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摘要：以柳州市阳和特大桥施工为例，阐述在不掺加外掺料的前提下选用优质原材料，合理掺用高效减水剂，采用最优砂率配制出较低水泥用量的C50級高强泵送混凝土并通过工程实践证明，施工中混凝土可泵性良好，具有良好的流动性、粘聚性及保水性，混凝土强度值均符合设计要求。
关键词：外掺料、C50高强混凝土，泵送， 配合比，设计，施工
前言：
C50及C50以上强度等级的高强混凝土尤其是泵送混凝土的配制时即要满足强度要求—采用低水灰比，同时又要求混凝土具有大流动性以满足泵送施工顺利进行，通常情况下我们在配合比设计时均考虑利用双掺技术，即掺加一定量的高效减水剂和矿物细掺料如粉煤灰或硅灰，以同时满足混凝土在低水灰比的条件下具有大流动性和良好的工作性。我单位承建的柳州市阳和特大桥地处柳州市郊，该桥为大跨度后张法预应力连续梁，梁体混凝土设计强度等级为C50，施工工艺要求泵送。由于柳州当地Ⅰ级粉煤灰缺乏，Ⅱ级粉煤灰质量极不稳定，如从外地购进粉煤灰成本过高，因此我们组织专职人员进行了无外掺料、C50级高强泵送混凝土配合比设计，指导施工。
一.配合比设计
1. 原材料选择
1.1水泥
柳州建筑市场对P.O52.5 水泥需求量较小，再结合大桥工地实际情况，通过对采用P.O52.5及P.O42.5两种水泥进行综合成本计算，发现差别很小，且采用后者较前者更有利于施工，所以我们选用质量稳定的柳州鱼峰牌P.O42.5旋窑水泥，该水泥性能指标见表1。
1.2粗、细骨料
（1）砂：选用柳州静兰砂场及柳州融水砂场中砂。其技术指标如下。
（2）石子: 由于箱梁配筋密，泵管直径为125mm,，我们选用柳州太阳村石场采用缓破方式生产的5～31.5mm连续级配碎石，该碎石母岩为石灰岩，质地坚硬，级配良好，且碎石颗粒呈球形，针片状含量少，符合《混凝土结构工程质量验收规范》GB50204—2002及《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95要求。其技术指标见表3
1.3外加剂的选择
通过市场调研及初步试拌，我们选用KD—2及AF—2两种缓凝高效减水剂。考虑泵送距离较远及砼浇注时间较长等因素，我们夏季要求缓凝时间在8～12小时。结合本单位混凝土生产工艺，均选用液体减水剂。其基本性能见表4。
在相同原材料、等稠度的条件下用两种减水剂进行对比试验，其结果如下。
由于两种减水剂价格相同，由试验结果可以看出采用AF-2较KD-2更经济。在试验过程中我们发现使用KD-2拌制的混凝土有轻微离析现象及泌水现象。而用AF-2拌制的混凝土工作性良好，坍落度经时损失小，在等稠度的条件下强度高于KD-2拌制的混凝土强度。所以我们选用AF-2进行试配。
由于该工程施工箱梁时泵送距离达近400多米（水平换算距离），因此我们设计配合比时将坍落度定为180～220mm，要求混凝土拌合物具有良好的工作性。由于砂率对混凝土拌合物的工作性有较大影响：若混凝土砂率过小则可能导致混凝土拌合物的粘聚性及保水性较差而导致泵送困难；如砂率过大，骨料的空隙率及总表面积增加，在一定数量的水泥浆的条件下，混凝土拌合物会显得干稠同样也将导致混凝土施工时泵送困难。砂率的选择即能影响混凝土拌合物的工作性，又能影响混凝土的水泥用量，因此，合理选择砂率至关重要。在选择砂率时，我们采用试验法，在水泥用量及用水量均相同的条件下，减水剂掺量按生产厂家推荐的适宜掺量的±0.1%分别拌制五组不同砂率的混凝土拌合物，每组砂率值相差2%，试验时测定每组混凝土得坍落度值，并同时检验其粘聚性及保水性。以含砂率值为横坐标，坍落度值为纵坐标绘制曲线图。见图1 及图2所示
