新型泵送劑在橋梁混凝土工程中的應用

馬永勝

（哈爾濱佳連混凝土技術開發有限公司，黑龍江　哈爾濱　150076）

新型泵送劑在橋梁混凝土工程中的應用

馬永勝

（哈爾濱佳連混凝土技術開發有限公司，黑龍江哈爾濱150076）

本文論述了一種可以改善混凝土各項性能指標的新型泵送劑。通過大量試驗證明，這種新型泵送劑對同一強度等級的混凝土，單方混凝土配合比中可降低膠凝材料總量（主要是降低水泥用量），試驗及實際應用中均可行，尤其在綠色高性能混凝土發展方面，前景是很好的。

新型混凝土泵送劑；水膠比；強度；抗滲；抗凍

0　前言

新型混凝土泵送劑原理：在滿足GB 8076-2008《混凝土外加劑》基礎上，在減水劑合成過程中，經接枝、重新結合、封端等處理后再繼續合成，主要是控制混凝土的保坍性能；且在復配過程中，添加一種混凝土泵送劑伴侶，主要用來激發混凝土中礦物摻合料及水泥中的混合材活性。它是一種表面活性劑，可提高其減水率，進而可降低單方混凝土膠凝材料及用量。可改善混凝土和易性、可泵性，可使混凝土密實度有顯著提高，在混凝土耐久性方面，效果更加明顯，同時對節能減排、降低污染物排放量，起到重要作用。

黑龍江省某市某橋梁工程，結構施工實體見圖 1，混凝土強度等級較多，C30（水下鉆孔灌注樁、墩柱），C40（預應力梁），C45（橋面鋪裝），C55（局部拱梁）等，本文主要介紹新型混凝土泵送劑在 C55 混凝土中的應用，從原材料選取、配合比優化設計、實際應用幾方面予以簡介。

該橋梁工程位于黑龍江東北部，地處嚴寒地區，主要為緩解交通，新建北座高架橋，該橋橋拱均為預應力放張 C55強度等級混凝土，且抗凍融等級為 F250，電通量不宜大于1500C。

圖1　結構施工實體

1　C55 混凝土原材料選取

經檢測后，決定選用以下混凝土原材料，各種混凝土原材料性能參考表 1～7。

表1　P?O42.5 水泥性能指標

表2　Ⅱ 級粉煤灰性能指標

表3　S95 級礦渣粉性能指標

表4　粗骨料（碎石）性能指標　　　　　 %

表5　細骨料（砂）性能指標

表6　普通混凝土泵送劑性能指標（母體為萘系減水劑粉劑　摻量：1.8%）

表7　新型混凝土泵送劑性能指標（母體為萘系減水劑粉劑　摻量：1.8%）

2　混凝土配合比試驗

混凝土配合比試驗，混凝土標記為：

AC55-200-(S4)-F250 Q-Ⅲ(1500)-GB/T 14902

說明：基準混凝土配合比采用普通型泵送劑；比對混凝土配合比采用新型混凝土泵送劑。

表8　C55 混凝土基準配合比單方原材料用量　　kg/m3

表9　C55 混凝土比對配合比單方原材料用量　　kg/m3

為保證混凝土試驗代表性，基準混凝土配合比為一組試驗；為保證比對混凝土配合比準確性，以三組試驗，進行平行試驗。

3　混凝土試驗

3.1混凝土試驗方法

（1）采用 GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法》、GB 50164-2011《混凝土質量控制標準》，進行混凝土坍落度、擴展度、1h經時變化量試驗；

（2）采用 GB/T 50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法》，進行混凝土立方體抗壓強度試驗；

（3）采用 GB/T 50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》，對混凝土抗氯離子滲透性能、碳化深度性能進行試驗。

3.2混凝土工作性能及力學性能試驗結果

基準與比對混凝土初始坍落度、擴展度及1h后坍落度、擴展度保留值、立方體抗壓強度（標準養護條件），每次攪拌數量 50L；試驗數據見表 10。

上式中，第二項及第三項以微波頻率變化，即實現了角頻率為Ω的微波信號對激光信號的強度調制，式（2）經過傅里葉變換后，頻率分布為ω0±Ω,ω0±2Ω,ω0±3Ω,...，一階邊頻帶的能量高于二次及以上階次變頻帶的能量，在接收端通過濾波器抑制其他高階載波項，我們選取一階邊頻帶作為使用頻率。本文只考慮發射端與接收端分離且存在相對運動的場景，當發射端與接收端相對運動速度為v時，包含多普勒頻移的一階邊頻信號的波動函數為：

