专利名称：C50机制砂超高泵送混凝土施工工法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土施工工法，特别涉及一种C50机制砂超高泵送混凝土施工工法。
背景技术：
随着我国基础建设的发展和科学技术的进步，对混凝土的强度、性能要求越来越 高，C50以上的高强度超高泵送混凝土越来越多地被应用于高墩大跨桥梁、高层建筑中，传 统配制此类高强度超高泵送混凝土采用河砂配制。但西部山区省份如贵州、重庆等都缺乏 河砂，如用河砂配制则需从省外运入，价格昂贵。如采用当地资源丰富的机制砂配制，则因机制砂所配制的混凝土和易性和可泵性 差，泌水率和收缩性大，容易开裂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于通过对机制砂和机制砂混凝土的各种力学性能和物理性能展开研究，在掌握其各 种性能参数的基础上，对机制砂加工母料的选择，机制砂加工工艺及质量的控制，混凝土其 它原材料的选择，配合比的设计，以及混凝土的拌和、运输、浇筑与养护等一整套机制砂超 高泵送混凝土施工工艺进行严格控制，使所施工的混凝土的和易性、可泵性、强度、弹性模 量、收缩徐变等力学及物理性能都满足设计与施工要求。为解决上述技术问题，本发明提供了一种C50机制砂超高泵送混凝土施工工法， 包括以下步骤a.机制砂加工母料选择；b.机制砂加工；c.机制砂检验；d.混凝土配制；e.混凝土拌合及运输；f.混凝土浇筑；g.混凝土养生。所述步骤a机制砂加工母料选择，可以进一步包括选择饱和极限抗压强度大于 等于90Mpa的岩石作为机制砂加工母料。所述步骤b机制砂加工，可以进一步包括1)进料口设置振动给料机，用于防止大量的泥块与软弱岩石同时进入破碎机；2)制砂过程经过三级破碎，前两级粗破采用鄂式破碎机，第三级破碎采用立式冲 击高细破碎机；3)粗破后的5mm以下的颗粒经过振动筛除去，不进入三级破碎的料仓；4)制砂中机制砂的石粉采用洗砂机进行水洗除粉；
5)制砂中用的成砂振动筛的最大筛孔直径为4mm，并根据在制砂程中的磨损以及 机制砂质量的变动情况，及时进行更换；6)加工好的机制砂每小时抽样1次，并确保在连续10次抽样检测中，至少有9次 的细度模数与10次的平均值相差不大于0. 2。所述步骤c机制砂检验，可以进一步包括所述机制砂采用中砂，2. 5mm筛孔累计 筛余量不大于15%，0. 315mm筛孔累计筛余量在85% 92%之间，细度模数为2. 6 2. 9， 含泥量不大于2%，单级最大压碎指标小于25%。所述步骤d混凝土配制，可以进一步包括采用5mm 25mm的连续级配的优质 碎石，加工碎石的母岩抗压强度与混凝土强度等级之比不小于2，且碎子压碎指标值小于 12%，含泥量小于1%，针片状含量小于5% ；水泥选用强度等级为52. 5或52. 5R的硅酸盐 水泥，其强度富余系数大于1. 15，初凝时间不早于45分钟，终凝时间不晚于10小时。所述步骤e混凝土拌合及运输，可以进一步包括混凝土拌和时间为120s 150s ；混凝土的运输采用混凝土运输车和输送泵进行，采用输送泵送混凝土时，所述输送泵 连续工作，输送泵泵送间歇时间不超过15min。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种机制砂加工方法，包括以下步骤1)进料口设置振动给料机，用于防止大量的泥块与软弱岩石同时进入破碎机；2)制砂过程经过三级破碎，前两级粗破采用鄂式破碎机，第三级破碎采用立式冲 击高细破碎机；3)粗破后的5mm以下的颗粒经过振动筛除去，不进入三级破碎的料仓；4)制砂中机制砂的石粉采用洗砂机进行水洗除粉；5)制砂中用的成砂振动筛的最大筛孔直径为4mm，并根据在制砂程中的磨损以及 机制砂质量的变动情况，及时进行更换；6)加工好的机制砂每小时抽样1次，并确保在连续10次抽样检测中，至少有9次 的细度模数与10次的平均值相差不大于0. 