由于砂率过大时混凝土流动性较小，砂率过小时混凝土因砂浆不足流动性也较小。因此，图上出现的坍落度极大值所对应的砂率即为最佳砂率。在试验过程中我们发现当减水剂掺量为2.2%时，混凝土拌合物工作性良好。由此我们得出静兰中砂及融水中砂的最佳砂率分别为38%及40%，减水剂的最佳掺量为水泥质量的2.2%。
我们用求得的最优砂率和最优减水剂掺量对两种砂所拌制的混凝土进行对比，结果见表6
从表6的数据我们可以看出，采用静兰中砂拌制的混凝土强度偏低，且强度标准差较大。而用融水中砂拌制的混凝土3天强度达到配制强度的75.5%、设计强度的90.6%，7天达到配制强度的86.3%、设计强度的103.6％。在试验中发现融水中砂拌制的混凝土粘聚性、保水性良好，10s时相对压力泌水率S10=18%～22%，可泵性良好。
2. 配合比确定
理论配合比确定后，我们用该配合比进行6次重复试验，其结果如下:
从重复试验结果可以看出该配合比强度值稳定，变异系数小。由于工程应用时的生产施工条件与试验室各种条件存在差异，而试验条件差异对高强混凝土强度影响特别敏感。因此设计配合比时我们留有较大的强度富余量以弥补生产施工条件不同所产生的影响。
二.施工
受条件限制，该工程在混凝土配合比设计时不能用外掺料取代部分水泥。由于高强度和大坍落度要求，水灰比小、水泥用量大，混凝土拌合物较普通泵送混凝土粘性大。在这种条件下进行泵送施工，一般不会因混凝土离析产生泵堵问题。但由于混凝土粘性增加，增加了阻力，使泵送产生困难。要求对混凝土坍落度严格控制。尤其夏季气温高，为了保证顺利施工，我们在施工时采取如下措施：
1. 原材料进场进行严格检验。符合要求方可使用。为了保证混凝土质量及顺利施工，对骨料的含泥量、泥块含量及级配进行严格控制。
2. 夏季施工时尽量选择在夜间或每日气温较低的时间进行，同时要求生产厂家将减水剂的缓凝时间延长。
3. 施工前对骨料进行洒水降温，以降低混凝土出仓温度，减少因温度过高引起的混凝土水分蒸发过快、坍落度损失大等问题的产生。泵送施工时用麻袋覆盖泵管，浇水保持泵管湿润。
4. 气温过高时采用减水剂后掺法以获得良好的泵送效果。
5. 混凝土凝结后应及时覆盖麻袋浇水养护。对于低水灰比混凝土，外界潮湿养护是保证混凝土充分水化的最好途径。
通过对在箱梁施工现场抽取的标准试件在标准条件下养护28天的抗压强度数据分析，我们发现强度标准差较小，平均强度值均在55MPa以上，工地同条件养护试件28天平均强度均在53MPa以上。施工顺利，浇注二千多立方混凝土没有造成堵泵现象。
三．结论：
通过对当地商品混凝土调查发现：其C50级泵送混凝土水泥采用P.O42.5，用量均在460～480kg/m3外掺料掺量在35～50 kg/m3，坍落度为180～220㎜，砂率为35%～38%。由此，我们可以得出：
1. 在不使用外掺料的条件下配制C50级高强泵送混凝土时，选用优质粗细骨料，采用缓凝高效减水剂，砂率控制在40%左右是可行的。
2. 须注意细骨料宜选用细度模数在2.7以上的洁净中粗砂，砂率不能过高，否则因砂率过高导致水泥及用水量增加使混凝土过粘，造成泵送困难。
3. 施工中应注意对混凝土的及时养护，以保证混凝土质量。
四、参考文献：
[1]《混凝土技术》刘秉京 北京 人民交通出版社 2004年
[2] 《混凝土泵送施工技术规程》 JGJ/T10—95
