江勇
北京中天恒达工程咨询有限责任公司，甘肃 兰州 730000
摘要：文章以某桥梁工程为例，从原材料制取、泵送技术要点、常见施工问题等方面，探讨了机制砂混凝土泵送技术的运用。结果表明不仅解决了天然砂缺乏的问题，也实现了特殊地形下的混凝土泵送施工，希望为类似工程提供参考借鉴。
关键词：桥梁工程；机制砂；混凝土；泵送技术
机制砂是通过设备加工而成，可以根据不同的工艺要求，将砂子加工成不同的大小和形态。机制砂混凝土的优点，在于工厂化生产，可保证混凝土质量；砂子对混凝土没有负面影响，可提高混凝土的强度等[1]。以下结合笔者实际经验，探讨了机制砂混凝土泵送技术在桥梁工程中的运用。
1．工程概况
以某桥梁工程为例，位于高速公路上，桥梁主跨长度为380 m，采用预应力混凝土箱梁结构；主墩是薄壁空心墩，混凝土强度等级为C50，最高达到70 m。该桥梁工程地势起伏大，由于墩身较高，必须采用泵送混凝土技术。考虑到机制砂混凝土的流动性好、黏度小，拌制后性能比较稳定；且当地缺少天然砂，施工中有大量弃石可用，最终采用机制砂混凝土泵送技术。
2.机制砂混凝土的原材料制取
2.1 母岩要求
机制砂是利用母岩制成，母岩的质量就决定了机制砂的质量。选择母岩毛石时，要求是土层薄、含泥量小、强度高、岩石完整。实际工程中，母岩不能有碱—骨料反应，优先选择干净、坚硬、无风化的白云石、石灰石、玄武岩、黄岗岩等，兼顾质量、经济和环保等要素。
2.2 破碎处理
一般情况下，机制砂的生产工艺是二次粉碎+筛分，这个过程中没有控制石粉含量，没有控制颗粒形状，也没有调整骨料的级配。为了解决这些问题，本工程对机制砂的破碎工艺进行改进，按照除泥→冲击→循环→分离的流程，每个环节均进行2遍，从而提高机制砂的质量和性能。破碎过程中，半成品和成品筒仓均关闭，配合废物回收技术，避免了粉尘污染和水污染，对废物进行有效处理。
2.3 除沙清洗
母岩粗碎前，使用进料机和除沙筛网第一次除沙，将粒径＜30mm的母岩一并去除；然后第二次除沙，将粒径＜10mm的骨料去除。完成两次除沙，即可粗碎，去除土壤和碎石，将骨料的亚甲蓝值（MB）控制在0.5以内[2]。以上工序全部完成，将碎石清洗干净。
2.4 配合比试验
为了突出机制砂混凝土的性能优势，配置过程中应合理控制配合比，适当增加水泥用量，合理使用外加剂，保证混凝土的保水性，避免发生坍落现象。本工程中，经配合比计算和试验，最终确定值见表1。
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3．机制砂混凝土泵送技术要点
3.1 泵送设备
结合本工程的实际情况，机制砂混凝土泵送设备使用HBT80C混凝土泵，管道内径为125 mm，和输送管道之间使用专用管卡连接，泵送高度最大为150 m。除尘系统采用布袋式，以减少现场扬尘，达到清洁施工、环境保护的效果。
3.2 泵管要求
泵管是泵送设备的重要组成，从出料口开始、到进模板仓为止，包括锥管、直管、弯管、软管等。对泵管的要求如下：①泵管架设时要离开地面，安装、拆卸和调整才能方便操作；管道连接处和弯管是薄弱部位，应进行适当固定，避免泵管剧烈摆动，防止发生安全事故。②按照规范要求检修高压管道，尤其是弯头、变截面等部位，应仔细检查，对发生磨损的配件及时更换。③泵送混凝土前，要检查管道的质量，看管道的密封性是否达标，防止出现漏水、喷射等问题。④入仓处的软管，应水平放置或垂直放置，浇筑混凝土时使用绳索牵引，施工人员不能直接接触布料，防止甩尾伤人。⑤根据外界环境温度，调整混凝土的温度，夏季高温时洒水或遮阳处理，冬季低温时进行保温处理，防止混凝土性能改变[3]。⑥同一个管线上，要选择管径相同的泵管，如果存在安全隐患，或者表面凹陷、压力较大，应及时更换管道。
