桥梁工程大体积泵送混凝土的
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交通建设
桥梁工程大体积泵送混凝土的研究
张元钦
（广东东莞 523000）
摘 要：主要介绍了桥梁工程中大体积泵送混凝土的相关研究，并给出了粉煤灰在桥梁工程大体积泵送混凝土的施工过程中的应用， 有利于我国桥梁工程的发展，尽可能地减少由于水泥水化放热而导致的温度裂缝等问题。 关键词：桥梁工程；大体积混凝土；泵送
通过实验我们得到，不同粉煤灰掺入量与超代系数情况下
的混凝土配合比以及配制混凝土的性能如表 1 所示。
表 1 混凝土材料配合比
混凝土材料的用量
取代 超代 坍落 抗压强度
Baidu Nhomakorabea序号 水泥 粉煤灰 砂 石 水 外加剂 率 系数 度 7d 28d 60d
1 377 0 702 1061 196 1.88 0 - 165 26.1 35.4 38.1
112 广东科技 ２０１３．４． 第 ８ 期
水化热以及温度裂缝等现象，所以，用粉煤灰来取代混凝土中
与一般情况下的钢筋混凝土相比，桥梁工程大体积泵送混 凝土不仅用量较多，而且工程的施工条件较为复杂，施工的质 量以及施工的技术要求较高。在桥梁工程中，大体积泵送混凝 土不仅需要具有足够的强度、刚度以及稳定性，还需要符合工 程施工中对于整体性以及耐久性的要求。随着我们国家桥梁工 程的不断发展，现代桥梁工程大多向着大型化、机械化以及重 载化的施工方向发展，这就迫使桥梁工程中使用的混凝土材料 必须具有较高的性能，从而满足工程强度的需求。与此同时，桥 梁的设计施工人员还需要考虑到大体积泵送混凝土由于水泥 水化放热的特点而导致的温度裂缝等问题，通过多次实验研 究，在确保大体积泵送混凝土强度以及刚度的前提下，可以在 桥梁工程大体积泵送混凝土中掺入一定剂量的粉煤灰来取代 一部分水泥。我们知道，粉煤灰具有一定程度的微集料效应、形 态效应以及活性效应，能够改善混凝土拌合物的特性，降低由 于水泥水化放热而导致的温度裂缝，有利于桥梁工程的建设与 施工，具有较高的经济效益。
按照表 1 的配合比对混凝土进行试拌，除了 1 号的拌合物 具有离析和泌水之外，其他 2~7 号的拌合物均具有比较好的粘 聚性以及保水性，并且没有分层离析的现象出现，所以说，在混 凝土中掺入一定程度的粉煤灰能够提高混凝土的工作性能。
由表 1 我们还可以知道： （1）在混凝土中掺入一定剂量的粉煤灰，所得到的 7d 的强 度都处于基准混凝土强度之下，而 28d 的强度和基准持平，60d 的强度都高于基准的混凝土，同时，在掺入一定剂量的粉煤灰 以后，混凝土抗压强度的增长时间要高于基准的混凝土。我们 知道，当粉煤灰处于早期时，其基本上不会参与进水化过程，其 对于混凝土强度的作用主要体现于它所具有的微集料的密实 化效应之上。由于使用了粉煤灰来取代混凝土中的一部分水 泥，混凝土早期的水化产物总量发生了降低，粉煤灰所具有的 微集料的密实化效应无法在一定程度上弥补由于补水化产物 的降低而导致的强度的减少，所以，表中 2~7 号的混凝土在早 期时，其强度都低于基准的混凝土。而在后期时，由于粉煤灰开 始大量地发生水化现象，因此，掺入了粉煤灰的混凝土，其后期 所具有的强度得到了迅速地增长，甚至超过基准的混凝土。 （2）从表 1 我们可以看出，当取代率相同而超代系数不一 样时，随着超代系数的提高，混凝土的早期以及后期所具有的 强度都出现提高的趋势。由于在对配合比进行设计的过程中采 用的是超量取代法，并且当超代的系数越大，混凝土中掺入的 粉煤灰越多时，微集料的密实化效应以及化学效应就会越显 著，混凝土所具有的强度也就得到提高，因此，从确保混凝土所 具有的强度方面来分析，超代系数的取值应为 1.5。 （3）从表 1 还可以看出，当超代系数一样而取代率不一样 时，随着取代率的不断提高，混凝土所具有的抗压强度将出现 逐渐地降低，因此，从强度方面分析，取代率最好不要太大。但 是，对于大体积泵送混凝土来说，如果取代率太小，将无法减少
