C50機(jī)制砂混凝土百米高程泵送施工工法

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。C50機(jī)制砂混凝土百米高程泵送施工工法C50機(jī)制砂砼百米高程泵送施工工法C50機(jī)制砂混凝土百米高墩泵送施工工法一、前言貴州省缺河砂，從60年代起用碳酸鹽巖石經(jīng)機(jī)械破碎篩分的細(xì)顆粒作為混凝土用砂，稱為山砂。1978年制定了貴州地方標(biāo)準(zhǔn)山砂混凝土技術(shù)規(guī)程，1995年重新修訂頒發(fā)了山砂混凝土技術(shù)規(guī)程（DBJ22-016-95），40多年來(lái)山砂混凝土廣泛應(yīng)用，取得了很好的社會(huì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。隨著工程建設(shè)和混凝土的技術(shù)進(jìn)步，高強(qiáng)度、高性能混凝土愈來(lái)愈多，技術(shù)規(guī)程已難適應(yīng)，其主要特點(diǎn)是：山砂的泥粉含量高且泥粉和石

2、粉區(qū)分不開(kāi)，無(wú)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一以0.08mm顆粒含量為準(zhǔn)，大于C30等級(jí)混凝土0.08mm顆粒含量不大于10%。在高強(qiáng)泵送混凝土施工中往往由于粉末含量高導(dǎo)致強(qiáng)度偏低和混凝土開(kāi)裂的可能性增大，故機(jī)制砂應(yīng)水洗使小于0.08mm顆粒洗除，水洗后的機(jī)制砂滿足國(guó)標(biāo)要求。二、工法特點(diǎn)1.普通混凝土及高強(qiáng)度泵送混凝土均可采用機(jī)制砂配制。2.在嚴(yán)格控制原材料，嚴(yán)格按照配合比施工的前提下，按照本工法施工的山砂混凝土可以保證混凝土的和易性、流動(dòng)性、可泵性、強(qiáng)度、彈模、收縮徐變等力學(xué)性能，同時(shí)還保證了混凝土不開(kāi)裂。3.對(duì)高強(qiáng)度混凝土，除機(jī)制砂要求水洗外，沒(méi)有其他特殊的施工要求。4.對(duì)清除山砂中的粉末含量提出了施工

3、方法，有利于在缺少河砂地區(qū)就地取材制備高質(zhì)量山砂，節(jié)約工程成本。5對(duì)高強(qiáng)山砂混凝土、高層泵送混凝土的材料選用，配合比設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量控制提出了具體要求。三、適用范圍本工法適用于公路、鐵路、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土、高層混凝土的泵送施工，及其它大于C50的高強(qiáng)混凝土。四、工藝原理配制原理將機(jī)制山砂水洗后，在普通混凝土組份的基礎(chǔ)上，再摻入減水型泵送劑、粉煤灰等外摻料，在低水灰比條件下，制得和易性好、坍落度損失小、泵送性好、強(qiáng)度高和耐久性高的混凝土。2.使用水洗砂的目的用堅(jiān)硬的碳酸鹽巖石經(jīng)機(jī)械破碎，將大于5mm顆粒篩除，小于5mm顆粒進(jìn)入棒磨洗砂機(jī)，洗去小于或等于0.08mm顆粒制得的山砂，其顆粒堅(jiān)硬、多棱角

4、、和水泥的膠結(jié)能力強(qiáng)，配制的混凝土比未經(jīng)篩洗的山砂混凝土單位用水量小、強(qiáng)度高。與河砂比較，其軟弱顆粒含量小，不存在云母、貝殼和有機(jī)物等有害物質(zhì)，且可以調(diào)整顆粒級(jí)配。按高強(qiáng)混凝土配制法則精選碎石、泵送劑、活性摻合料等材料，優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，按常規(guī)施工工藝施工即可獲得高強(qiáng)度、高性能混凝土。3.泵送混凝土的施工原理在泵送混凝土施工中，混凝土要在壓力差作用下，在管道中流動(dòng)，混凝土的流動(dòng)是“塞流”而非象水那樣的流動(dòng)。液體水在剪切力作用下，變形會(huì)不斷發(fā)生，其流動(dòng)是分層的，每一層有自己的流速，在管截面圓心處，流速最大。而泵送混凝土在管道中的流動(dòng)是按照同一速度移動(dòng)的，沒(méi)有分層相互滑動(dòng)，就象擠牙膏時(shí)牙膏的流

