高流态混凝土在通榆河泵站中的性能研究与应用

许建荣 何锦华

(1.淮海工学院，江苏 连云港 222005； 2.江苏省建筑科学研究院，江苏 南京 210000)

高流态混凝土在通榆河泵站中的性能研究与应用

许建荣1何锦华2

(1.淮海工学院，江苏 连云港 222005； 2.江苏省建筑科学研究院，江苏 南京 210000)

以通榆河泵站工程为例，通过对高流态混凝土的试验研究，确定了科学合理的高流态混凝土配合比，解决了通榆河泵站工程平直管底部混凝土浇筑施工难题，为高流态混凝土在今后工程施工中的推广应用提供了很好的范例。

高流态混凝土，设计参数，配合比，试验研究

1 概述

通榆河北延送水工程是省委省政府为加快苏北发展，促进沿海大开发的一项重大战略性水源工程。工程自盐城市滨海县通榆河大套三站引水，利用已建通榆河及连云港疏港航道，增做部分工程，送水至连云港市赣榆县，工程总投资14.53亿元。其中灌河北泵站是整个北延送水工程中的核心工程，位于灌南县长茂镇境内，为2级水工建筑物，进出水流通道为4根直径为3.5 m的钢筋混凝土预制平直管，长度为120 m，平直管中心距为9 m，平直管中心高程为-16.8 m。平直管底部钢筋密集，浇筑常规混凝土不易振捣，工作面窄，施工难度大，不能很好的保证平直管底部的混凝土的浇筑质量。高流态混凝土的显著特点是不用或基本不用振捣而具有自流密实性，它是将混凝土配合比进行优化设计，通过添加泵送剂、增稠剂、引气剂及骨料的配比等来改变混凝土的性能，使混凝土具有低屈服值、足够粘聚性，达到和易性好、不泌水、不离析，并充分填充断面狭窄、配筋密集、异形犄角的部位。本文通过对高流态混凝土的试验研究，确定既经济又满足要求的最优高流态混凝土配合比。

2 试验研究

2.1 水泥

根据有关合同文件及业主要求，本工程确定采用响水灌河牌525号中热硅酸盐水泥，水泥的各项性能检验见表1，化学成分检验结果见表2。

表1 水泥各项性能检验结果表

表2 水泥化学成分检验结果表 %

2.2 粉煤灰

粉煤灰选用新海电厂Ⅰ级灰，品质检验结果见表3。

表3 粉煤灰品质检验结果表 %

2.3 骨料

1)细骨料。

选用郯城细骨料砂，其质量检验结果见表4。

表4 细骨料质量检验结果表

2)粗骨料。

选用连云港大岛山人工碎石，其质量检验结果见表5。

表5 粗骨料质量检验结果表

2.4 外加剂性能检验

外加剂经筛选选择了江苏省建筑科学研究院生产的JM-Ⅱ泵送剂和河北省石家庄的DH9引气剂，其性能检验见表6。

表6 泵送剂及引气剂性能检验结果表

2.5 高流态混凝土配合比设计参数选择试验

1)高流态混凝土设计指标。

按照《水工混凝土施工规范》规定及施工合同文件要求，高流态混凝土配合比设计指标如下：

a.高流态混凝土标号为R90300D250S10，坍落度为25 cm～27 cm。

b.强度保证率P=90%，保证率系数为1.28，离差系数为0.15。

2)骨料级配选择试验。

采用人工碎石最大粒径为31.5 mm，二级配。为保证混凝土有较高的流动性、和易性，防止混凝土拌合物坍落度损失大、离析、泌水、填充性差等现象，减少粗骨料中粒径碎石的比例，经试验确定粗骨料按小粒径碎石与中粒径碎石的比为65∶35选用较适宜。为了减少骨料分离，经过试验确定砂率从44.3%提高到46%。

3)外加剂掺量选择试验。

为满足混凝土拌和物的流动性、和易性及泌水性，对泵送剂适宜掺量进行了选择试验，其试验结果见表7。

表7 JM-Ⅱ泵送剂增量选择试验结果表

由表7试验结果可以看出，JM-Ⅱ泵送剂掺量为0.6%，0.7%，0.75%时混凝土拌合物的和易性均能满足要求，但JM-Ⅱ泵送剂掺量0.75%时后期强度高于0.6%，0.7%掺量，经分析比较，选用0.75%掺量效果最好。

