采用泵送混凝土施工，输送高度最高达120m。

一、原材料选择

1.水泥本次配合比设计选用洛阳黄河同力牌P.O52.5水泥，实测3d胶砂抗折强度值6.1MPa，抗压强度值32.9MPa；28d胶砂抗折强度值7.9MPa，抗压强度值55.3MPa；氯离子含量0.024%，烧失量1.22%，氧化镁（MgO）4.29%，三氧化硫（SO3）1.85%，比表面积420m2/kg；各项技术指标符合现行国家标准要求。2.细集料本项目选用洛阳卢氏磨沟口聚鑫砂石场生产的中砂，同一配合比的细度模数变化范围不超过0.3。在筛分试验中，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不少于15%，通过0.16mm筛孔的颗粒含量不少于5%；细度模数2.9，堆积密度1580kg/m3，表观密度2570kg/m3，含泥量1.4%，泥块含量0%，空隙率39%，各项指标均符合现行标准的规定。3.粗集料泵送混凝土粗集料粒径的规定，泵送高度在100m以上时，粗骨料的最大粒径与输送管道之比小于1︰5.0。试验室采用洛阳卢氏九龙碎石场生产的5～10mm、10～20mm两种碎石（掺配比例质量比为5～10mm︰10～20mm碎石=4︰6）配制连续级配，母岩立方体抗压强度为160MPa，压碎值在10%以内。压碎值8.1%，针片状含量3.3%，含泥量0.2%，泥块含量0%，堆积密度1740kg/m3，表观密度2710kg/m3，空隙率36%，各项指标均符合现行标准的规定，碎石中针片状颗粒严格控制不宜超过8%。4.外加剂选用外加剂因主要从以下几个方面考虑：延缓混凝土的初凝时间，提高混凝土的早期强度，增加后期强度，减少混凝土坍落度的损失，与水泥的相容性，外加剂的稳定性。本试验采用减水率大、坍落度损失小的聚羧酸高性能减水剂，其各项指标均符合相关技术要求（表1），外加剂与水泥、矿物掺合料之间具有良好的相容性。根据试验确定，聚羧酸高性能减水剂与黄河“同力”牌P.O52.5级水泥的最佳掺量为1.2%，其减水率为27%。5.粉煤灰本试验采用洛阳热电祥龙有限公司生产的Ⅰ级粉煤灰，吸收水泥中的游离CaO，填充水泥石内部空隙，提高混凝土的密实性、抗渗能力和耐久性，增加混凝土的和易性和可泵性。细度9.2%，需水量比90.5%，含水量0.2%，烧失量1.67%，三氧化硫含量0.49%，其质量指标符合I级粉煤灰技术要求。

二、泵送高性能混凝土配合比设计

1.配合比参数混凝土设计强度等级C55，设计坍落度180～220mm，为掺加粉煤灰泵送高性能混凝土。2.坍落度的选择泵送高度100m以上宜选用180～200mm，且应考虑运输中坍落度损失。特别是当气温超过30℃时，应考虑30～50mm/h坍落度损失，可按国家现行标准《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定选用。3.水灰比的选择最大水灰比为0.6，一般应控制在0.4～0.6。砂率和胶凝材料总量的确定：泵送混凝土的砂率宜为38%～45%，适用于超高层泵送砼的水泥用量，必须同时考虑强度与可泵性。水泥用量少强度达不到要求，过大则砼的粘性大、泵送阻力增大则增加泵送难度，而且降低吸入效率。水泥和矿物掺和料的总量不宜小于300kg/m3，粉煤灰的掺量一般为10%～15%，不超过20%。在各种原材料检验合格后进行了室内配合比设计，本试验主要考虑混凝土的前期强度及可泵性采用外掺法进行配合比设计。经过对混凝土的坍落度、扩展度、凝结时间、抗压强度、含气量等测试，在满足现场施工及设计要求的情况下，最终确定试验室理论配合比（表2）各项指标均达到了设计要求（表3）。

三、结语

该高墩泵送高性能混凝土配合比用于现场施工验证后，其和易性、可泵性、特别是前期强度取得了令人满意的效果。尤其是掺加粉煤灰后，对改善砼性能及超高泵送混凝土的工作性起到了良好的作用，为后续超高泵送高性能混凝土配合比设计提供了参考依据。

参考文献

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作者：薛振华 谭少华