5、動(dòng)一樣。由于混凝土在壓力泵的作用下，在管道中的流動(dòng)是“塞流”，要保證“流核”在流動(dòng)中不分散是泵送混凝土順利施工的關(guān)鍵，這就要求對(duì)混凝土原材料、配合比以及攪拌、運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)有力的控制，特別是高強(qiáng)泵送混凝土施工更是如此。4.混凝土原材料的技術(shù)要求混凝土是一種不均勻混合體，可以看著是層次結(jié)構(gòu)，即水泥漿包裹砂子形成砂漿，而砂漿再包裹石子形成混凝土。包裹的好壞，是確?！昂肆鳌辈环稚⒌年P(guān)鍵。因此對(duì)原材料的控制，重點(diǎn)是防止混凝土產(chǎn)生離析，離析的混凝土包裹不好，將對(duì)泵送施工及硬化混凝土性能產(chǎn)生影響。防止混凝土的離析，骨料的級(jí)配必須盡量靠近最佳級(jí)配曲線。水泥應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定、旋窖生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度富

6、余系數(shù)應(yīng)大于1.15，水泥的初凝時(shí)間應(yīng)不早于45分鐘，終凝時(shí)間應(yīng)不晚于10小時(shí)。若水泥剛出廠并帶有一定熱量，則需存放一至二天，但存放期不宜超過(guò)十天，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-1999）。山砂采用母巖抗壓強(qiáng)度大于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.5倍的巖石破碎加工。細(xì)度模數(shù)為3.03.6，壓碎指標(biāo)小于10%，小于0.08mm顆粒含量12%，含泥量小于2%，堆積密度1.63，空隙率40%，比重2.7，顆粒級(jí)配應(yīng)在級(jí)配區(qū)區(qū)內(nèi)。山砂的堅(jiān)固性試驗(yàn)經(jīng)硫酸鈉溶液浸泡循環(huán)5次后總重量損失率應(yīng)8.0%。其他指標(biāo)應(yīng)符合普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法（JGJ52-92）和建筑用砂（GB

7、/T14684-2001）。粗骨料選用母巖抗壓強(qiáng)度大于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度且大于75MPa的質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的碳酸巖碎石，碎石粒徑為1031.5mm，含泥量小于0.5%，針片狀顆粒含量不大于5%，碎石的堅(jiān)固性試驗(yàn)經(jīng)硫酸鈉溶液浸泡循環(huán)5次后總重量損失率應(yīng)8.0%。其他技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合普通混凝土用碎石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法 （JGJ53-92）?；炷恋挠盟坎灰诉^(guò)多，若用水過(guò)多會(huì)使水泥顆粒過(guò)余分散，不易形成砂漿，進(jìn)而不能包裹粗骨料，也會(huì)造成混凝土的離析，使“塞流”不能順利進(jìn)行，造成堵管。粉煤灰的主要成分為活性氧化硅、活性氧化鋁等，當(dāng)有水存在時(shí)，它能在常溫下與水泥進(jìn)行水化反應(yīng)生成新的難溶于的硅酸鈣凝膠，吸收

