C25W6F50人工砂泵送混凝土配合比试验

赵 晋

（山西省水利水电科学研究院，山西 太原 030002）

某工程隧洞二次衬砌采用泵送混凝土，设计等级为C25W6F50，坍落度要求160mm～200mm，要求满足强度、耐久性要求和施工要求。由于天然砂匮乏，采用人工砂代替天然砂作为细骨料，在试验中要重点观察拌和物的和易性，粗骨料采用二级配碎石。

1 原材料检测

水泥采用中阳县桃园水泥有限公司生产的PO42.5水泥，经检验指标符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）要求，具体见表1。

表1 水泥性能检验结果

粉煤灰采用山西柳林电厂生产的F类粉煤灰，经检验其物理力学性能满足《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》（DL/T5055-2007）中Ⅱ级粉煤灰的要求，详见表2。

表2 粉煤灰性能检验结果

细骨料采用人工砂，因其含泥量，级配与天然砂不同，在检验其原材料的基础上，重点观察对混凝土拌和物和易性的影响，详见表3、表4。

表3 细骨料性能检验结果

表4 细骨料颗粒级配检测结果

粗骨料二级配分别为 5～16mm、16～31.5mm，其物理力学指标见表5。配制混凝土时粗骨料二级配的比例按照紧密密度最大原则取小石∶中石=60∶40。

表5 粗骨料性能检验结果

外加剂采用山西黄腾化工有限公司生产的UNF-3A缓凝高效减水剂，推荐掺量1.2%，各项性能指标均满足标准要求。混凝土抗冻要求不高，未另掺引气剂。减水剂详细检验结果见表6。

表6 外加剂性能指标检验结果

2 配合比设计

根据原材料情况及技术要求进行室内试配试验，骨料为饱和面干状态，选取3组分析比较，成果见表7。

表7 混凝土配合比试验成果表

室内3组拌和物按设计拌合，拌和物和易性好，含砂情况中，泌水少，对胶水比和28d强度进行回归，一元回归方程及相关系数为：

2.2 混凝土配合比选定

强度保证率取95%，标准偏差按照4.0MPa计，经计算C25W6F50泵送混凝土配制强度为31.6MPa。在现场拌和时细骨料为人工砂，水泥强度也存在波动，不易控制用水量。为保证现场施工质量及和易性，推荐水胶比0.46，用水量为183kg/m3，砂率为45%，推荐配合比方案见表8。

3 配合比试验结果

经室内强制式混凝土搅拌机搅拌，测试拌和物的表观密度、含气量、坍落度及坍落度损失情况，插捣的难易程度，粘聚性，含砂情况、析水情况，扩散度及扩散度的损失情况等。

表8 推荐混凝土配合比

拌和物的表观密度测值为2340kg/m3、含气量为2.0%。拌和物粘聚性较好，含砂情况适中，无泌水。

坍落度初始测值、0.5h测值、1.0h测值、1.5h测值分别为196mm、46mm、0mm、0mm，与初始测值相比分别为23.5%、0%、0%，混凝土拌和物的坍落度在1.5h以内的损失率较大，在实际应用过程中应注意控制一次拌和量和运输时间。

扩散度的初始测值、0.5h测值、1.0h测值、1.5h测值分别为 406mm、203mm、202mm、200mm，与初始测值相比分别为50.0%、49.8%、49.3%。

混凝土试块7d的抗压强度值为26.8MPa，28d抗压强度值为36.6MPa，满足C25要求，抗渗等级大于W6，抗冻等级大于F50，强度及耐久性均满足设计要求，故在现有条件及材料下使用此方案，在有条件优选原材料时人工砂应选择细度模数在2.4～2.8的中砂，从原材料选择，配合比设计，施工现场严格控制等方面确保混凝土质量。