2。为解决上述技术问题，本发明又提供了一种机制砂检验方法，包括以下步骤所述 机制砂为中砂，2. 5mm筛孔累计筛余量不大于15%，0. 315mm筛孔累计筛余量在85% 92% 之间，细度模数为2. 6 2. 9，含泥量不大于2%，单级最大压碎指标小于25%。为解决上述技术问题，本发明另提供了一种混凝土配制方法，包括以下步骤采用 5mm 25mm的连续级配的优质碎石，加工碎石的母岩抗压强度与混凝土强度等级之比不小 于2，且碎子压碎指标值小于12%，含泥量小于1%，针片状含量小于5% ；水泥选用强度等 级为52. 5或52. 5R的硅酸盐水泥，其强度富余系数大于1. 15，初凝时间不早于45分钟，终 凝时间不晚于10小时。为解决上述技术问题，本发明再提供了一种混凝土拌合及运输方法，包括以下步 骤混凝土拌和时间为120s 150s ；混凝土的运输采用混凝土运输车和输送泵进行，采用 输送泵送混凝土时，所述输送泵连续工作，输送泵泵送间歇时间不超过15min。本发明有益的技术效果在于严格按照本工法施工的机制砂高强超高泵送混凝土，其各项力学性能和物理性能 均能达到河砂所配制的混凝土的性能。采用当地资源丰富的优质岩石加工机制砂配制混凝土，与从外地运入河砂配制混凝土相比成本低，经济效益显著。机制砂在施工地区可就地取材加工，不受施工高峰期河砂材料短缺的影响。机制砂混凝土配制工序简单，易操作，经三个工程实例的实践证明能够满足工期 和质量要求。C50机制砂超高泵送混凝土采用的主要材料为水泥、机制砂、碎石、水、外加剂，其 主要材料的使用均符合国家节能工程的相关要求，采用机制砂替代传统的河砂，可减少因 大量河砂的开采造成水土的流失，减少对河床的损害，而机制砂又可利用生产碎石的废料 来生产，可节省能源。
具体实施例方式本工法适用于公路、铁路、城市道路和房屋建筑中的高强混凝土、高强泵送混凝 土、高强预应力混凝土等。本发明工法的步骤包括机制砂加工母料的选择一 >机制砂的加工一 >机制砂 检验一 >混凝土配合比的配制一 >混凝土拌合及运输一 >混凝土浇筑一 >混凝土养生机制砂的加工与检验1、机制砂加工母料的选择配制C50混凝土的机制砂加工母岩应质地坚硬，其饱和极限抗压强度须大于等于 90MPa。在机制砂加工前，需对岩石的抗压强度、岩性和S03含量进行检测，满足要求后方可 加工。机制砂母料宜采用洁净、质地坚硬、无软弱颗粒及风化石的石灰岩、白云岩、花岗岩和 玄武岩等岩石，严禁使用泥岩、页岩、板岩等水成岩。2、机制砂的加工机制砂的生产必须采用一套完整的成规模的加工生产线进行生产，以保证生产的
数量和质量。1)进料口设置振动给料机，以防止大量的泥块与软弱岩石同时进入破碎机。2)制砂过程经过三级破碎，前两级粗破采用鄂式破碎机，第三级破碎采用立式冲 击高细破碎机。3)粗破后的5mm以下的颗粒不能进入三级破碎的料仓，必须经过振动筛除去。4)制砂中机制砂的石粉必须采用洗砂机进行水洗除粉。5)制砂中用的成砂振动筛的最大筛孔直径为4mm，且应根据在制过程中的磨损以 及机制砂质量的变动情况，及时进行更换。6)加工好的机制砂在连续10次(每小时抽样1次)抽样检测，至少有9次的细度 模数与10次的平均值相差不大于0. 2。3、机制砂的检验及指标机制砂的检验分为出厂检验和型式检验。1)出厂检验项目包括颗粒级配、细度模数、泥块含量、石粉含量和压碎指标。配制 C50超高泵送混凝土的机制砂采用级配良好的中砂，2. 5mm筛孔累计筛余量不得大于15%， 0.315mm筛孔累计筛余量在85 % 92 %之间，细度模数宜为2. 6 2. 9，含泥量不大于2 %， 单级最大压碎指标小于25%。2)型式检验包括表面密度、堆积密度、空隙率、有害物质含量、碱活性等项目，具体指标应符合GB/T14684-2001《建筑用砂》的相关规定。