8、水泥中的游離CaO，填充水泥石內(nèi)部空隙，提高混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B能力和耐久性，故混凝土尤其是高強(qiáng)混凝土應(yīng)加入粉煤灰。粉煤灰的摻量不宜大于10%，其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB1596-91）中、級(jí)灰要求。泵送劑采用減水型泵送劑，夏天能夠緩凝和早強(qiáng)，冬天在緩凝和早強(qiáng)基礎(chǔ)上具有保溫效果。泵送劑的減水率不宜小于16%，其緩凝時(shí)間以滿足設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工要求為準(zhǔn)。泵送劑配制的混凝土坍落度損失1h內(nèi)不大于2cm。其他技術(shù)指標(biāo)應(yīng)混凝土泵送劑（JC473-92）和混凝土減水劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法（JGJ56-84）。在采購(gòu)泵送劑時(shí)應(yīng)與生產(chǎn)廠具體洽商技術(shù)指標(biāo)，專項(xiàng)配制。5.混凝土配合比設(shè)計(jì)原則混凝

9、土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JTJ55-2000）?；炷僚渲茝?qiáng)度按照下式計(jì)算fcu，fcu，k1.645式中fcu，混凝土配制強(qiáng)度（MPa）fcu，k混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa），應(yīng)以同配合比標(biāo)準(zhǔn)試件不少于30組統(tǒng)計(jì)資料為準(zhǔn)；若無(wú)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)宜增加富裕強(qiáng)度11.5MPa?；炷了z比不大于0.38，一般在0.30.35之間；需水量小于190/m3；膠凝材料總量小于550kg/ m3。高層泵送混凝土坍落度宜為182cm，以泵管出口檢測(cè)為準(zhǔn)。高層泵送混凝土砂率應(yīng)稍偏大，根據(jù)山砂的粗細(xì)程度和膠結(jié)料總量多少，通過(guò)試配確定，以保證可泵性為原則，一般

10、在4548%之間。五、施工工藝1. 混凝土拌制工藝流程（見(jiàn)圖1）普通機(jī)制山砂水源供應(yīng)振動(dòng)篩三級(jí)沉淀池棒磨洗砂機(jī)打砂機(jī)粗顆粒堆料場(chǎng)沉淀后清水泥漿水洗山砂慮水儲(chǔ)存碎石儲(chǔ)存水泥、粉煤灰儲(chǔ)存裝載機(jī)送料裝載機(jī)送料螺旋輸送機(jī)送料電子稱計(jì)量電子稱計(jì)量電子稱計(jì)量水泥、粉煤灰、砂、碎石混合干拌30s供水設(shè)備給水水泥、粉煤灰、砂、碎石混合物和水?dāng)嚢?0s加入泵送劑后攪拌6090s泵送劑混凝土坍落度、和易性檢查輸入混凝土運(yùn)輸攪拌車混凝土運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)混凝土坍落度、和易性混凝土輸送泵泵送入模(T構(gòu)兩端各一臺(tái)輸送泵，平衡輸送混凝土混凝土搗固混凝土養(yǎng)護(hù)圖1 混凝土拌制工藝流程圖2.施工要點(diǎn) 水洗山砂 水洗山砂采用母巖

11、強(qiáng)度大于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.5倍的篩分碎石為原材料。 山砂在棒磨水洗過(guò)程中，水流量要恰當(dāng)，既要將0.08mm顆粒和粉塵淘洗干凈，又要保證水洗山砂的級(jí)配連續(xù)和細(xì)度模量，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。 水洗山砂過(guò)程中，當(dāng)每批生產(chǎn)小于400m3時(shí)，試驗(yàn)人員每批檢測(cè)一次，大于400m3時(shí)，每400m3檢測(cè)一次。檢測(cè)砂的細(xì)度模數(shù)、粉泥含量及壓碎指標(biāo)和堅(jiān)固性試驗(yàn)。 混凝土拌制 混凝土攪拌站必須儲(chǔ)備足夠的材料數(shù)量，保證水泥出廠后存放二至三天，但存放期不宜超過(guò)十天，避免水泥溫度過(guò)高引起坍落度損失較大。 拌制混凝土前，試驗(yàn)人員必須實(shí)測(cè)砂及碎石的含水率，按照實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)出混凝土施工配合比通知單，混凝土攪拌站控制室嚴(yán)格按照試驗(yàn)

