２０１４年第１期 黑龙江交通科技 Ｎｏ．１，２０１４ （总第２３９期） ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＪｌＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２３９） 机制砂配制高性能泵送混凝土在隧道二衬施工中的应用 刘柏生，鲁加勇 （福建省交通建设工程监理咨询公司） 摘要：介绍隧道二衬采用机制砂进行高性能泵送混凝土配合比设计，解决机制砂配制混凝土的工作性能， 根据施工情况对机制砂高性能泵送混凝土的应用进行探讨。 关键词：机制砂；高性能泵送混凝土；二衬应用 中图分类号：Ｕ２１４ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１４）０１—００４４—０２ １概述 高温季节混凝土的泵送施工有利。 沈海复线高速公路福建莆田段Ａ４合同段位于仙游县，路 （６）外加剂使用的是山西凯迪建材有限公司生产的 线全长６．５ ｋｒｎ，隧道占路线总长的１５％，需混凝土约３万ｒｎ３。 ＫＤ一１增强防水剂，具有减水率高、坍落度损失小，适量引 工程处在山区天然河砂资源匮乏，运距远、价格高。隧道围岩以 气，能明显改善或提高耐久性且质量稳定的产品。外加剂与 抗压强度高的凝灰融岩为主，生产的机制砂和碎石的各项指标 水泥之间具有良好的相容性。 均满足规范要求。所生产的机制砂主要特点为：机制砂的粘结 （７）水采用工地生活用水。 性能较好，石质坚硬；适合配置工作性能好的混凝土；机制砂表 ２．２机制砂混凝土的配合比设计 观密度２ ６５０ ｋ ｒｎ３；机制砂颗粒尖锐，多棱角，表面粗糙。 （１）按机制砂的特点进行混凝土配合比设计，机制砂混 ２机制砂高性能泵送混凝土的配制 凝土配合比的试配强度和水胶比按《普通混凝土配合比设 ２．１机制砂高性能混凝土的原材料选用 计规程｝ＪＴＪ５５—２０１１设计；隧道二衬混凝土为Ｃ （抗渗等 （１）水泥选用的是质量稳定、旋窑生产的福建省永安万 级Ｐ６）、Ｃ 。（抗渗等级Ｐ６）。 ’ 年普通硅酸盐Ｐ．０４２．５水泥。 （２）机制砂泵送混凝土砂率根据机制砂自身细度模数、 （２）粗集料采用本隧道碎石场生产的５—３１．５ ｍｍ连续 颗粒级配、石粉含量，按所选水灰比及碎石最大粒径通过试 级配碎石，最大粒径与输送管内径之比小于１：３，级配合理， 验确定，由于机制砂细度模数较大，在配制混凝土时砂率较 粒形良好。 天然河砂混凝土要高４％一７％，一般在４０％一４６％之间；若 （３）机制砂采用本隧道砂场生产的机制砂（试验指标见表 机制砂的石粉含量或细度模数、级配发生变化，应及时进行 １），母材不具有碱集料反应活性，机制砂符合Ⅱ类砂的规定。 砂率调整。机制砂较河砂细度模数大粗颗粒多，比表面积大 表ｌ机制砂试验指标 很多，会吸附部分减水剂，导致减水剂的实际减水率无法达 到，使用水量增加，配制出的混凝土易产生蜂窝、麻面、气泡 等外观缺陷，且强度较低。在配合比设计时若机制砂级配不 良、砂率选择不当、用水量偏高、减水剂掺量过高，易造成机 制砂混凝土在出仓、卸料过程中离析、振后易泌水；通过室内 （４）混凝土掺合料选用的是福建厦门华金龙的Ⅱ级粉 多次试配：确定Ｃ 机制砂泵送混凝土配合比最佳砂率约为 煤灰。 ４２％、水胶比０．４２；Ｃ３ｏ机制砂泵送混凝土配合比最佳砂率约 （５）混凝土矿物掺合料选用的是福建省厦门吉百利建 为４３％、水胶比０．４０。防水剂掺量２．７％、粉煤灰掺量 材有限公司生产的ｓ９５矿粉。 １５％、矿粉掺量２０％主要的的配合比设计参数见表２、表３。 掺用矿粉减少水泥用量，可改善混凝土的工作性和拌合 （３）相同强度等级混凝土，在水泥用量、水胶比和砂率 物性能，降低水化热、增进后期强度，改善混凝土内部结构， 等相同的条件下，机制砂混凝土坍落度要小于河砂混凝土、 提高抗渗和抗腐蚀能力。混凝土中掺人磨细的矿粉能减缓 需水量增加５—１０ ｋｇ／ｍ 、容重高约１Ｏ一２０ ｋｇ／ｍ 、强度略 胶凝材料的水化速度，使混凝土凝结时间延长，这一性质对 高、抗渗性能也较高。 表２隧道衬砌防水混凝土机制砂配合 匕选择 收稿日期：２０１３—１０—１１ 作者简介：刘柏生（１９６３一），男，福建莆田人，高级工程师，研究方向：路桥。 ・４４・ 第１期 刘柏生，鲁加勇：机制砂配制高性能泵送混凝土在隧道二衬施工中的应用 总第２３９期 ３机制砂高性能泵送混凝土的施工质量控制 面少，接缝密实，粘结效果好。 （１）严格控制原材料质量。 ５抗渗性能 在生产机制砂过程中，应加强对机制砂的颗粒级配、细 合理利用机制砂中的石粉，调整机制砂的砂率，再掺入 度模数、石粉含量的控制，机制砂太粗易出现蜂窝麻面，太细 矿粉、粉煤灰等外掺料，在低水胶比条件下，配得坍落度损失 会降低强度，小于０．３１５ ｍｍ颗粒含量应不小于１５％，最好 小、泵送性能好、和易性好、强度和耐久性高的混凝土。混凝 达到２０％，粒径小于０．０７５ ｍｍ的石粉含量最好控制在６％ 土采用掺Ⅱ级粉煤灰和矿粉及增强防水剂的三掺技术，克服 左右以改善泵送混凝土的和易性，提高耐久性。 了机制砂配制泵送混凝土的和易性对用水量的改变和砂率 （２）泵送设备应先泵送清水再用砂浆润滑管道后方可泵送 的变化很敏感的弊病，增强混凝土的密实性来提高混凝土的 混凝土。泵送初始慢速，待泵送顺利后再用正常速度泵送。 抗渗性能，机制砂高性能混凝土的抗渗性能比普通混凝土高 （３）搅拌时间应比天然河砂混凝土延长３０～６０ ｓ，可控 １—２个等级，通常达到Ｐ１０以上。 制在１２０ ｓ以上。机制砂混凝土原材料的投料顺序为：粗集 ６机制砂泵送混凝土的经济效益 料、细集料、水泥、矿物掺合料投入（搅拌约３０ ８）、加拌和水 表４机制砂与天然砂混凝土材料价格比较 （搅拌约４５～６０ ｓ）、加人防水剂（搅拌约４５ ｓ），保证混凝土 搅拌均匀。 （４）混凝土采用搅拌运输车运输，保证混凝土运输过程 中保持均匀性，运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并 具有要求的坍落度等工作性能。混凝土搅拌运输车在运输 途中，拌筒以１—３ ｒ／ｍｉｎ速度不停地进行搅动，运到现场卸 料前应使拌筒搅拌１—２ ｍｉｎ后再卸料。 （５）机制砂？昆凝土比同坍落度的河砂混凝土易于液化 离析，避免过振。机制砂混凝土应加强早期的养护并适当延 长养护时间５—７ ｄ，防止混凝土表面起砂，避免早期发生干 燥收缩变形。 ４外观 通过和相邻合同段浇筑的二衬比较，机制砂高性能混凝 土浇筑成型的二衬混凝土外观颜色均匀，表面细腻，蜂窝麻 综上所述，采用机制砂代替天然河砂作为泵送混凝土细骨 料，通过加强材料和施工工艺的控制、优化配合比设计等措 施可以配制满足隧道二衬要求的高性能泵送混凝土，既满足 了混凝土的工作性又节约了混凝土成本。 （上接第４３页） 续表３ 续表３ 总结：本文主要是通过对设计路段交通量调查，对标准 当量轴次换算的相关内容进行了分析，为老路面补强设计提 供给了有利的设计依据。 参考文献： ［１］公路沥青路面设计规范（ＪＴＧ Ｄ５０—２００６）［Ｓ］．公路设计手 册一路面． ・４５・
