泵送混凝土输送工艺在混凝土浇筑施工中的应用越来越广泛 ,但对泵送混凝土施工中出现的问题 ,可供借鉴的经验和资料并不多。在松花江特大桥墩身泵送混凝土施工中 ,出现了大量泌水。经过反复试验 ,合理配制混凝土配合比 ,添加掺合料 ,改善施工工艺 ,解决了混凝土泌水问题。
1.问题的提出 松花江特大桥位于绥佳线K3 71 +884. 2 2 5,全长2 3 3 8m ,主桥为 96m +1 2 8m +1 2 8m +96m钢桁梁 ,引桥为 57孔 3 2m预应力混凝土梁 ;钻孔桩低承台基础 ,板式墩身 ,墩高 9.0~ 2 0 .82m。墩身混凝土设计强度为C3 0 ,采用泵送工艺输送 ,一次浇筑量在 2 0 0m3 左右 ,用钢模板 ,缝隙用密封条密封。墩身混凝土试验配合比为 1∶1 .91∶3 .0 6∶0 .41 ,掺入 1 %GBJ 1型泵送剂。施工坍落度控制在 1 5cm左右 (允许范围 1 2~ 1 8cm)。浇筑 58号墩身混凝土 ,高 2m左右时 ,出现泌水 ,随后泌水越来越严重 ,当时采取了临时应急措施 ,投入适量同配合比的干料并用人工淘水。拆模后混凝土表面出现砂纹。砂纹对混凝土强度影响不大 ,却影响墩身的外观质量。经分析 ,产生砂纹的主要原因是混凝土泌水。解决砂纹从根本上就是要解决混凝土的泌水。
2.产生泌水的原因 混凝土泌水 ,从理论上讲就是混凝土的水离析。产生混凝土水离析的因素是多方面的。砂纹是从下往上成树状 (图 1 ) ,结合混凝土大量泌水 ,说明泌水是产生砂纹的直接原因。同时还注意到 ,先前浇筑的 61号桥台未形成砂纹。 61号桥台也用标准钢模板 ,但未作密封处理 ,混凝土浇筑过程中产生的分离水已从模板缝隙中漏出 ,故没有产生砂纹。 58号墩钢模板缝隙贴了密封条 ,混凝土分离出的水无法漏出 ,就从模板与混凝土之间上涌 ,形成树状砂纹。接着又作了 57号墩身混凝土浇筑时模板缝不加密封条的试验 ,浇筑过程中泌水明显减少 ,离析水随灰浆从模板缝隙中漏出 ,在模板缝隙处混凝土表面留有砂纹。砂纹仅是表面现象 ,对强度影响不大 ,但泌水要比砂纹严重得多 ,必须加以治理。 水离析也与采用泵送工艺有直接关系。泵送混凝土 ,在压力下骨料吸附混凝土中的水分 ,压送到泵管出口回到大气压下将吸附的水分排出 ,于是出现了水离析。为了不影响工程施工进度 ,在问题没有彻底解决之前 ,暂时不使用输送泵 ,采用标配混凝土 ,就不再出现泌水现象 ,混凝土表面也没有了砂纹。这同时也证明了泵送工艺是造成水离析的主要因素。 另外 ,过振也是产生水离析的一项不可忽视的因素。在一处振捣时间过长是不利的 ,它将引起材料的离析 ,特别是单位用水量大的混凝土更为明显。
3 解决水离析的方法 为防止水离析 ,要从配比、运输、浇灌、模板等各方面研究。从上述泵送混凝土的分析来看 ,为避免水离析 ,要减少用水量 ,混凝土的坍落度会受到一定限制 ,这就要从增强水泥浆的粘聚性和混凝土的和易性入手 ,掺入粉煤灰就能很好地改善混凝土的这些特性。用Ⅱ级粉煤灰 ,取代水泥用量的 1 5%,并掺加具有大流动性、低引气性和高保塑性的MNF- 2泵送剂来改善混凝土的性质。泵送剂的主要成分是缓凝减水剂 ,粉煤灰与缓凝减水剂复合使用 ,可以改善混凝土拌和物的和易性 ,并且从粉煤灰混凝土的抗碳化性能来看 ,粉煤灰与减水剂同时使用 ,可视为与基准混凝土相同。掺入粉煤灰使混凝土的坍落度有一定损失。从预防泌水的角度看 ,减小混凝土坍落度 ,有利于防止水离析。掺入粉煤灰改善了混凝土的和易性 ,使混凝土在输送泵中的流动性得到改善。添加具有低引气性和高保塑性的泵送剂 ,同样可以减少混凝土的水离析 ,使混凝土坍落度损失较小 ,有利于集中搅拌和长距离运输 ,并能显著提高硬化混凝土抗冻融和耐久性。 试验室给出的不掺粉煤灰的每立方米混凝土材料用量为 :水泥 3 78kg,砂 72 3kg,石子 1 1 58kg,水 1 54kg。按照《铁路混凝土与砌体工程施工规范》(TB1 0 2 1 0--2 0 0 1 )和《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》(JGJ2 886)规定 ,用粉煤灰超量取代法计算出配合比 ,经试配并调整后确定每立方米粉煤灰混凝土材料用量为 :水泥 3 2 5kg ,砂 664kg ,石子 1 1 68kg ,粉煤灰98kg,水 1 56kg。投料时 ,泵送剂可根据试验数量投放 ,粉煤灰 (干排灰 )应与水泥同时投入搅拌机内 ,搅拌时间要比基准混凝土拌和物延长约 3 0s。混凝土入泵坍落度保持在 1 2cm左右 (输送距离 40 0m以内 ,高度2 0m以下 ) ,出泵坍落度不小于 8cm。浇筑时 ,用容器接料 ,使混凝土浇到最终位置是静止状态 ,力求避免从高处自由下落和在模板中长距离的流动等。使用插入式振动器振捣 ,一处振动时间要控制在 1 5~ 2 0s ,决不能过振 ,插入间隔控制在 60~ 75cm ,以防漏振。
4 结论 采取以上的综合治理措施 ,解决了采用泵送工艺浇筑大体积混凝土的泌水问题。采取掺入适量粉煤灰与选用合适的外加剂 ,并合理改善施工工艺 ,是解决泵送大体积混凝土泌水问题的既经济又适用的一项行之有效的方法 ,具有推广价值。 |