12、室發(fā)出的配料單及配料工藝順序進(jìn)行配料；在混凝土拌制過(guò)程中，試驗(yàn)人員隨時(shí)注意檢測(cè)砂石的含水率，以便及時(shí)調(diào)整混凝土配合比。 混凝土的運(yùn)輸 混凝土采用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，根據(jù)運(yùn)距長(zhǎng)短配置適量的混凝土運(yùn)輸車，在裝料前要檢查清洗干凈攪拌筒。 混凝土攪拌運(yùn)輸車在運(yùn)輸途中，拌筒以13轉(zhuǎn)/min速度不停地進(jìn)行攪動(dòng)，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)卸料前應(yīng)使拌筒攪拌12min后再卸料。 混凝土的泵送 混凝土輸送管鋪設(shè)要直、短、平，輸送泵入口水平管至少15m，輸送管每隔3m應(yīng)固定；夏季施工時(shí)，輸送管必須采用麻袋覆蓋并澆水降溫。 輸送泵每次在泵送混凝土前，泵機(jī)先試運(yùn)行。保證正常后泵送清水濕潤(rùn)管壁，并檢查是否有滲漏，有滲漏時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。無(wú)滲漏再

13、泵送與混凝土同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿潤(rùn)滑管壁，水泥砂漿不得泵入澆注混凝土倉(cāng)面，最后泵送拌制的混凝土。 混凝土泵送初始時(shí)，應(yīng)慢速泵送，待泵送順利后，再用正常速度泵送?；炷帘盟退俣纫鶆蜻B續(xù)，必要時(shí)可降低混凝土的泵送速度。若停泵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)每隔35min開(kāi)泵一次，防止料斗內(nèi)的混凝土沉淀離析。若停泵時(shí)間超過(guò)2h，則拆除混凝土輸送管，清除管內(nèi)混凝土后再重新泵送。 混凝土必須在初凝之前泵送并搗固完畢，為了防止混凝土輸送泵在泵送過(guò)程中出現(xiàn)故障致使結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)工作縫，每次澆注懸灌箱梁混凝土前，必須鋪設(shè)兩條輸送管路，配置兩臺(tái)輸送泵。 混凝土泵送施工完畢后，及時(shí)清洗攪拌車、輸送泵機(jī)、輸送泵管、串筒等。六、機(jī)具設(shè)備（

14、見(jiàn)表1）表1機(jī)具設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量用途1洗砂機(jī)1套水洗山砂2振動(dòng)篩1套3皮帶機(jī)1套4水源用水泵1套5循環(huán)水用水泵1套6泥漿泵1套7洗砂及堆料設(shè)施1套8水泥儲(chǔ)存罐200t1套儲(chǔ)存原材料9粉煤灰儲(chǔ)存罐50t1套10碎石堆料場(chǎng)800m31套11外加劑儲(chǔ)存設(shè)施1套12裝載機(jī)ZL401臺(tái)混凝土攪拌13攪拌站500L1套14混凝土輸送泵及泵管SANY 60C2套泵送混凝土15混凝土輸送攪拌車數(shù)臺(tái)運(yùn)輸混凝土16通信聯(lián)絡(luò)設(shè)施1套17裝載機(jī)1臺(tái)裝運(yùn)砂石料七、勞動(dòng)組織（見(jiàn)表2）表2 勞動(dòng)組織序號(hào)職務(wù)人數(shù)分工1洗砂場(chǎng)負(fù)責(zé)人1洗砂場(chǎng)組織和協(xié)調(diào)2混凝土施工負(fù)責(zé)人1混凝土拌制、運(yùn)輸及泵送施工的組織和協(xié)調(diào)3攪拌站操作員2