3.3 管道设置
泵送管道现场设置时，技术要点如下：第一，向上泵送混凝土依靠的是压力，为了减小压力，保证混凝土的供应连续性，管道最好按照上坡方向水平布设。第二，垂直布设管道，在停止泵送时，易发生堵管、混凝土逆流等情况，此时可采取的措施是：增加水平管道的布设量，控制好水平管道的长度，不超过总长度的20%；如果效果不佳，在距离出料口3-6m处设置插阀，根据泵送要求开闭插阀，来防止混凝土逆流[4]。第三，管道倾斜向下设置时，在混凝土自重影响下，可能发生自流现象。对此，应控制好混凝土的坍落度，如果坍落度比较大，泵送前可在管道内加入海绵球，承受混凝土的流动压力，防止导管空腔。
4．常见施工问题和处理措施
4.1 逆流压力超限
向高处泵送混凝土时，混凝土的自重会产生逆流压力，随着泵送高度增加，逆流压力也变大。一旦逆流压力超限，就会造成管道堵塞。对此，处理措施有：①在垂直设置的导管下端，设置水平管和泵送设备相连，水平管的长度要达到垂直管道的4倍，且超过15 m，对逆流压力进行平衡。②如果垂直泵送的高度较大，设置水平管无法有效平衡逆流压力，可在泵送管出口处设置弯管，加大混凝土的摩擦力，对逆流压力进行抵消。
4.2 管壁润滑不足
泵送混凝土前，需向地泵内灌水，水量要充满输送管。灌水目的是湿润管道内部，起到润滑效果，防止混凝土堵管。但是，灌水润滑具有一定的弊端，一是操作复杂，二是输送管道长度较大的话，水泥浆会在管壁上不断粘附，因砂浆的流动性变差，反而增加了堵管概率。为了解决这一问题，灌水时可以在水中加入适量水泥，既满足湿润效果，又能避免水泥浆粘附[5]。
4.3 管道密封不严
设置泵送管道时，不论是水平管道、还是垂直管道，均要妥善固定；尤其是接头部位，检查垫圈和管卡是否牢固，防止泵送过程中出现摆动，造成密封不严的情况。对此，要求管理人员指导管道连接，对出现磨损的垫圈、管卡进行更换；连接完成后进行密封检查，评估不同泵送压力对管道密封性的影响；现场监测泵送过程，发现密封不严问题后及时处理。
4.4 混凝土离析
混凝土离析，是影响混凝土性能质量的常见问题，指的是砂浆和骨料相互分离。尤其是在长距离泵送工程中，随着泵送距离变长，机制砂混凝土发生离析的几率也在增加。当砂浆和骨料分离后，两者的泵送速度不同，碎石和机制砂会在管壁聚集，随后引起管道堵塞。针对这一问题，采取的预防措施是：混凝土配合比设计和拌制过程中，水和减水剂的用量不宜过大；泵送中如果发现混凝土离析，返回搅拌站重新拌制，然后在施工现场再次泵送。
5．结语
综上所述，机制砂混凝土具有一定的技术优势，其中原材料制取和泵送设备管道的设置是关键。文章结合工程实例，介绍了机制砂混凝土泵送技术的应用，针对常见施工问题提出解决对策，希望为现场施工提供指导，实现进度和质量管理目标。
参考文献：
[1]钟招娣,吴周伟.桥梁施工中机制砂混凝土泵送技术的应用[J].交通世界,2021(15):64-65.
[2]李绍鹏,吕大为,唐望.低品位细骨料超高层泵送混凝土配制技术与应用[J].混凝土,2021(2):93-95.
[3]李雪强.用机制砂和掺合料双掺配制C55混凝土百米高程泵送悬灌梁施工技术[J].施工技术,2020,49(S1):1402-1404.
[4]张江涛.机制砂混凝土在长距离泵送技术上的应用研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2020(3):158-159.
[5]谢远耀.机制砂混凝土泵送技术在桥梁施工中的应用[J].西部交通科技,2017(5):58-61.