摘 要：通過對機制砂C25級泵送混凝土的試驗,結果表明：使用外摻粉煤灰和優(yōu)質外加劑可明顯改善混凝土的可泵性，并成功地在宜萬鐵路龍王廟特大橋106.5m高墩中應用，獲得了較好的經(jīng)濟效益，對機制砂代替天然砂的研究和應用具有一定參考價值。
關鍵詞：機制砂；C25泵送混凝土；106.5米高墩
中圖分類號：TU528.01 文獻標識碼：B
0 工程概況
宜(昌)萬(州)鐵路是我國鐵路網(wǎng)"八縱八橫"主骨架之一，是滬漢蓉快速通道重要組成部分。W10標段管段DK165+035～DK168+500，全長3.465Km?？刂乒こ讨粸辇埻鯊R特大橋，位于湖北省建始縣三里鄉(xiāng)，為高墩大跨度橋梁，全長922.59m，共23個墩臺，懸澆連續(xù)梁結構形式為(60+2)m×(100+60)m，最高的12#墩達106.5m，墩身設計為圓端形空心墩，底部外徑20.4m,內徑5m,上部外徑14m,內徑5m,C25級混凝土,約用了9841.7 m3,橋墩采取頂升液壓翻模施工方案,作業(yè)面積小,輸送高度大，只能采取一級泵送；工程地處巴東山區(qū)，地形起伏陡峭，沖溝深切，高墩大跨，技術復雜。由于施工地域河砂資源緊缺、價格昂貴，為解決供需矛盾，降低成本，進行了機制砂代替天然砂C25級超高程泵送混凝土的科技攻關工作，獲得了成功。
該大橋于2005年3月開始施工，截止到2006年10月止，下部結構提前3個月全部完成，一次驗收合格率100%，節(jié)約投資150萬元，山西省科技廳對包括高墩機制砂混凝土的可泵性技術研究在內的高墩施工技術進行科技成果鑒定，結論表明：達到國內先進水平，具有較高的應用價值和較為廣闊的應用前景。
1 原材料情況
(1)水泥:采用宜昌水泥有限公司華新堡壘牌P.O32.5R水泥,主要技術指標見表1。
(2)粗集料: 采用建始縣大店子石料廠生產(chǎn)的5~31.5mm連續(xù)級配碎石,表觀密度2700kg.m-3，壓碎指標8.0%，空隙率40%。
(3)細集料:采用建始縣大店子石料廠機制砂,表觀密度2680kg.m- 3 ,堆積密度1560kg.m- 3 ,石粉含量6.0%,孔隙率42%,細度模數(shù)3.5。
(4)外摻料:采用湖北恩施利川市火電廠Ⅱ級粉煤灰,其主要技術指標見表2。
(5)外加劑:采用山西萬榮永紅外加劑有限公司生產(chǎn)的RT-B3泵送劑，檢測結果見表3、表4。
2 配合比設計及優(yōu)化
泵送混凝土宜采用級配良好的天然中砂,機制砂。由于棱角和級配不良等特點,對混凝土和易性有顯著影響,對混凝土的可泵性損傷嚴重,在國內泵送混凝土采用機制砂比較多的是在較高強度等級的混凝土上,由于膠凝材料用量較大,通過膠凝材料能夠比較顯著地改善混凝土的工作性能。但是C25級較低強度混凝土一級垂直運輸高度106.5m難度很大,在國內沒有同類施工經(jīng)驗可借鑒。我們立足于圍繞機制砂一級高泵程垂直泵送這一技術難題,確立配合比,首先滿足新拌混凝土工作性能,再保證強度這一逆向設計思想,從原材料選擇到混凝土中各材料的比例要減少不利泵送因素比例,選擇優(yōu)良的材料,用其它材料的泵送優(yōu)勢補償不利因素生成的對泵送的損害,千方百計改善混凝土的可泵性。
