水工混凝土大粒徑泵送混凝土可泵性探討

摘要：從室內(nèi)優(yōu)選配合比，到現(xiàn)場調(diào)整施工配合比對比看，大粒徑泵送混凝土相對于常規(guī)二級配混凝土更加經(jīng)濟合理。但大粒徑泵送混凝土在施工過程中常會遇到堵管、卡管現(xiàn)象，從而既影響施工又造成浪費。文章通過研究大粒徑泵送混凝土的原材料制備、混凝土運輸及入倉等一套完整的工藝流程，以及混凝土輸送泵各相關施工工藝參數(shù)的調(diào)整，同時調(diào)整配合比，驗證該施工工藝生產(chǎn)的泵送混凝土的可泵性。

關鍵詞：三級配泵送；配合比調(diào)整；施工工藝；輸送泵管徑；骨料最大粒徑

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）21-0155-02

1概述

由于水工混凝土很多部位都為大體積混凝土，為了保證混凝土澆筑質量，減少混凝土表面開裂等危害出現(xiàn)，開展大粒徑泵送混凝土研究勢在必行。在施工過程中，盡可能用粗骨料和選用大粒徑，從而最大限度降低水泥等膠凝材料用量，從而控制大體積混凝土內(nèi)部的水化熱。確保在相同水灰比情況下，大粒徑泵送混凝土比常規(guī)二級配泵送混凝土水泥等膠凝材料用量降低，每方約30 kg。這樣一方面節(jié)約了成本，降低了大體積混凝土內(nèi)部的水化熱，同時也最大限度地避免了混凝土由于內(nèi)部和表面溫差所產(chǎn)生的收縮，確保了工程施工質量。泵送混凝土的一個最重要的性能就是要保障混凝土輸送泵對泵送混凝土可泵性的要求，只有滿足了這一要求，才能保證混凝土的順利施工。一般，泵送混凝土泵送不順暢，主要是泵管中的粗骨料集后在管路中形成的粗骨料堆的直徑幾乎為泵管的管徑，在泵送壓力小于骨料顆粒間的摩擦力時就會造成堵塞，致使?jié)仓豁槙?。當輸送管中有幾顆粗骨料占據(jù)在同一截面且形成一個緊固的整體時，泵送混凝土就堵住管道。假如有幾顆粗骨料在同一個截面上，其中最大粒徑Dmax

2大粒徑泵送混凝土現(xiàn)場施工配合比的調(diào)整

2.1選擇與水泥相容性好的適宜的外加劑

泵送混凝土必須粘聚性好、流動性好、保塌性好。只有這樣的混凝土才能保證混凝土的可泵性。由于泵送混凝土的特點，在混凝土配制過程中需要摻入適量的外加劑，要求具備緩凝保塌、增塑、高效減水等性能。根據(jù)目前市場現(xiàn)有各種外加劑使用效果，推薦優(yōu)先選用聚羧酸類泵送劑。由于我們常用的萘系外加劑在大用水量情況下，極易使混凝土拌合物漿體與粗骨料分離，從而使得漿體材料不能起到充分的潤滑作用，造成泵送混凝土工作性差，進而導致混凝土堵塞管道現(xiàn)象。然聚羧酸類外加劑則具備良好的增塑性、高減水率和保塌性，從而能避免混凝土在運輸過程中的塌落度損失，增強泵送混凝土現(xiàn)場的可施工性，確保了施工進度和質量，減少浪費。真正從進度、質量及經(jīng)濟效益等各方面凸顯優(yōu)勢。

2.2粗骨料比例的合理選擇

為了盡可能降低骨料用量中粗骨料的平均粒徑，合理選擇粗骨料中各種粒徑的適宜比例，提高骨料破碎時的利用率和降低成本，通過現(xiàn)場試驗，盡可能地增加骨料最大粒徑的用量，從而觀察骨料最大粒徑用量的增加對混凝土泵送的影響。依據(jù)室內(nèi)設計的配合比，小石：中石：大石=20‥40‥40，根據(jù)現(xiàn)場混凝土泵送施工情況，出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，調(diào)整為小石‥中石‥大石=30‥40‥30時混凝土拌合物工作性能最佳，能連續(xù)泵送。在擋墻底板泵送施工中沒有出現(xiàn)堵泵現(xiàn)象。本試驗選用TL-J、AK-1和HSC聚羧酸高性能緩凝減水劑，引氣劑采用K12拌制泵送混凝土，選定的配合比參數(shù)見表1，拌和物性能試驗成果見表2。