[3] 《建筑材料》 高琼英 武汉工业大学出版社 1984年
[4] 《高强高性能预拌泵送混凝土原材料的优选》 刘恒伟 浙江省建筑科学设计研究院 2000年
关键词：外掺料、C50高强混凝土，泵送， 配合比，设计，施工
前言：
C50及C50以上强度等级的高强混凝土尤其是泵送混凝土的配制时即要满足强度要求—采用低水灰比，同时又要求混凝土具有大流动性以满足泵送施工顺利进行，通常情况下我们在配合比设计时均考虑利用双掺技术，即掺加一定量的高效减水剂和矿物细掺料如粉煤灰或硅灰，以同时满足混凝土在低水灰比的条件下具有大流动性和良好的工作性。我单位承建的柳州市阳和特大桥地处柳州市郊，该桥为大跨度后张法预应力连续梁，梁体混凝土设计强度等级为C50，施工工艺要求泵送。由于柳州当地Ⅰ级粉煤灰缺乏，Ⅱ级粉煤灰质量极不稳定，如从外地购进粉煤灰成本过高，因此我们组织专职人员进行了无外掺料、C50级高强泵送混凝土配合比设计，指导施工。
一.配合比设计
1. 原材料选择
1.1水泥
柳州建筑市场对P.O52.5 水泥需求量较小，再结合大桥工地实际情况，通过对采用P.O52.5及P.O42.5两种水泥进行综合成本计算，发现差别很小，且采用后者较前者更有利于施工，所以我们选用质量稳定的柳州鱼峰牌P.O42.5旋窑水泥，该水泥性能指标见表1。
1.2粗、细骨料
（1）砂：选用柳州静兰砂场及柳州融水砂场中砂。其技术指标如下。
（2）石子: 由于箱梁配筋密，泵管直径为125mm,，我们选用柳州太阳村石场采用缓破方式生产的5～31.5mm连续级配碎石，该碎石母岩为石灰岩，质地坚硬，级配良好，且碎石颗粒呈球形，针片状含量少，符合《混凝土结构工程质量验收规范》GB50204—2002及《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95要求。其技术指标见表3
1.3外加剂的选择
通过市场调研及初步试拌，我们选用KD—2及AF—2两种缓凝高效减水剂。考虑泵送距离较远及砼浇注时间较长等因素，我们夏季要求缓凝时间在8～12小时。结合本单位混凝土生产工艺，均选用液体减水剂。其基本性能见表4。
在相同原材料、等稠度的条件下用两种减水剂进行对比试验，其结果如下。
由于两种减水剂价格相同，由试验结果可以看出采用AF-2较KD-2更经济。在试验过程中我们发现使用KD-2拌制的混凝土有轻微离析现象及泌水现象。而用AF-2拌制的混凝土工作性良好，坍落度经时损失小，在等稠度的条件下强度高于KD-2拌制的混凝土强度。所以我们选用AF-2进行试配。
由于该工程施工箱梁时泵送距离达近400多米（水平换算距离），因此我们设计配合比时将坍落度定为180～220mm，要求混凝土拌合物具有良好的工作性。由于砂率对混凝土拌合物的工作性有较大影响：若混凝土砂率过小则可能导致混凝土拌合物的粘聚性及保水性较差而导致泵送困难；如砂率过大，骨料的空隙率及总表面积增加，在一定数量的水泥浆的条件下，混凝土拌合物会显得干稠同样也将导致混凝土施工时泵送困难。砂率的选择即能影响混凝土拌合物的工作性，又能影响混凝土的水泥用量，因此，合理选择砂率至关重要。在选择砂率时，我们采用试验法，在水泥用量及用水量均相同的条件下，减水剂掺量按生产厂家推荐的适宜掺量的±0.1%分别拌制五组不同砂率的混凝土拌合物，每组砂率值相差2%，试验时测定每组混凝土得坍落度值，并同时检验其粘聚性及保水性。以含砂率值为横坐标，坍落度值为纵坐标绘制曲线图。见图1 及图2所示