2 320 74 681 1061 196 1.97 15 1.3 160 21.2 33.1 40.2
3 320 80 674 1061 196 2.00 15 1.4 170 22.3 34.2 41.3
4 320 86 666 1061 196 2.03 15 1.5 165 24.7 37.7 44.8
2 桥梁工程大体积泵送混凝土的试验结果以 及分析
2.1 桥梁工程大体积泵送混凝土所具有的配合比以 及性能
一般情况下，粉煤灰颗粒的外层是由一些具有高度致密性 的玻璃质外壳包裹而成，因此，粉煤灰的表面具有较高的结晶 程度，并且性质较为稳定，不会发生水化。当在大体积泵送混凝 土中掺入较大剂量的粉煤灰时，混凝土早期的强度就会越低， 对于桥梁工程的施工不利；而如果粉煤灰的掺入量过低时，将 无法达到降低水化热的目的，所以，明确大体积泵送混凝土中 需要掺入的粉煤灰的剂量，也就是明确粉煤灰取代水泥在混凝 土中的百分率以及超量取代的系数，这就成为了桥梁大体积泵 送混凝土进行配合比设计的主要问题。
5 302 98 674 1061 196 2.00 20 1.3 150 18.3 31.6 38.2
6 302 105 665 1061 196 2.04 20 1.4 150 21.0 32.7 39.7
7 302 113 656 1061 196 2.08 20 1.5 150 22.2 32.9 42.1
1 桥梁工程大体积泵送混凝土的试验原材料
该试验的原材料主要包括： （1）P.O.32.5R 型水泥。该水泥的初凝时间为 260min，终凝 时间为 360min，其抗压强度 R3 为 28.9MPa，抗压强度 R28 为 46.8MPa，而抗折强度 R3 为 5.7MPa，抗折强度 R28 为 7.4MPa。 （2）河砂。该河砂的细度模数为 2.7，并且属于Ⅱ级配区。 （3）花岗岩碎石。该花岗岩碎石属于 16~31.5mm 的单级配。 （4）Ⅱ级的粉煤灰。该粉煤灰的细度为 11%，具有 99%的需 水量比。 （5）FDN-P 型缓凝泵送剂。该送剂的掺量为粉煤灰和水泥 总量的 0.5%。
桥梁工程大体积泵送混凝土的研究
张元钦
（广东东莞 523000）
摘 要：主要介绍了桥梁工程中大体积泵送混凝土的相关研究，并给出了粉煤灰在桥梁工程大体积泵送混凝土的施工过程中的应用， 有利于我国桥梁工程的发展，尽可能地减少由于水泥水化放热而导致的温度裂缝等问题。 关键词：桥梁工程；大体积混凝土；泵送
通过实验我们得到，不同粉煤灰掺入量与超代系数情况下
的混凝土配合比以及配制混凝土的性能如表 1 所示。
表 1 混凝土材料配合比
混凝土材料的用量
取代 超代 坍落 抗压强度
Baidu Nhomakorabea序号 水泥 粉煤灰 砂 石 水 外加剂 率 系数 度 7d 28d 60d
1 377 0 702 1061 196 1.88 0 - 165 26.1 35.4 38.1
112 广东科技 ２０１３．４． 第 ８ 期
水化热以及温度裂缝等现象，所以，用粉煤灰来取代混凝土中
与一般情况下的钢筋混凝土相比，桥梁工程大体积泵送混 凝土不仅用量较多，而且工程的施工条件较为复杂，施工的质 量以及施工的技术要求较高。在桥梁工程中，大体积泵送混凝 土不仅需要具有足够的强度、刚度以及稳定性，还需要符合工 程施工中对于整体性以及耐久性的要求。随着我们国家桥梁工 程的不断发展，现代桥梁工程大多向着大型化、机械化以及重 载化的施工方向发展，这就迫使桥梁工程中使用的混凝土材料 必须具有较高的性能，从而满足工程强度的需求。与此同时，桥 梁的设计施工人员还需要考虑到大体积泵送混凝土由于水泥 水化放热的特点而导致的温度裂缝等问题，通过多次实验研 究，在确保大体积泵送混凝土强度以及刚度的前提下，可以在 桥梁工程大体积泵送混凝土中掺入一定剂量的粉煤灰来取代 一部分水泥。我们知道，粉煤灰具有一定程度的微集料效应、形 态效应以及活性效应，能够改善混凝土拌合物的特性，降低由 于水泥水化放热而导致的温度裂缝，有利于桥梁工程的建设与 施工，具有较高的经济效益。
