泵送混凝土施工技術研究

劉成君

[摘 要]泵送混凝土是在混凝土輸送泵的壓力推動下將混凝土沿管壁向前推動的。由于其輸送方法的特殊性，要求混凝土拌合物必須具備有別于普通混凝土的特殊性質，即可泵性。本文從原材料選擇、配合比設計上對可泵性砼的施工進行研究。

[關鍵詞]泵送砼 原材料選擇 配合比設計

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0204-01

泵性良好的混凝土拌合物應該具備下列特點：較高的流動性；運輸時塌落度損失??；粘聚性好，在泵的壓力下混凝土不離析、不泌水；較高的水泥砂漿含量以降低輸送過程中混凝土與管壁的摩擦力。由于泵送混凝土所具有的特殊性能，在原材料選擇、配合比設計上也應采取一些特殊的方法與措施。

1. 原材料選擇

1.1選擇粗骨料時主要考慮石子的種類、最大粒徑與顆粒級配。它們對混凝土的可泵性影響較大?；炷猎诒霉苤械牧鲃?，除了要克服自身的重力，還要克服混凝土與泵管之間的摩擦力。從這個意義上說，采用卵石比采用碎石更為有利。卵石在自然界的長期形成過程中，表面光滑并趨于圓形，各種粒徑的顆粒比例適當，所需水泥砂漿量較少。碎石表面棱角多，細粉料及小顆粒含量較少，還往往含有針片狀顆粒，容易造成泵送困難，所需砂漿量也較多。另外，當泵管直徑已選定時，采用卵石還可以使用較大粒徑的石子。以輸送管直徑l00mm為例，如采用碎石，可選最大粒徑為32mm；如采用卵石，可選最大粒徑為40mm，選用大的粒徑的石子還能降低水泥用量，又相應降低了混凝土的成本與水泥的水化熱。

粗骨料的最大粒徑與泵管的標稱內徑有關。鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范規(guī)定：“碎石最大粒徑與輸送管內徑之比，宜小于或等于1：3，卵石宜于或等于1：2.5。”粗骨料粒徑也應符合上述規(guī)范中“不得大于結構截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋最小凈距的3/4的規(guī)定。”

粗骨料的表面質地也影響泵送效果。如粗骨料是表面多孔質地疏松的材料，那么，混凝土拌合物在壓力作用下，水分將大量進入骨料內部，拌合物在整體上將變得粗糙干澀，砂漿層與管道內壁之間因失去潤滑膜而使混凝土難以泵送。這種情況在配制輕骨料泵送混凝土時表現(xiàn)的尤為典型。

粗骨料的顆粒級配對混凝土的泵送性能影響很大。在所選定的公稱粒徑范圍以內，粗骨料的顆粒級配應符合《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》的規(guī)定，嚴禁超規(guī)格大顆粒石子混入粗骨料中。對于運至施工現(xiàn)場的石子應做篩分試驗，如連續(xù)級配不符合要求，可以采用單粒級骨料自行配合。級配良好的粗骨料空隙小，所需水泥砂漿也較小，不僅有利于泵送施工，經(jīng)濟上也是合理的。

1.2細骨料在泵送混凝土中的作用，除了作為粗骨料空隙中的填充料使混凝土進一步密實外，還與水泥、外摻混合材料、外加劑與拌合用水一起組成水泥砂漿。水泥砂漿在混凝土泵送過程中起著潤滑劑的作用，使混凝土利于泵送。因此，細骨料比粗骨料更能影響混凝土的泵送性能。在砂子的品質指標中，主要應控制顆粒級配。泵送混凝土中的細骨料以采用中砂為宜，通過0.315mm篩的顆粒含量約為20%-30%，其中通過0.160mm篩的細粉含量約為8%-20%。