表10　混凝土工作及力學性能

3.3混凝土耐久性能試驗結果

表11　混凝土抗氯離子滲透、抗凍融耐久性能試驗

抗凍融試驗采用快凍法：試驗 1 號、試驗2 號、試驗 3號、試驗 4 號混凝土強度損失率、動彈性模量試驗結果均符合 GB/T 50082-2009 標準要求，表中只摘錄質量損失率結果做以比對。

3.4混凝土試驗結論

通過 C55 混凝土硬化前及硬化后性能試驗，無論從混凝土經時損失方面、力學性能方面、耐久性能指標方面均達到該橋梁工程的設計要求，可應用于實際生產中。

4　混凝土實際應用

該橋梁工程，拱梁部位 C55 執行配合比為見表 12。

表12　拱梁部位 C55 實際配合比

該混凝土實際生產時，混凝土取樣后，混凝土硬化前、后性能指標，測得試驗數據見表 13。

表13　混凝土實際性能

該混凝土實際生產中，性能良好，符合施工工藝及可操作性，符合混凝土泵送要求，部份混凝土采用吊裝方式進行施工。

該橋梁工程，拱梁部位抗壓強度數值記錄單，該工程拱梁部位澆筑時間為2014年8月27日，經 7d 標準養護，實測折算后數值為 55.1MPa，54.9MPa，55.3MPa，該試件經計算，達到設計強度等級的 100%。

抗凍融試驗采用快凍法：混凝土強度損失率、動彈性模量試驗結果均符合 GB/T 50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》標準要求，表 14 中只摘錄電通量、質量損失率結果作為比對。

表14　混凝土取樣，真實測得抗氯離子滲透、抗凍融耐久性能試驗數據

圖 8 為 7d 后，混凝土達到設計強度等級后，已拆模時的橋梁實體。

圖8　拆模后的橋梁

5　經濟效益比對

C55 普通混凝土、比對混凝土單方混凝土綜合成本見表15。

表15　成本對比表　　　　　　　　 元/m3

6　結束語

新型混凝土泵送劑通過大量試驗及實際工程中的應用，在以下性能方面得以改善：

（1）硬化前性能：主要體現在和易性和可泵性方面

較基準混凝土而言，降低單方混凝土膠凝材料情況下，和易性得以改善，可泵性好，混凝土密實度有所提高，混凝土光感好，混凝土氣泡較均勻，混凝土實體強度分布均勻。不改變基準混凝土膠凝材料總量，確實可使其早期強度較明顯，可達到混凝土早強劑的性能。

（2）硬化后性能：主要體現在立方體抗壓強度和耐久性能方面

混凝土硬件化后的立方體抗壓強度，在降低單方膠凝材料、水泥用量情況下，混凝土強度較基準混凝土強度趨于平衡狀態；混凝土在耐久性能方面，確實可達到相應性能指標，尤其是混凝土抗氯離子滲透方面，效果較佳。混凝土抗滲、抗凍方面也較為突出。

（3）經濟效益：在混凝土綜合成本方面，采用了新型混凝土泵送劑配制的混凝土，成本明顯降低，效益顯著。

［通訊地址］哈爾濱佳連混凝土技術開發有限公司（150076）

A new type of concrete pumping agent used in bridge engineering

Ma Yongsheng
(Harbin concrete technology development Co., Ltd., Harbin150076)

A new type concrete pump can improve the concrete performance index of the sending agent.Through a lot of new type of concrete pumping test showed that the same markup, concrete mixing proportion of concrete of the unilateral lower gelled material in total (mainly to reduce the cement dosage). It was test and is feasible in practical application.

new type of concrete pumping agent; Water/cement ratio; Strength; Permeability; antifreeze

馬永勝，高級工程師。，全國混凝土標準化技術委員會委員、中國土木工程學會混凝土及預應力混凝土分會混凝土質量專業委員會委員、中國混凝土外加劑應用技術專業委員會委員、中國商品混凝土行業企業專家委員會主任委員。