水电工程C30大流态泵送混凝土性能探究

摘要：钢筋绑扎密集且复杂施工部位，对于混凝土的和易性能提出了极高的要求，要求混凝土具有自密实性能，且无裸露、无泌浆。大流态泵送混凝土既满足自动填充密实的要求，还可以降低粘度，易于施工，大幅度提升施工效率。采用混凝土工作性能、抗压强度以及水化温升等测试方法，优化混凝土配合比。研究结果表明：当粉煤灰取代率达到总粉料体系的30%时，混凝土扩展度为700mm，倒筒时间为2.8s；当微珠取代率达到总粉料体系的20%时，混凝土扩展度为690mm，倒筒时间为2.7s。

关键词：C30；大流态；泵送混凝土；高性能

0引言

混凝土垂直向下泵送时，对混凝土流动性、粘聚性、保水性要求极高，当混凝土出现流动性小、包裹性差、泌浆泌水等问题时，极易造成堵管，影响施工效率，造成不必要的人力、财力浪费。C30大流态泵送混凝土具有高流动性，自密实性能强，边角位置稍辅助振捣即可填充流平，且采用具有滚珠效应的矿物掺合料，降低混凝土粘度，降低混凝土泵送阻力，减少混凝土泵送过程中对于泵送设备以及泵送管道的磨损。为避免项目底板施工过程中出现由于混凝土和易性导致的堵管问题，针对C30大流态泵送混凝土基本性能进行研究，通过测试扩展度、倒筒时间、抗压强度等关键指标，建立评价体系，指导生产施工。

1工程概况

某水利水电工程项目底板采用现浇钢筋混凝土，强度等级C30，施工总方量约9000m3，底板钢筋绑扎密集且复杂，采用地泵垂直向下方式施工，水平管线约250m，垂直管线约120m，水平管线长，泵送阻力大，要求泵送混凝土具有大流态、不离析、不分散的性能，可顺利通过钢筋，不堆积，石头不裸露，拆模后无蜂窝麻面、无漏筋等问题。

2试验原材料

C30大流态混凝土对于原材料要求较高，因此优化选取试验原材料，试验水泥为P·O42.5级水泥，测试标准稠度需水量27.4%，3d抗压强度27.9MPa，28d抗压强度52.6MPa；试验粉煤灰为I级粉煤灰，细度6.6%，烧失量2.4%，需水量比92%；试验微珠，细度4.2%，烧失量1.9%，需水量比90%；试验矿粉为S95级矿粉，比表面积实测值402m2/kg，28d活性指数达99%；试验中粗河砂，细度模数2.6，碎石5~20mm连续级配；外加剂为聚羧酸高效外加剂，固含量14.5%，减水率20%；水为自来水。

3C30大流态泵送混凝土配合比

C30大流态泵送混凝土配合比设计依据项目的设计要求、配合比设计规范，确保混凝土具有良好的和易性，混凝土流动性好、包裹性好、无泌浆泌水。粉料用量范围为单方360~400kg，矿物掺合料取代范围0%~30%，通过调整聚羧酸减水剂母液及小料用量，达到调整混凝土和易性的目的，具体配合比如表1所示。

4C30大流态泵送混凝土基本性能

4.1C30大流态泵送混凝土工作性能

研究矿物掺合料中不同取代率对于混凝土流动度的影响，具体测试结果见表2。实验结果表明，随着粉煤灰及微珠掺量的增加，混凝土流动性越来越好，粉煤灰掺量由0%~30%，混凝土扩展度由620~700mm；微珠掺量由0%~20%，混凝土扩展度由650~705mm；微珠掺量20%时，混凝土扩展度与粉煤灰掺量30%时保持一致，由于微珠属超细粉料，微珠滚珠效应更优，更能起到良好的填充效应。混凝土粘度整体呈现下降趋势，从倒筒时间看，粉煤灰掺量达到30%时，倒筒时间降幅达36.9%；微珠掺量达到20%时，倒筒时间降幅达43.5%；也从侧面反映出微珠降粘效果优于粉煤灰。应用于C30大流态混凝土中，降粘效果显著，可以有效缓解泵送阻力。

4.2C30大流态泵送混凝土力学性能

研究矿物掺合料中不同取代率对于混凝土不同龄期抗压强度的影响，具体测试结果见图1。由混凝土抗压强度试验数据知，混凝土28d之前龄期抗压强度均随着粉煤灰或微珠掺量的增加呈现降低的趋势，但长龄期抗压强度增长趋势发生改变，60d强度增长率范围为10.29%~12.90%，90d强度增长率范围为1.41%~17.82%，掺入微珠混凝土90d抗压强度增长率甚至超过28d的4.92%，从长龄期抗压强度看，粉煤灰及微珠仍然具有较高的水化程度，强度贡献率较高，由于粉煤灰水化时间为后期，后期强度主要由粉煤灰提供[6-9]。

4.3C30大流态泵送混凝土热学性能

通过项目进行缩尺模拟实验，对浇筑实体模拟水化温升。具体温度监测点及中心点与表层的温升情况如图2所示。如图所示W7-1为中心测试点，最高温升实测值为70.6℃，W7-2测点距离表层为500mm，通过监测发现，测试期间，里表温差始终处于25℃以内。经检测，混凝土初始扩展度为700mm，倒筒时间为2.9s，28d抗压强度36.9MPa，60d抗压强度41.4MPa，90d抗压强度44.5MPa。模拟结果表明，对于该项目C30大流态泵送混凝土从原材料选取、配合比设计及温控措施避免出现温度裂缝。

5结论

（1）由于一级粉煤灰及微珠具有的滚珠效应，可显著改善混凝土工作性，提升混凝土流动度，降低混凝土整体粘度，减少混凝土泵送过程中的阻力，尽量减小泵送设备的磨损。（2）混凝土长期抗压强度增长较好，增长幅度约0~18%，60d强度增长率范围为10.29%~12.90%，90d强度增长率范围为1.41%~17.82%，优质粉煤灰对于混凝土长龄期抗压强度贡献是有利的。

作者:石硕 单位:阜蒙县水利事务服务中心