由于砂率过大时混凝土流动性较小，砂率过小时混凝土因砂浆不足流动性也较小。因此，图上出现的坍落度极大值所对应的砂率即为最佳砂率。在试验过程中我们发现当减水剂掺量为2.2%时，混凝土拌合物工作性良好。由此我们得出静兰中砂及融水中砂的最佳砂率分别为38%及40%，减水剂的最佳掺量为水泥质量的2.2%。
我们用求得的最优砂率和最优减水剂掺量对两种砂所拌制的混凝土进行对比，结果见表6
从表6的数据我们可以看出，采用静兰中砂拌制的混凝土强度偏低，且强度标准差较大。而用融水中砂拌制的混凝土3天强度达到配制强度的75.5%、设计强度的90.6%，7天达到配制强度的86.3%、设计强度的103.6％。在试验中发现融水中砂拌制的混凝土粘聚性、保水性良好，10s时相对压力泌水率S10=18%～22%，可泵性良好。
2. 配合比确定
理论配合比确定后，我们用该配合比进行6次重复试验，其结果如下:
从重复试验结果可以看出该配合比强度值稳定，变异系数小。由于工程应用时的生产施工条件与试验室各种条件存在差异，而试验条件差异对高强混凝土强度影响特别敏感。因此设计配合比时我们留有较大的强度富余量以弥补生产施工条件不同所产生的影响。
二.施工
受条件限制，该工程在混凝土配合比设计时不能用外掺料取代部分水泥。由于高强度和大坍落度要求，水灰比小、水泥用量大，混凝土拌合物较普通泵送混凝土粘性大。在这种条件下进行泵送施工，一般不会因混凝土离析产生泵堵问题。但由于混凝土粘性增加，增加了阻力，使泵送产生困难。要求对混凝土坍落度严格控制。尤其夏季气温高，为了保证顺利施工，我们在施工时采取如下措施：
1. 原材料进场进行严格检验。符合要求方可使用。为了保证混凝土质量及顺利施工，对骨料的含泥量、泥块含量及级配进行严格控制。
2. 夏季施工时尽量选择在夜间或每日气温较低的时间进行，同时要求生产厂家将减水剂的缓凝时间延长。
3. 施工前对骨料进行洒水降温，以降低混凝土出仓温度，减少因温度过高引起的混凝土水分蒸发过快、坍落度损失大等问题的产生。泵送施工时用麻袋覆盖泵管，浇水保持泵管湿润。
4. 气温过高时采用减水剂后掺法以获得良好的泵送效果。
5. 混凝土凝结后应及时覆盖麻袋浇水养护。对于低水灰比混凝土，外界潮湿养护是保证混凝土充分水化的最好途径。
通过对在箱梁施工现场抽取的标准试件在标准条件下养护28天的抗压强度数据分析，我们发现强度标准差较小，平均强度值均在55MPa以上，工地同条件养护试件28天平均强度均在53MPa以上。施工顺利，浇注二千多立方混凝土没有造成堵泵现象。
三．结论：
通过对当地商品混凝土调查发现：其C50级泵送混凝土水泥采用P.O42.5，用量均在460～480kg/m3外掺料掺量在35～50 kg/m3，坍落度为180～220㎜，砂率为35%～38%。由此，我们可以得出：
1. 在不使用外掺料的条件下配制C50级高强泵送混凝土时，选用优质粗细骨料，采用缓凝高效减水剂，砂率控制在40%左右是可行的。
2. 须注意细骨料宜选用细度模数在2.7以上的洁净中粗砂，砂率不能过高，否则因砂率过高导致水泥及用水量增加使混凝土过粘，造成泵送困难。
3. 施工中应注意对混凝土的及时养护，以保证混凝土质量。
四、参考文献：
[1]《混凝土技术》刘秉京 北京 人民交通出版社 2004年
[2] 《混凝土泵送施工技术规程》 JGJ/T10—95
[3] 《建筑材料》 高琼英 武汉工业大学出版社 1984年
[4] 《高强高性能预拌泵送混凝土原材料的优选》 刘恒伟 浙江省建筑科学设计研究院 2000年