水電工程C30大流態(tài)泵送混凝土性能探究

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摘要：鋼筋綁扎密集且復雜施工部位，對于混凝土的和易性能提出了極高的要求，要求混凝土具有自密實性能，且無裸露、無泌漿。大流態(tài)泵送混凝土既滿足自動填充密實的要求，還可以降低粘度，易于施工，大幅度提升施工效率。采用混凝土工作性能、抗壓強度以及水化溫升等測試方法，優(yōu)化混凝土配合比。研究結果表明：當粉煤灰取代率達到總粉料體系的30%時，混凝土擴展度為700mm，倒筒時間為2.8s；當微珠取代率達到總粉料體系的20%時，混凝土擴展度為690mm，倒筒時間為2.7s。

關鍵詞：C30；大流態(tài)；泵送混凝土；高性能

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(xiàn)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(tài)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(xiàn)由于混凝土和易性導致的堵管問題，針對C30大流態(tài)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(chǎn)施工。

1工程概況

某水利水電工程項目底板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，強度等級c30，施工總方量約9000m3，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250m，垂直管線約120m，水平管線長，泵送阻力大，要求泵送混凝土具有大流態(tài)、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(tài)混凝土對于原材料要求較高，因此優(yōu)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%，3d抗壓強度27.9MPa，28d抗壓強度52.6MPa；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402m2/kg，28d活性指數(shù)達99%；試驗中粗河砂，細度模數(shù)2.6，碎石5~20mm連續(xù)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。

3C30大流態(tài)泵送混凝土配合比

C30大流態(tài)泵送混凝土配合比設計依據(jù)項目的設計要求、配合比設計規(guī)范，確?；炷辆哂辛己玫暮鸵仔?，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360~400kg，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。

4C30大流態(tài)泵送混凝土基本性能

4.1C30大流態(tài)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。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620~700mm；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(yōu)，更能起到良好的填充效應。混凝土粘度整體呈現(xiàn)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(yōu)于粉煤灰。應用于C30大流態(tài)混凝土中，降粘效果顯著，可以有效緩解泵送阻力。

4.2C30大流態(tài)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。由混凝土抗壓強度試驗數(shù)據(jù)知，混凝土28d之前齡期抗壓強度均隨著粉煤灰或微珠摻量的增加呈現(xiàn)降低的趨勢，但長齡期抗壓強度增長趨勢發(fā)生改變，60d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%，摻入微珠混凝土90d抗壓強度增長率甚至超過28d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]。

4.3C30大流態(tài)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(jiān)測點及中心點與表層的溫升情況如圖2所示。如圖所示W(wǎng)7-1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500mm，通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，測試期間，里表溫差始終處于25℃以內(nèi)。經(jīng)檢測，混凝土初始擴展度為700mm，倒筒時間為2.9s，28d抗壓強度36.9MPa，60d抗壓強度41.4MPa，90d抗壓強度44.5MPa。模擬結果表明，對于該項目C30大流態(tài)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(xiàn)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%，60d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(yōu)質粉煤灰對于混凝土長齡期抗壓強度貢獻是有利的。

作者:石碩 單位:阜蒙縣水利事務服務中心