按照表 1 的配合比对混凝土进行试拌，除了 1 号的拌合物 具有离析和泌水之外，其他 2~7 号的拌合物均具有比较好的粘 聚性以及保水性，并且没有分层离析的现象出现，所以说，在混 凝土中掺入一定程度的粉煤灰能够提高混凝土的工作性能。
由表 1 我们还可以知道： （1）在混凝土中掺入一定剂量的粉煤灰，所得到的 7d 的强 度都处于基准混凝土强度之下，而 28d 的强度和基准持平，60d 的强度都高于基准的混凝土，同时，在掺入一定剂量的粉煤灰 以后，混凝土抗压强度的增长时间要高于基准的混凝土。我们 知道，当粉煤灰处于早期时，其基本上不会参与进水化过程，其 对于混凝土强度的作用主要体现于它所具有的微集料的密实 化效应之上。由于使用了粉煤灰来取代混凝土中的一部分水 泥，混凝土早期的水化产物总量发生了降低，粉煤灰所具有的 微集料的密实化效应无法在一定程度上弥补由于补水化产物 的降低而导致的强度的减少，所以，表中 2~7 号的混凝土在早 期时，其强度都低于基准的混凝土。而在后期时，由于粉煤灰开 始大量地发生水化现象，因此，掺入了粉煤灰的混凝土，其后期 所具有的强度得到了迅速地增长，甚至超过基准的混凝土。 （2）从表 1 我们可以看出，当取代率相同而超代系数不一 样时，随着超代系数的提高，混凝土的早期以及后期所具有的 强度都出现提高的趋势。由于在对配合比进行设计的过程中采 用的是超量取代法，并且当超代的系数越大，混凝土中掺入的 粉煤灰越多时，微集料的密实化效应以及化学效应就会越显 著，混凝土所具有的强度也就得到提高，因此，从确保混凝土所 具有的强度方面来分析，超代系数的取值应为 1.5。 （3）从表 1 还可以看出，当超代系数一样而取代率不一样 时，随着取代率的不断提高，混凝土所具有的抗压强度将出现 逐渐地降低，因此，从强度方面分析，取代率最好不要太大。但 是，对于大体积泵送混凝土来说，如果取代率太小，将无法减少
2 320 74 681 1061 196 1.97 15 1.3 160 21.2 33.1 40.2
3 320 80 674 1061 196 2.00 15 1.4 170 22.3 34.2 41.3
4 320 86 666 1061 196 2.03 15 1.5 165 24.7 37.7 44.8
2 桥梁工程大体积泵送混凝土的试验结果以 及分析
2.1 桥梁工程大体积泵送混凝土所具有的配合比以 及性能
一般情况下，粉煤灰颗粒的外层是由一些具有高度致密性 的玻璃质外壳包裹而成，因此，粉煤灰的表面具有较高的结晶 程度，并且性质较为稳定，不会发生水化。当在大体积泵送混凝 土中掺入较大剂量的粉煤灰时，混凝土早期的强度就会越低， 对于桥梁工程的施工不利；而如果粉煤灰的掺入量过低时，将 无法达到降低水化热的目的，所以，明确大体积泵送混凝土中 需要掺入的粉煤灰的剂量，也就是明确粉煤灰取代水泥在混凝 土中的百分率以及超量取代的系数，这就成为了桥梁大体积泵 送混凝土进行配合比设计的主要问题。
5 302 98 674 1061 196 2.00 20 1.3 150 18.3 31.6 38.2
6 302 105 665 1061 196 2.04 20 1.4 150 21.0 32.7 39.7
7 302 113 656 1061 196 2.08 20 1.5 150 22.2 32.9 42.1
1 桥梁工程大体积泵送混凝土的试验原材料
该试验的原材料主要包括： （1）P.O.32.5R 型水泥。该水泥的初凝时间为 260min，终凝 时间为 360min，其抗压强度 R3 为 28.9MPa，抗压强度 R28 为 46.8MPa，而抗折强度 R3 为 5.7MPa，抗折强度 R28 为 7.4MPa。 （2）河砂。该河砂的细度模数为 2.7，并且属于Ⅱ级配区。 （3）花岗岩碎石。该花岗岩碎石属于 16~31.5mm 的单级配。 （4）Ⅱ级的粉煤灰。该粉煤灰的细度为 11%，具有 99%的需 水量比。 （5）FDN-P 型缓凝泵送剂。该送剂的掺量为粉煤灰和水泥 总量的 0.5%。