C55泵送混凝土设计与施工
中铁十五局集团第六工程有限公司 王泽旭 冯惠泽
[摘要] 结合西安铁路枢纽新建北环线粉铺村特大桥C55泵送混凝土应用实例，详细介绍了C55泵送混凝土的原材料选择、配置及现场施工方法，取得了教好的应用效果。
[关键词] 泵送混凝土 高强度 现浇梁 坍落度
1.工程概况
西安铁路枢纽新建北环线粉铺村特大桥位于陕西咸阳西郊粉铺村及陈家台村附近，桥平面为“人”字形，中心里程IDK64+759，双线部分长1534.5米，单线部分长2523.6米（含右线），其中23#~24#墩、27#~28#墩图纸设计都为57.46米的现浇梁（尽跨54米），混凝土强度等级为C55。
2.混凝土配合比设计与实验 2.1 混凝土配合比设计概况
对于高强度等级泵送混凝土既要求满足设计规定的高抗压强度，又要使混凝土具有良好的流动性、粘聚性以满足泵送要求；同时由于工期紧，既要求早期强度增长较快，以满足现场张拉等后续工序的施工，又要防止混凝土因水化热过大而产生开裂，大大增加了混凝土配合比设计难度。 2.2 混凝土原材料选择
水泥：冀东扶风42.5R普通硅酸盐水泥，各项技术指标符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）标准要求；
粗骨料：5-19.0mm石灰岩碎石，连续继配，干燥抗压强度
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131.9MPa，饱水抗压强度117.9MPa，软化系数0.89，压碎指标3.7，含泥量0.4~0.6，其它各项技术指标符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2001）标准要求。
细骨料：中砂，Ⅱ区继配，细度模数2.5~2.9，含泥量1.5~1.8，其它各项技术指标符合《建筑用砂》（GB/T 14684-2001）标准要求；
粉煤灰：宝鸡宝源粉煤灰综合利用有限公司Ⅱ级粉煤灰，各项技术指标符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 14684-2001）要求；
外加剂：高效减水剂（FDN-1），按水泥重量的1.0%掺入，各项技术指标符合标准(GB 8076-1997)要求； 2.3混凝土配合比设计及结果 2.3.1坍落度的选择
坍落度是混凝土可泵性的重要指标。坍落度过小，泵送时摩擦阻力大、压力高，在管道中很容易造成阻塞；坍落度过大，混凝土在管道中易泌水，产生离析使管道阻塞，且混凝土的质量难以保证。为保证混凝土质量和满足实际施工中混凝土的可泵性，坍落度宜控制在16?2cm范围内。 2.3.2水泥用量的确定
泵送混凝土是用水泥浆润滑管壁的，水泥浆的多少既影响到混凝土的强度，又影响到管道内的摩擦力及混凝土的工作性。另外水泥用量过多，不仅混凝土粘性较大，而且水化反应时产生的水化热过大易造成混凝土开裂。对于泵送混凝土，水泥用量一般为300~500kg/m3。
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2.3.3 砂率的确定
砂率直接影响着泵送混凝土的工作性。如果砂率过小，混凝土在通过输送管的弯管、锥形管等管道时变形困难，易阻塞，造成可泵性差；如果砂率过大，将大幅度降低混凝土的强度，无法确保工程质量，所以，砂率的选择特别重要。泵送混凝土的砂率一般较普通混凝土的砂率高5%~15%。由于在混凝土中掺入了粉煤灰，砂率又可以适当降低，通过实验本次C55泵送混凝土的砂率确定为38%。 2.3.4 粉煤灰、外加剂的掺量与水胶比的确定。
对于采用普通硅酸盐水泥的混凝土，粉煤灰取代水泥的量宜控制在水泥重量的20%之内。对于高强混凝土，水胶比宜控制在0.3~0.35之间。通过实验，本次C55泵送混凝土的粉煤灰掺入量为14.0%，高效减水剂的掺量为胶凝材料重量的1%，水胶比为0.31。 2.3.5 理论配合比的选定