混凝土配合比设计1、混凝土原材料的选择1)机制砂。配制C50超高泵送混凝土的机制砂，其质量必须满足5. 2. 1条款的要 求。2)碎石。碎石采用5mm 25mm的连续级配的优质碎石，加工碎石的母岩抗压强度 与混凝土强度等级之比不小于2，且碎子压碎指标值小于12%，含泥量小于1%，针片状含 量小于5%，其它指标如有害物质含量、坚固性等需满足GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎 石》和其它行业规范要求，如JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》。碎石进场后需对其 粒径级配、含泥量及压碎指标进行检验，合格后方可使用。3)水泥。水泥应选用质量稳定、旋窑生产的强度等级为52. 5或52. 5R的硅酸盐水 泥、普通硅酸盐水泥。水泥进场时，应对其强度、安定性及其它必要的性能指标进行复验，其 质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175-1999)的规定。水泥强度富余系数应大 于1. 15，初凝时间应不早于45分钟，终凝时间应不晚于10小时。4)拌和水。拌和用水可用符合国家标准的生活饮用水，也可使用地表水，地下水及 经处理或处置后的工业废水，但必须符合《混凝土拌和用水标准》(JGJ63)的技术规定。5)外加剂。采用机制砂配制超高泵送混凝土，宜优先采用减水率大、坍落度损失小 的缓凝(保塑)高效减水剂。泵送剂的减水率不宜小于16%，其缓凝时间以满足设计和现场 施工要求为准。外加剂的品质指标应符合GB8076-1997《混凝土外加剂》和JC473-2001《混 凝土泵送剂》的有关规定，外加剂的应用应符合《混凝土外加剂应用技术规程》(GB50119)的 规定。另每批外加剂在使用前必须用施工配合比作混凝土掺外加剂试验，经试验证明其 掺量及与水泥的适应性均能满足混凝土强度、坍落度损失和凝结时间要求后方可使用。2、配合比设计1)混凝土配合比设计应符合《普通混凝土配合比设计规程》(JTJ55-2000)。2)混凝土配制强度按照下式计算fcu. ο彡fcu. k+1. 645 σ，式中fcu. ο-混凝土配制强度(MPa)，fcu. k-混凝土立方体抗压强度标准值(MPa)，σ-混凝土强度标准差(MPa)，应以同配合比标准试件不少于30组统计资料为准； 若无准确统计标准差时按规范取值为6MPa。3)混凝土砂率控制在38% 45%之间，水灰比为0. 34 0. 38之间，水泥用量不 宜超出500kg/m3。4)混凝土坍落度控制在180_ 200_之间。5) C50机制砂超高泵送混凝土设计配合比见表5. 2. 2-1。C50机制砂超高泵送混凝土配合比表5. 2. 2-1 混凝土的拌和1、混凝土拌和采用电子自动计量拌和站集中拌和，拌和计量以质量计，其偏差应 符合表5. 2. 3-2要求。混凝土拌和计量允许偏差表5. 2. 3-2 2、计量设备应具有法定计量部门签发的有效合格证书，正式称量之前，应对计量 设备进行零点校核。3、混凝土拌和时间为120s 150s。4、混凝土每30m3取样一次，检测混凝土的坍落度。当测定坍落度与设定坍落度超 过士30mm时，应查明原因，并处理解决后才能继续搅拌生产。检测坍落度时，还应观察混凝 土的粘聚性和保水性。5、当测定的集料含水率有变化时，应及时调整集料和水的用量。混凝土运输1、混凝土的运输采用混凝土运输车和输送泵进行。2、混凝土在运至浇筑地点后，不离析、不分层、组成成分不发生变化，并能保证施 工所必需的坍落度。如混凝土拌合物出现离析或分层现象，应对混凝土拌合物进行二次搅拌。3、混凝土搅拌运输车在运输途中，拌筒以1 3转/min速度不停地进行搅动，运 到现场卸料前应使拌筒搅拌1 2min后再卸料。