15、攪拌站控制室操作4裝載機(jī)司機(jī)2砂石料的裝運(yùn)5試驗(yàn)員3混凝土原材料及混凝土的取樣和檢測(cè)6管理人員4現(xiàn)場(chǎng)指揮、技術(shù)、質(zhì)量、安全等工作管理監(jiān)督7泵機(jī)操作工2輸送泵操作和保養(yǎng)8混凝土輸送攪拌車司機(jī)數(shù)人運(yùn)輸混凝土9質(zhì)檢員1現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查10安全員1現(xiàn)場(chǎng)安全檢查11電工2電器的安裝管理及維修12混凝土工20布管、拆管等工作八、質(zhì)量控制1. 原材料質(zhì)量控制 水、粗細(xì)骨料必須有試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告，經(jīng)檢測(cè)滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求后才能進(jìn)場(chǎng)使用。 水泥、粉煤灰、外加劑必須有出廠合格證，進(jìn)場(chǎng)后要經(jīng)過(guò)復(fù)檢，滿足規(guī)范要求后才能使用。 水泥在進(jìn)場(chǎng)前要復(fù)檢，并同泵送劑進(jìn)行相容性試驗(yàn)，只有相容性試驗(yàn)合格的水泥才能出廠。 混凝土生產(chǎn)前，要按照

16、理論配合比作配合比試拌校正2. 混凝土質(zhì)量控制 混凝土攪拌站控制系統(tǒng)即自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)要定期進(jìn)行標(biāo)定，每班在使用前要檢查一次，確保計(jì)量準(zhǔn)確，計(jì)量最大偏差不得超過(guò)：水泥、粉煤灰、水為1%，粗細(xì)骨料2%，減水劑0.5%。 澆注混凝土取樣要按照分批混凝土的方量和各施工環(huán)節(jié)的要求共同確定。 混凝土在出站前，必須檢查混凝土的和易性和坍落度，檢查合格后才能簽發(fā)出站，并且攪拌站隨機(jī)取樣5組試件，分別檢測(cè)混凝土的3天、7天、14天、28天的抗壓強(qiáng)度，其中1組試件備用。 混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)放入混凝土輸送泵前，必須檢測(cè)混凝土的和易性和坍落度是否滿足要求，若不能滿足要求，應(yīng)將該車混凝土退回，嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)或混凝土的運(yùn)

17、輸過(guò)程中加水。九、安全措施1. 本工法執(zhí)行國(guó)家、貴州省、貴陽(yáng)市有關(guān)安全技術(shù)規(guī)范、規(guī)程。2. 施工現(xiàn)場(chǎng)的安全設(shè)施、施工人員的安全培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)安全技術(shù)交底均應(yīng)遵守建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)程。3. 建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工過(guò)程中的安全檢查和控制，確保安全生產(chǎn)。4. 拌合設(shè)備、泵送設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備在使用前均應(yīng)檢查其性能是否可靠，確保設(shè)備運(yùn)行安全。5. 施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的一切電源、電線路的安裝與拆除，必須由專職持證電工作業(yè)，電器嚴(yán)格接地、接零和使用漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)。6. 拌合設(shè)備、泵送設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、起重設(shè)備的操作人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)考核，持證上崗。十、效益分析普通機(jī)制山砂由于泥粉含量高，混凝土的后期收縮徐變大

18、，可能引起混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。若采用河砂，缺河砂地區(qū)往往需從外地運(yùn)進(jìn)，成本較高。采用水洗山砂，既保證了混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量，又節(jié)約了施工成本，效益十分顯著。從技術(shù)角度講，棒磨水洗山砂無(wú)論在原材料技術(shù)性能方面，還是在混凝土力學(xué)性能方面與河砂相比都無(wú)多大差異，同時(shí)也解決了高層泵送混凝土的施工。貴陽(yáng)市小關(guān)水庫(kù)特大橋主橋箱梁C50混凝土設(shè)計(jì)為17724m3，需用砂約9000m3。若從四川簡(jiǎn)陽(yáng)運(yùn)河砂平均330元/m3，廣西河砂平均310元/m3，混凝土的施工成本過(guò)高，而采用棒磨水洗山砂平均130元/m3，平均每方砂節(jié)約200元，全橋共節(jié)約成本約180萬(wàn)元。十一、應(yīng)用實(shí)例中鐵五局三公司承建的貴陽(yáng)市小關(guān)水庫(kù)特大橋主橋設(shè)計(jì)為五跨三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)（69m+125m