结合多次实验、多种配合比的混凝土坍落度、粘聚性、保水性等性能，以及混凝土标准养护7天28天抗压强度，最终确定本次C55泵送混凝土每立方理论配合比为494：649：1058：175：69：5.63（水泥：细骨料：粗骨料：水：粉煤灰：高效减水剂）单位kg，其标准养护28天的抗压强度为65.2MPa，超过试配强度；混凝土坍落度为180mm满足泵送要求。 3.混凝土施工与控制 3.1施工条件
本工程的两跨现浇梁都采用先浇注底板与腹板后浇注顶板的工
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序，4次浇注时间都在2006年5月份，昼夜温差相对较小，日平均温度在25 0C左右。混凝土搅拌机每次可以搅拌1立方混凝土，与现浇梁施工现场距离在500米左右。混凝土运输设备为罐车，运输时间为3-5分钟，每辆罐车每次能运送6立方混凝土。泵送设备为泵车，泵送管道直径为100mm，而粗骨料最大粒径为20mm，满足泵送要求。 3.2施工控制
为了方便施工、保证工程质量，在施工过程中的控制相当重要。必须严格控制原材料质量、搅拌时的计量、混凝土搅拌时间、运输时间、在现浇梁上的振捣时间，以及混凝土中粉煤灰、外加剂的掺入，必须有专人负责；再结合实际施工的条件，混凝土搅拌过程的加水顺序也影响着混凝土和混凝土施工。
第一种加水顺序与混凝土主要性能：
粗、细骨料 混凝土坍落度180mm左右 搅拌机搅拌 2分钟 水泥、粉煤灰、外加剂 罐 车 水 现 浇 梁 泵 车 工 地 混凝土坍落度140mm左右
第二种加水顺序与混凝土主要性能：
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粗、细骨料 水泥、粉煤灰、外加剂 搅拌机搅拌 1分钟 加水 搅拌机搅拌 1分钟 混凝土坍落度170mm左右 混凝土坍落度130mm左右 现 浇 梁 泵 车 工 地 罐 车
采用第一种加水顺序施工的混凝土由于温度高，混凝土坍落度损失快，运输到泵车时，140mm左右的坍落度直接影响着混凝土能否顺利泵送；采用第二种加水顺序施工的混凝土运输到泵车时，170mm左右坍落度的混凝土是相当容易泵送的，为施工创造了良好的条件。综合二种混凝土施工控制，在用水量不变的情况下，只是改变了其加入顺序，有效的解决了坍落度损失。 4. 结束语
两跨连续梁实际共浇注1160多立方混凝土，都采用了第二种加水顺序的施工工艺，每次浇注混凝土时制作的几组试件其标准养护28天抗压强度代表值都超过了63MPa，保证了工程质量。通过这次混凝土配合比实验及现场控制，可以得到以下几点体会：
1. 坍落度的大小直接影响着混凝土的各方面的性能指标，特别是可泵性。实际施工时混凝土坍落度容易损失（例如第一种加水顺序），如果采用增加用水量来增大坍落度则会大大降低混凝土的强度，
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很难保证工程质量。
2. C55泵送混凝土的配合比设计基于普通混凝土的配合比设计基础之上，但较普通混凝土的配合比设计又有更高的要求，存在着更多、更高的性能指标。综合这次配合比设计，其关键是外加剂和粉煤灰的掺量以及坍落度的控制。
参考文献：
1．普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2000；J64-2000 ）主编单位：中国建筑科学研究院 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：2001年4月1日
2．普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081-2002）主编单位：中国建筑科学研究院 批准部门：中华人民共和国建设部 国家质量监督检验检疫总局联合发布 施行日期：2003年6月1日
3．铁路混凝土与砌体工程施工规范（TB10210-2001；J118-2001 ）主编单位：中铁三局集团有限公司 批准部门：中华人民共和国铁道部 施行日期：2001年9月1日
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