4、混凝土运至指定卸料地点时，应检测其坍落度，所测坍落度值符合施工要求。5、采用泵送混凝土时，应保证混凝土泵的连续工作，受料斗内应有足够的混凝土， 泵送间歇时间不宜超过15min。6、混凝土输送管铺设要直、短、平，输送泵入口水平管至少15m，输送管每隔3m应 固定。夏季施工时，输送管必须采用麻袋覆盖并浇水降温。7、输送泵每次在泵送混凝土前，泵机先试运行。保证正常后泵送清水湿润管壁，并 检查是否有渗漏，有渗漏时应及时处理。无渗漏再泵送与混凝土同标号的水泥砂浆润滑管 壁，水泥砂浆不得泵入浇注混凝土仓面，最后泵送拌制的混凝土。8、混凝土泵送初始时，应慢速泵送，待泵送顺利后，再用正常速度泵送。混凝土泵 送速度要均勻连续，必要时可降低混凝土的泵送速度。若停泵时间过长，应每隔3 5min 开泵一次，防止料斗内的混凝土沉淀离析。9、混凝土必须在初凝之前泵送并捣固完毕，为了防止混凝土输送泵在泵送过程中 出现故障致使结构混凝土出现工作缝，每次浇注混凝土前，必须铺设两条输送管路，配置两 台输送泵。10、混凝土泵送施工完毕后，及时清洗搅拌车、输送泵机、输送泵管、串筒等。混凝土浇筑混凝土的浇筑应满足有关施工规范和设计要求，如《混凝土结构工程施工及验收 规程》(GB50204)、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)等。混凝土养护1、混凝土养护时应控制混凝土处在有利于硬化及强度增长的温度和湿度环境中。 使硬化后的混凝土具有必要的强度和耐久性。2、施工单位应根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂以及对混凝土性能的要求， 提出具体的养护方案，并应严格执行规定的养护制度。3、机制砂混凝土的养护应注意早期养护，以防止机制砂混凝土的塑性收缩和干燥 收缩裂缝。4、机制砂混凝土浇注完成后，应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。在炎热天气 浇注的混凝土，有条件的可在浇注完成后立即加设棚罩，待收浆后再予以覆盖湿麻袋、湿棉 毡和洒水养生。混凝土面有模板覆盖时，应在养护期间经常使模板保持湿润。5、有条件的情况下尽量采用洒水养护，根据每天的气候条件，施工单位确定养护 期间每天的洒水间隔时间，并形成记录。当采用塑料薄膜或养护剂时，应经常检查薄膜或养 护剂的完整情况和混凝土的保湿效果。养护剂应符合《水泥混凝土养护剂》JC901-2002的 有关规定。6、机制砂混凝土养护用水的条件与拌和用水相同。7、机制砂混凝土的洒水养护时间，可根据空气的湿度、温度和水泥品种及掺用的 外加剂等情况，酌情延长或缩短。8、在冬季或夏季应制定专门的养护措施，冬季有条件的尽量采用蒸汽养护。
材料与设备1 材料使用的具体材料见表6. 1-1表6. 1-1 2机具设备使用的机具设备见表6. 2-2表6. 2-2
实施例1 中铁二十局集团四公司负责施工的贵州省崇遵高速公路韩家店I号特 大桥，是国道主干线重庆至湛江公路贵州省境内崇溪河至遵义高速公路的重点控制性工 程。贵州省崇遵高速公路韩家店I号特大桥主桥墩身和箱梁共有C50混凝土 28390m3，箱梁 顶面距墩底地面高差为98m。若用河砂配制C50泵送混凝土，则需从四川购买，运至工地需 210元/m3。而采用当地石质优良的石灰岩生产的机制砂进行配制，而成本价为30元/m3。 这与采用河砂相比，节约资金近230万元。自2003年7月10日开工至2005年11月20日竣工。该桥主桥为(122+210+122) m的连续刚构，箱梁顶宽22. 5m，底宽11m，梁高由12. 5m渐变为的3. 5m，最高墩79. 66m，梁顶 面距地面高度达98m，墩身与箱梁均为C50混凝土。采用本工法施工的C50机制砂超高泵 送混凝土，不离析、不泌水，和易性和可泵性好(泵送高度98m+水平距离200m)，强度、弹性 模量均满足设计要求。