新型泵送剂在桥梁混凝土工程中的应用

马永胜

（哈尔滨佳连混凝土技术开发有限公司，黑龙江　哈尔滨　150076）

新型泵送剂在桥梁混凝土工程中的应用

马永胜

（哈尔滨佳连混凝土技术开发有限公司，黑龙江哈尔滨150076）

本文论述了一种可以改善混凝土各项性能指标的新型泵送剂。通过大量试验证明，这种新型泵送剂对同一强度等级的混凝土，单方混凝土配合比中可降低胶凝材料总量（主要是降低水泥用量），试验及实际应用中均可行，尤其在绿色高性能混凝土发展方面，前景是很好的。

新型混凝土泵送剂；水胶比；强度；抗渗；抗冻

0　前言

新型混凝土泵送剂原理：在满足GB 8076-2008《混凝土外加剂》基础上，在减水剂合成过程中，经接枝、重新结合、封端等处理后再继续合成，主要是控制混凝土的保坍性能；且在复配过程中，添加一种混凝土泵送剂伴侣，主要用来激发混凝土中矿物掺合料及水泥中的混合材活性。它是一种表面活性剂，可提高其减水率，进而可降低单方混凝土胶凝材料及用量。可改善混凝土和易性、可泵性，可使混凝土密实度有显著提高，在混凝土耐久性方面，效果更加明显，同时对节能减排、降低污染物排放量，起到重要作用。

黑龙江省某市某桥梁工程，结构施工实体见图 1，混凝土强度等级较多，C30（水下钻孔灌注桩、墩柱），C40（预应力梁），C45（桥面铺装），C55（局部拱梁）等，本文主要介绍新型混凝土泵送剂在 C55 混凝土中的应用，从原材料选取、配合比优化设计、实际应用几方面予以简介。

该桥梁工程位于黑龙江东北部，地处严寒地区，主要为缓解交通，新建北座高架桥，该桥桥拱均为预应力放张 C55强度等级混凝土，且抗冻融等级为 F250，电通量不宜大于1500C。

图1　结构施工实体

1　C55 混凝土原材料选取

经检测后，决定选用以下混凝土原材料，各种混凝土原材料性能参考表 1～7。

表1　P•O42.5 水泥性能指标

表2　Ⅱ 级粉煤灰性能指标

表3　S95 级矿渣粉性能指标

表4　粗骨料（碎石）性能指标　　　　　 %

表5　细骨料（砂）性能指标

表6　普通混凝土泵送剂性能指标（母体为萘系减水剂粉剂　掺量：1.8%）

表7　新型混凝土泵送剂性能指标（母体为萘系减水剂粉剂　掺量：1.8%）

2　混凝土配合比试验

混凝土配合比试验，混凝土标记为：

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

说明：基准混凝土配合比采用普通型泵送剂；比对混凝土配合比采用新型混凝土泵送剂。

表8　C55 混凝土基准配合比单方原材料用量　　kg/m3

表9　C55 混凝土比对配合比单方原材料用量　　kg/m3

为保证混凝土试验代表性，基准混凝土配合比为一组试验；为保证比对混凝土配合比准确性，以三组试验，进行平行试验。

3　混凝土试验

3.1混凝土试验方法

（1）采用 GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》、GB 50164-2011《混凝土质量控制标准》，进行混凝土坍落度、扩展度、1h经时变化量试验；

（2）采用 GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》，进行混凝土立方体抗压强度试验；

（3）采用 GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，对混凝土抗氯离子渗透性能、碳化深度性能进行试验。

3.2混凝土工作性能及力学性能试验结果

基准与比对混凝土初始坍落度、扩展度及1h后坍落度、扩展度保留值、立方体抗压强度（标准养护条件），每次搅拌数量 50L；试验数据见表 10。

上式中，第二项及第三项以微波频率变化，即实现了角频率为Ω的微波信号对激光信号的强度调制，式（2）经过傅里叶变换后，频率分布为ω0±Ω,ω0±2Ω,ω0±3Ω,...，一阶边频带的能量高于二次及以上阶次变频带的能量，在接收端通过滤波器抑制其他高阶载波项，我们选取一阶边频带作为使用频率。本文只考虑发射端与接收端分离且存在相对运动的场景，当发射端与接收端相对运动速度为v时，包含多普勒频移的一阶边频信号的波动函数为：

表10　混凝土工作及力学性能

3.3混凝土耐久性能试验结果

表11　混凝土抗氯离子渗透、抗冻融耐久性能试验

抗冻融试验采用快冻法：试验 1 号、试验2 号、试验 3号、试验 4 号混凝土强度损失率、动弹性模量试验结果均符合 GB/T 50082-2009 标准要求，表中只摘录质量损失率结果做以比对。

3.4混凝土试验结论

通过 C55 混凝土硬化前及硬化后性能试验，无论从混凝土经时损失方面、力学性能方面、耐久性能指标方面均达到该桥梁工程的设计要求，可应用于实际生产中。

4　混凝土实际应用

该桥梁工程，拱梁部位 C55 执行配合比为见表 12。

表12　拱梁部位 C55 实际配合比

该混凝土实际生产时，混凝土取样后，混凝土硬化前、后性能指标，测得试验数据见表 13。

表13　混凝土实际性能

该混凝土实际生产中，性能良好，符合施工工艺及可操作性，符合混凝土泵送要求，部份混凝土采用吊装方式进行施工。

该桥梁工程，拱梁部位抗压强度数值记录单，该工程拱梁部位浇筑时间为2014年8月27日，经 7d 标准养护，实测折算后数值为 55.1MPa，54.9MPa，55.3MPa，该试件经计算，达到设计强度等级的 100%。

抗冻融试验采用快冻法：混凝土强度损失率、动弹性模量试验结果均符合 GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》标准要求，表 14 中只摘录电通量、质量损失率结果作为比对。

表14　混凝土取样，真实测得抗氯离子渗透、抗冻融耐久性能试验数据

图 8 为 7d 后，混凝土达到设计强度等级后，已拆模时的桥梁实体。

图8　拆模后的桥梁

5　经济效益比对

C55 普通混凝土、比对混凝土单方混凝土综合成本见表15。

表15　成本对比表　　　　　　　　 元/m3

6　结束语

新型混凝土泵送剂通过大量试验及实际工程中的应用，在以下性能方面得以改善：

（1）硬化前性能：主要体现在和易性和可泵性方面

较基准混凝土而言，降低单方混凝土胶凝材料情况下，和易性得以改善，可泵性好，混凝土密实度有所提高，混凝土光感好，混凝土气泡较均匀，混凝土实体强度分布均匀。不改变基准混凝土胶凝材料总量，确实可使其早期强度较明显，可达到混凝土早强剂的性能。

（2）硬化后性能：主要体现在立方体抗压强度和耐久性能方面

混凝土硬件化后的立方体抗压强度，在降低单方胶凝材料、水泥用量情况下，混凝土强度较基准混凝土强度趋于平衡状态；混凝土在耐久性能方面，确实可达到相应性能指标，尤其是混凝土抗氯离子渗透方面，效果较佳。混凝土抗渗、抗冻方面也较为突出。

（3）经济效益：在混凝土综合成本方面，采用了新型混凝土泵送剂配制的混凝土，成本明显降低，效益显著。

［通讯地址］哈尔滨佳连混凝土技术开发有限公司（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

马永胜，高级工程师。，全国混凝土标准化技术委员会委员、中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分会混凝土质量专业委员会委员、中国混凝土外加剂应用技术专业委员会委员、中国商品混凝土行业企业专家委员会主任委员。