为进一步保证混凝土拌合物和易性、粘聚性，防止混凝土离析现象的发生，再次掺用了增稠剂。掺入增稠剂后，为检验不同掺量下的混凝土和易性，对JM-Ⅱ泵送剂和增稠剂不同掺量的混凝土粘聚性、和易性进行了试验，结果见表8。

表8 增稠剂掺量试验结果表

由表8结果说明增稠剂与JM-Ⅱ泵送剂和DH9引气剂三者共同掺用无不良反应，增稠剂的掺用使混凝土的和易性、粘聚性进一步得到提高。试验结果还说明当掺入0.75%减水剂和1.2%增稠剂及0.007%引气剂时混凝土和易性好、粘聚性好，无析水现象。能够带动较大粒径碎石，使混凝土扩散度能达到设计要求。

4)混凝土拌合物坍落度试验。

为满足施工要求，必须保证混凝土拌合物的坍落度损失小，为此进行了坍落度损失试验，结果见表9。

表9 高流态混凝土拌合物坍落度损失试验结果表

从表9结果可看出在0.75%掺量下，混凝土拌合物的坍落度和扩散度损失都很小，完全可以满足施工的需要。

2.6 高流态混凝土自流密实度试验

为验证混凝土的性能是否满足现场施工要求，进行了自流密实度试验。试验采用尺寸为长×宽×高=10 cm×10 cm×10 cm；长×宽×高=15 cm×15 cm×15 cm；长×宽×高=75 cm×60 cm×15 cm三组模具，并分别放置钢筋、平直管、异形钢架在模具内，在模具上方连接一个高于模具高度的灌注口，模具混凝土的试件成型过程模拟了施工现场的特点，即混凝土充填到模具过程，首先靠自重作用向下流淌、扩散，混凝土的排水方式为自由泌水，当模具充填饱满后，自由泌水转变为自身重力有压排水，使混凝土中多余的水分进一步地排出，逐步减小拌合物的流动性，并且通过通气孔观察混凝土的流动状况。揭开模具观察，发现高流态混凝土通过自流，完全充满了模具，密实度很好，无骨料分离、离析等现象。

2.7 高流态混凝土配合比试验结果

高流态混凝土对0.75%掺量的配合比采用150 L的自落式搅拌机进行拌和，翻拌均匀成型，检验高流态混凝土的设计力学强度指标、耐久性和变形性能、抗冻和抗渗等设计指标，进行了成型、养护和试验，其试验结果见表10～表12。

表10 高流态混凝土强度试验结果

表11 高流态混凝土弹拉模量和极限拉伸试验结果

表12 高流态混凝土抗冻和抗渗试验结果

从表10～表12试验结果分析，小粒径碎石与中粒径碎石的比为65∶35，JM-Ⅱ泵送剂掺量采用0.75%，1.2%的增稠剂时混凝土拌和物的流动性、和易性、充填性较好，能有效减少并防止高流态混凝土离析、骨料分离的发生，同时抗压强度、抗冻性、抗渗性均达到设计要求。

1.8 高流态混凝土配合比选用

根据以上试验结果，高流态混凝土配合比的主要参数，如水胶比、坍落度、扩散度、粉煤灰掺量、外加剂的掺量及小石与中石的比例等指标，经技术、经济分析比较，表13能够满足高流态混凝土的各项性能指标。

表13 高流态混凝土施工配合比

3 结语

1)高流态混凝土浇筑工艺很好的解决了施工面窄，钢筋密集，不易振捣部位的工程施工。

2)高流态混凝土通过对配合比的优化，解决了混凝土在浇筑过程中骨料分离、离析等现象，工程质量得到很好的控制。

3)高流态混凝土替代常态混凝土浇筑，施工工艺简单，减少人工投入，浇筑速度快，有利于缩短工期。

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Study on high fluidity concrete performance and its application in Tongyu river pump station

Xu Jianrong1He Jinhua2

(1.HuaihaiCollegeofIndustry,Lianyungang222005,China;2.JiangsuAcademyofBuildingScience,Nanjing210000,China)

Taking Tongyu river pump station engineering as an example, through experimentally studying the high fluidity concrete, the paper determines scientific and rational high fluidity concrete mixing proportion, and solves smooth-fined pipe bottom concrete grouting difficulties of Tongyu river pump station engineering, which has provided a good example for promoting high fluidity concrete into engineering construction.

high fluidity concrete, design parameter, mixing proportion, experimental research

1009-6825(2015)32-0107-03

2015-08-31

许建荣(1972- )，男，高级工程师

TU528

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