全桥施工完成后，未出现任何裂缝，成桥线型美观。后经荷载试验表 明，桥梁内力和挠度均符合设计要求。成型后的大桥主桥墩身和箱梁线形美观，工程质量优良，受到业主、质检站、省交 通厅的高度评价，在全桥施工过程中未出现一例质量、安全事故，为企业创造了良好的信 誉，社会效益显著。实施例2 重庆市湘渝高速公路D19合同段干溪沟2号特大桥空心薄壁高墩和连 续箱梁的施工采用C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，在机制砂和河砂的差额上，相比 节约资金近190万元。重庆市湘渝高速公路D19合同段干溪沟2号特大桥，是湘渝高速公路的重点控制 工程，自2006年4月开工至2008年12月竣工。该桥是一座大跨度变截面连续箱梁刚构桥， 主墩为双肢空心薄壁高墩，全桥共有4个主墩，其中左幅5#墩高83. 6m, 6#墩高83. 71m,右 幅6#墩高91. Ilm, 7#墩高91. 8m,墩身与箱梁均为C50混凝土。采用本工法施工的干溪沟 2号特大桥墩身和箱梁，未出现任何安全、质量问题，线形美观，质量优良。在施工中经业主、质检站的多次检查，均未出现任何质量和安全问题，受到了高度 的评价，在重庆市场取得了良好的信誉。实施例3 昭待高速公路D16合同段毛家村2号特大桥，位于云南省会泽县毛家村 水库库区，是全线的重难点工程之一，自2005年3月开工至2007年10月竣工。昭待高速 公路D16合同段毛家村2号特大桥，大跨度变截面连续刚构箱梁施工采用C50机制砂超高 泵送混凝土施工工法，在机制砂和河砂的差额上，相比节约资金近200万元。箱梁施工完成 后，未出现任何质量问题，质量优良。该桥跨越水库中部一岔沟，桥跨组合为82m+146m+82m，为大跨度变截面连续刚构 箱梁桥，两主墩均位于水库中，设计采用高桩承台基础。在变截面连续刚构箱梁的施工中采 用了 C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，应用本工法，成型后的箱梁线形美观，未出现一 例质量和安全问题，取得了良好的经济效益和社会效益。
权利要求
一种C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，其特征在于，包括以下步骤h.机制砂加工母料选择；i.机制砂加工；j.机制砂检验；k.混凝土配制；l.混凝土拌合及运输；m.混凝土浇筑；n.混凝土养生。
2.根据权利要求1所述C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，其特征在于，所述步骤 a机制砂加工母料选择，进一步包括选择饱和极限抗压强度大于等于90Mpa的岩石作为机 制砂加工母料。
3.根据权利要求1所述C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，其特征在于，所述步骤b 机制砂加工，进一步包括1)进料口设置振动给料机，用于防止大量的泥块与软弱岩石同时进入破碎机；2)制砂过程经过三级破碎，前两级粗破采用鄂式破碎机，第三级破碎采用立式冲击高 细破碎机；3)粗破后的5mm以下的颗粒经过振动筛除去，不进入三级破碎的料仓；4)制砂中机制砂的石粉采用洗砂机进行水洗除粉；5)制砂中用的成砂振动筛的最大筛孔直径为4mm，并根据在制砂程中的磨损以及机制 砂质量的变动情况，及时进行更换；6)加工好的机制砂每小时抽样1次，并确保在连续10次抽样检测中，至少有9次的细 度模数与10次的平均值相差不大于0. 2。
4.根据权利要求1所述C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，其特征在于，所述步 骤c机制砂检验，进一步包括所述机制砂采用中砂，2. 5mm筛孔累计筛余量不大于15%，0.315mm筛孔累计筛余量在85% 92 %之间，细度模数为2. 6 2. 9，含泥量不大于2 %，单 级最大压碎指标小于25%。