首先改善機制砂的級配,盡可能降低砂的細度模數(shù)。粒徑在0.315mm以下的細集料所占的比例不應小于15%，最好達到20%，這對改善可泵性非常重要。經(jīng)現(xiàn)場篩分,級配相對較好，孔隙率42%,細度模數(shù)3.5。粗集料的種類、形狀、粒徑和級配對泵送混凝土的性能有很大影響，必須予以嚴格控制。粗集料的最大粒徑與輸送管內徑之比宜為1：3，空隙率小,壓碎值高。二是選擇適當?shù)乃嘤昧?。水泥砂漿起到潤滑管道和傳遞壓力的作用，水泥用量要適中，這對可泵性也很重要。結合實際泵送高度，最后采取302kg.m-3。三是增加外摻料粉煤灰,提高混凝土的可泵性。四是選擇優(yōu)質外加劑,調節(jié)混凝土的各項指標以滿足技術要求。外加劑選擇要考慮不單具有減水效果,還要對混凝土的坍落度損失、含氣量、壓力泌水以及擴展度、流動度都有顯著改善。
通過多次試驗摸索，選擇四組水膠比的配合比。再在滿足工作性能的前提下，確定要使用的配合比的水膠比為0.59，粉煤灰摻量20%，超量取代系數(shù)1.2。理論配合比確定為：水泥: 粉煤灰:機制砂：碎石：水：減水劑＝302:90.６:1030:178:3.775。驗證此配合比，工作性能指標見表5、表6。
3 工程應用
在宜萬鐵路龍王廟特大橋106.5m12號墩施工中，采用自動計量拌合站集中攪拌,混凝土罐車水平運輸500m至12號墩下,墩身72m以下用HBT60C輸送泵,72m至106.5m處加強泵壓改用HBT100C輸送泵,一次泵送到澆筑面,泵管隨自升式液壓翻模系統(tǒng)一起往上接長。為確?；炷帘盟唾|量，采取下系列施工控制措施：
(1)嚴格控制原材料。機制砂控制是關鍵，細度模數(shù)嚴禁大于3.6，石粉含量宜在3%~7%范圍內,這樣拌出的混凝土和易性較好,泌水較少；對碎石的粒形、空隙率要嚴格控制。
(2)嚴格控制混凝土的攪拌和輸送。每盤混凝土攪拌時間比用天然砂混凝土多30s至60s,以改善新拌混凝土工作性能,提高保水和粘聚性,減小泌水率；混凝土生產(chǎn)、罐車運輸以不積壓混凝土、不停泵為目標設專人調度生產(chǎn)節(jié)奏，水平運輸時間控制在45min內，泵送間歇時間超過45min或混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象時，應立即用壓力或其他方法沖洗管內殘留混凝土，另外在泵送間歇期間要不間斷的進行正反泵一兩次，防止壓力下混凝土泌水離析。
(3)加強施工工藝控制。作業(yè)面上，振搗工人分區(qū)負責，在墩身外模、內模設振動器配合振搗棒人工振搗，保證密實，不留死角，分層澆筑成型，混凝土澆筑時間控制在10h以內。
(4)重視墩身養(yǎng)護和強度發(fā)展?？刂贫丈韽姸劝l(fā)展與預期目標一致。拆模后及時灑水，保持表面濕潤7d以上。
4 試驗結果評定
12號墩身0~72m段內,共制作80組28d試件,72~106.5m
段內,共制作33組28d試件,采用TB10425-94標準評定結果見表7、表8。
5 結論
(1)采用機制砂配制較低強度等級的泵送混凝土，對機制砂的質量控制是關鍵，采用外摻料和優(yōu)質外加劑來改善新拌混凝土的和易性是必不可少的措施。
(2)較低強度等級的機制砂泵送混凝土配合比設計，在泵送高度較大的情況下，首先滿足工作性能，再保證強度的配合比逆向設計思想是正確的。
參考文獻
[1］馮乃謙.實用混凝土大全[M].北京：科學出版社，2001.
[2］劉巽伯,魏金照.膠凝材料[M].同濟大學出版社.
[3］成立.C50機制砂高性能混凝土在烏江大橋中的應用[J].混凝土, 2007,(1).
