C30顶升混凝土试验研究及在工程上的应用

陈向哲

（河北建设集团有限公司混凝土分公司，河北 保定 071051）

C30顶升混凝土试验研究及在工程上的应用

陈向哲

（河北建设集团有限公司混凝土分公司，河北 保定 071051）

本文介绍某工程 C30 顶升混凝土的配合比设计、工作性能、顶升施工方法。在公司技术、维修制造车间配合下，该项目施工取得良好效果。

顶升混凝土；抱箍；配合比优化

0 引言

河北冶金建设集团—唐银南、北料堆场封闭改造工程±0.000mm 以上采用钢框架结构（图 1），其核心筒柱采用C30 顶升混凝土进行施工，钢结构与混凝土结合受力。

图 1 工程现场图

钢管柱混凝土顶升浇筑工艺就是在钢柱的下部（高度以便于施工为宜）柱壁上开一个比输送管略大的孔洞，用输送管将混凝土输送泵的出口与之连接，混凝土靠泵压通过输送管连续注入钢柱内，直至柱内注满混凝土。公司维修制造车间，运用废弃泵管及钢材，制作了一组简易抱箍装置（图2），既将该装置用螺栓固定在已开口的钢管上，然后连接输送泵管，混凝土浇筑采用“低压慢打”的方式，待钢管顶部开口处有砂浆冒出，停止打泵，缓慢松螺栓至将事先割好、尺寸开口稍大的小铁板用铁锤嵌入抱箍内，拧紧螺栓。混凝土终凝后，拆除抱箍装置，并对小钢板与钢管间进行焊接处理。

图 2 抱箍装置

根据工程实际要求，该顶升混凝土应具备以下几点要求：首先保证不离析、不泌水、不分层；其次流动性、匀质性、稳定性要好，具备良好的保塑性能，现场坍落度、扩展度较普通房建混凝土相比要大，且坍落度损失要小，凝时要稍长；此外还应具有一定的微膨胀性能。根据本站现有的原材料，通过优化混凝土配合比和外加剂配合比，配制出的C30 混凝土达到了钢管柱混凝土顶升浇筑工作性能的要求。

1 试验研究

1.1 原材料

（1）水泥：唐山冀东 P·O42.5 普通硅酸盐水泥，性能指标见表 1。

表 1 水泥性能指标

（2）矿粉：河北钢建 S95 级高炉矿渣粉，流动度比102%，7d 活性为 77.6%，28d 活性为 101.3%。

（3）粉煤灰：勇昭 F 类Ⅱ 级，细度 13%，烧失量2.3%，需水量比 103%，含水率 0.4%。

（4）粗骨料：丰润碎石，粒径范围 5～25mm，堆积密度 1495m2/kg，表观密度 2690m2/kg，石粉含量 1.1%。

（5）细骨料：铁选尾矿砂，细度模数 2.2，含泥量2.6%；滦县河砂，细度模数 3.3，含泥量 1.1%。

1.2 试验方案[1]

（1）要保证钢管内芯混凝土的顺利浇筑和质量，使其在无振捣下具备一定的自密实性能。关键步骤之一是选用性能良好的外加剂，根据唐山地区十月份的气候条件，结合本地的原材料情况，复配的聚羧酸泵送剂具备缓凝、保塑效果好、坍损小（135min 内无损失）的特点，外加剂配合比（聚羧酸母液：唐山恒誉；缓凝剂：葡萄糖酸钠，唐山恒誉；保坍剂 S-6：天津武清）及混凝土性能[2]见表 2。

（2）运用所选的原材料，进行混凝土配合比优选试验，根据美国垦务局 Denver 实验室的经验，以细度模数 2.75 为标准状态，（细碎机）砂子细度模数每增减 0.1，相应混凝土砂率应增减 0.5%；同时砂率每增减 1%，混凝土用水量相应增减 1%。因此按照 A1（10% 河砂＋90% 尾矿砂）、A2（15%河砂＋85% 尾矿砂）、A3（20% 河砂＋80% 尾矿砂）、A4（25% 河砂＋75% 尾矿砂）、A5（30% 河砂＋70% 尾矿砂）、A6（35% 河砂＋65% 尾矿砂）、A7（40% 河砂＋60%尾矿砂）、A8（45% 河砂＋55% 尾矿砂）、A9（50% 河砂＋50% 尾矿砂）将其分别进行筛分，结果如表 3，根据筛分试验结果，确定 A6 为本次试验细骨料方案。

表 2 聚羧酸泵送剂及其性能

表 3 A1～A9 筛分试验细度模数

（3）配合比设计：选定砂率为 48%，分别以胶材总量380kg/m³、410kg/m³、440kg/m³ 进行试拌，确定 B3 为最佳方案，混凝土性能[3]如表 4。

表 4 试拌混凝土的性能

根据试验结果进行配合比优化，制定对比优选方案，混凝土配比如表 5。

表 5 优化配合比 kg/m3

对试样进行检测，结果见表 6。

（1）从表 6 可知，在坍落度相同的情况下，胶材总量越多，混凝土扩展度越大，中心石子堆积现象越不明显，要想使混凝土达到自密实性能，除坍落度要大，砂率要适当提高外，水灰比一定要低，保证有足够多的胶材包裹骨料。

（2）掺合料的掺量对混凝土的强度、坍落度、扩展度及粘聚性存在一定影响。矿粉掺量越多，混凝土黏度越大，混凝土流动性较小；随着粉煤灰掺加比例的提高，流动性增加，到达一定程度后，由于缺少矿粉黏度的制约，保水能力变差，混凝土表面气泡增多，泌水加大。当粉煤灰掺量在20%、矿粉掺量在 25% 时混凝土状态最佳。

表 6 混凝土工作性能与力学性能检测结果

2 结语

综上得知，C4 混凝土配合比工作性能最佳，抗压强度能够满足结构要求，确定 C4 为最佳的配合比施工方案；在维修制造车间配合下制作简易抱箍装置，混凝土浇筑采用“低压慢打”的方式成功在工地应用，项目施工取得了良好效果。

[1] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比设计规程[S]．

[2] GB 8076—2008．混凝土外加剂[S]．

[3] GB/T 50081—2002．普通混凝土力学性能试验方法标准[S]．

[4] GB/T 50107—2010．混凝土强度检验评定标准[S]．

［通讯地址］河北省保定市天威西路 3083 号（071051）

陈向哲，男，工程师，主要从事预拌混凝土生产管理相关工作。