5.根据权利要求1所述C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，其特征在于，所述步骤 d混凝土配制，进一步包括采用5mm 25mm的连续级配的优质碎石，加工碎石的母岩抗压 强度与混凝土强度等级之比不小于2，且碎子压碎指标值小于12 %，含泥量小于1 %，针片 状含量小于5% ；水泥选用强度等级为52. 5或52. 5R的硅酸盐水泥，其强度富余系数大于1.15，初凝时间不早于45分钟，终凝时间不晚于10小时。
6.根据权利要求1所述C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，其特征在于，所述步骤e 混凝土拌合及运输，进一步包括混凝土拌和时间为120s 150s ；混凝土的运输采用混凝 土运输车和输送泵进行，采用输送泵送混凝土时，所述输送泵连续工作，输送泵泵送间歇时 间不超过15min。
7.一种机制砂加工方法，其特征在于，包括以下步骤1)进料口设置振动给料机，用于防止大量的泥块与软弱岩石同时进入破碎机；2)制砂过程经过三级破碎，前两级粗破采用鄂式破碎机，第三级破碎采用立式冲击高 细破碎机；3)粗破后的5mm以下的颗粒经过振动筛除去，不进入三级破碎的料仓；4)制砂中机制砂的石粉采用洗砂机进行水洗除粉；5)制砂中用的成砂振动筛的最大筛孔直径为4mm，并根据在制砂程中的磨损以及机制 砂质量的变动情况，及时进行更换；6)加工好的机制砂每小时抽样1次，并确保在连续10次抽样检测中，至少有9次的细 度模数与10次的平均值相差不大于0. 2。
8.一种机制砂检验方法，其特征在于，包括以下步骤所述机制砂为中砂，2. 5mm筛孔 累计筛余量不大于15%，0. 315mm筛孔累计筛余量在85% 92%之间，细度模数为2. 6 2. 9，含泥量不大于2 %，单级最大压碎指标小于25 %。
9.一种混凝土配制方法，其特征在于，包括以下步骤采用5mm 25mm的连续级配的 优质碎石，加工碎石的母岩抗压强度与混凝土强度等级之比不小于2，且碎子压碎指标值小 于12%，含泥量小于1%，针片状含量小于5% ；水泥选用强度等级为52. 5或52. 5R的硅酸 盐水泥，其强度富余系数大于1. 15，初凝时间不早于45分钟，终凝时间不晚于10小时。
10.一种混凝土拌合及运输方法，其特征在于，包括以下步骤混凝土拌和时间为 120s 150s ；混凝土的运输采用混凝土运输车和输送泵进行，采用输送泵送混凝土时，所 述输送泵连续工作，输送泵泵送间歇时间不超过15min。
全文摘要
本发明公开了一种C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，包括以下步骤机制砂加工母料选择；机制砂加工；机制砂检验；混凝土配制；混凝土拌合及运输；混凝土浇筑；混凝土养生。所述步骤机制砂加工母料选择，进一步包括选择饱和极限抗压强度大于等于90MPa的岩石作为机制砂加工母料。本发明C50机制砂超高泵送混凝土施工工法，采用的主要材料为水泥、机制砂、碎石、水、外加剂，其主要材料的使用均符合国家节能工程的相关要求，采用机制砂替代传统的河砂，可减少因大量河砂的开采造成水土的流失，减少对河床的损害，而机制砂又可利用生产碎石的废料来生产，可节省能源。
文档编号E04G21/02GK101922236SQ20101023240
公开日2010年12月22日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者周玉兵, 王树文, 肖红武, 高峰立 申请人:中铁二十局集团第四工程有限公司