就室內(nèi)混凝土拌和物情況看，石子組合比例為：小石‥中石‥大石=30‥40‥30時，混凝土拌和物性能良好，當施工現(xiàn)場條件允許情況小優(yōu)先推薦試驗石子比例。在單位用水量和粗骨料級配相同情況下，三種聚羧酸高性能緩凝減水劑拌制的混凝土拌和物流動性均較好，都能滿足現(xiàn)場泵送施工要求。

2.3砂率的合理調(diào)整

由于泵送混凝土對混凝土粘聚性能的要求，為了減少因流動性大容易產(chǎn)生的骨料分離及離淅現(xiàn)象，保障混凝土工作性要求，砂率是至關重要的因素。合理的砂率直接影響到泵送混凝土的可泵性。砂率過大，用水量及水泥粉煤灰等膠凝材料用量增加；砂率過小，漿體材料不足以填充粗骨料的空隙并包裹粗骨料，骨料之間缺乏膠結力。因而適量加大砂率，可增加拌和物包裹性從而改善泵送混凝土的粘聚性。在單位用水量一定的條件下，能使拌和物獲得更大的流動性，同時具備良好的粘聚性和保水性。

泵送混凝土由于漿體材料對管壁的充分潤滑，并使粗骨料懸浮于其中，從而使泵送混凝土在泵機的作用下沿泵管流動。通過多次的現(xiàn)場試驗證明，當細骨料砂料中通過0.315 mm篩孔的量小于10%時容易發(fā)生堵塞甭管的現(xiàn)象。所以好的泵送混凝土對砂顆粒級配要求其通過0.315 mm篩孔的量應大于等于15%。通過0.16 mm篩孔的量應大于等于5%。

3調(diào)整后的大粒徑泵送混凝土各項性能

3.1室內(nèi)混凝土塌落度損失試驗

為了驗證泵送混凝土拌和物的可泵性能，以確?，F(xiàn)場混凝土澆筑的順利進行，按照表2中配合比參數(shù)進行室內(nèi)塌落度損失試驗，試驗成果詳見表3。

從泵送混凝土拌和物塌落度損失試驗成果可以看出，摻聚羧酸高性能緩凝減水劑拌制的大粒徑泵送混凝土拌和物流動性相對較好，塌落度損失較小，基本能滿足泵送混凝土現(xiàn)場施工要求。

3.2調(diào)整后的大粒徑泵送混凝土性能試驗成果

現(xiàn)場抽取混凝土拌和物試樣，在室內(nèi)進行各項性能試驗，試驗成果見表4。

從試驗成果可以看出，大粒徑泵送混凝土的力學性能及耐久性均能滿足設計要求。

4結語

①大粒徑泵送混凝土配合比，在現(xiàn)場原材料級配按室內(nèi)試驗要求控制的前提下，基本能滿足相應的施工工作性及力學性能、耐久性設計指標要求。

②在混凝土輸送泵各項參數(shù)均能滿足泵送要求，粗骨料大石含量30%情況下，大粒徑泵送混凝土基本能滿足施工要求，確保連續(xù)泵送，所拌制的混凝土各項力學性能及耐久性指標均能滿足設計要求。綜合言之，從現(xiàn)場施工和效益的角度看，大粒徑泵送混凝土具備常規(guī)二級配泵送混凝土的施工性能，比二級配泵送混凝土更加經(jīng)濟，對保證工程質量，降低工程造價有著重大意義。

③根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗及相應規(guī)范要求，大粒徑泵送混凝土骨料最大粒徑不能大于泵管直徑的1/3，即泵送混凝土輸送管徑應大于3倍最大骨料的粒徑，則大粒徑三級配泵送混凝土的輸送泵管管徑宜大于240 mm。

④為確保澆筑質量，在現(xiàn)場施工中應嚴控原材料質量，按要求隨時觀察骨料級配的變化及超遜徑含量，砂要求通過0.315 mm篩孔的量不少于15%，通過0.16 mm的量不小于5%。

⑤根據(jù)施工現(xiàn)場氣溫的變化，在粗顆粒級配合理情況下，保證水灰比不變，根據(jù)施工需要調(diào)整施工配合比，保證泵送混凝土施工的連續(xù)性穩(wěn)定性，大粒徑泵送混凝土澆筑同樣是可行的。

參考文獻：

[1] 田亮.大花水水電站碾壓混凝土工藝性試驗研究[J].科技促進發(fā)展(應用版)，2010，(8).