1.3如果混凝土中粒徑在0.160mm以下的細粉料含量不足，可以采用外摻混合料的方法予以補充。根據(jù)經(jīng)驗，每m3混凝土中水泥和粗細骨料中通過0.315mm篩孔的微粒含量之和不少于450kg或每m3 混凝土中的砂漿體積不小于0.6m3時，混凝土的泵送性能最好?？梢允褂梅勖夯已a充細粉料的不足。I級粉煤灰中0.080mm以下顆粒約站90%，即使未經(jīng)磨細的Ⅲ級粉煤灰，其0.080mm以下的顆粒也含有約 70%。粉煤灰在普通混凝土中的應用是一項比較成熟的技術，泵送混凝土從本質上說僅僅是采用了特殊輸送工藝的普通混凝土而已。在泵送混凝土中采用粉煤灰可以取得以下綜合效果：粉煤灰微粒的球狀玻璃體結構可以改善混凝土的和易性，提高混凝土的可泵性；激發(fā)水泥的二次水化反應，節(jié)約水泥或提高混凝土強度；降低水泥水化熱，延緩水化熱高峰的到來，利于高溫季節(jié)施工與大體積混凝土施工。粉煤灰取代水泥一般以控制在10%-15%為宜。超量取代的粉煤灰應從砂子總量中扣除。

1.4泵送混凝土的最大特點是混凝土的高流動性，塌落度的選定與泵送高度有關。當泵送高度在30m以下時，塌落度不得小于120mm，當泵送高度在100m以上時，塌落度不得小于240mm。這個數(shù)值是指混凝土拌合物在輸送泵入口時的塌落度，而泵送混凝土在攪拌機出口處的塌落度值還應考慮混凝土在運輸過程中的經(jīng)時塌落度損失值。這么大的塌落度值只有在使用外加劑的情況下才能實現(xiàn)。從某種意義上說，只有混凝土外加劑的廣泛應用才使混凝土的泵送成為可能。

泵送混凝土中所使用的外加劑主要是混凝土泵送劑。泵送劑是指能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。根據(jù)不同的耐久性要求、工藝要求與不同的施工環(huán)境，有時還應在泵送劑中使用減水劑、緩凝劑、早強劑、防凍劑、流化劑等成分制成復合泵送劑。

2. 配合比設計

（1）設計等級低于C20的混凝土不宜采用泵送施工。如果采用外摻混合料，如粉煤灰、沸石粉來改善混凝土的泵送性能時，應注意混凝土早期強度較低的弱點。必要時，應摻以早強劑并應失制煤灰的摻量。

（2）水膠比及膠結材料總量不僅影響混凝上的強度及耐久性，而且也影響混凝土的可泵性，水膠比過大或膠結材料過少的混凝土保水性較差，壓力下易離析泌水，混凝土中的水泥砂漿層與管道之間摩擦阻力較大。水膠比過小或膠結材料過多，混凝土過于粘稠，也會增大與管壁的摩擦力。一般來說，水膠比宜控制為0.45-0.60或膠結材料總量宜控制為 300-450kg/m3。

（3）粗骨料最大粒徑的選擇既要參照篩送管徑確定，也應依據(jù)結構截面與鋼筋凈距的厚則，并應隨泵送高度的變化遞減。骨料最大粒徑與輸送管徑之宜控制在1：3-4，應嚴格控制粗骨料中針、片狀顆粒含量。注意避免使用含堿骨料。

（4）除水泥與外摻混合料以外，細骨料是顆粒直徑在0.315mm以下微粒的主要來源，因此，細骨料應選用中砂，高等級混損土嚴禁采用細砂與特細砂。通過0.315mm篩的顆?？偤恳丝刂圃?50kg/m3左右。

（5）泵送棍凝土砂率可比普通混凝土提高5%左右。在常用的混凝土標號范圍內，砂率一般為38%-43%，混凝土設計等級較高或水泥含量較大者宜采用較小值，反之，則采用較大值。

（6）根據(jù)施工和易性的要求，混凝土用水量可以略大于普通混凝土，但嚴禁單獨采取加大用水量的方祛提高混凝土的流動度?？梢酝ㄟ^選擇泵送劑的性能或調整泵送劑的摻量來控制用水量。如提高泵送劑摻量，應先進行試配，以測定混凝土的各項力學性能與耐久性能。

在夏季，應優(yōu)先采用水化熱較低的水泥，如礦渣水泥，配制泵送混凝土。如不得不采用高水化熱水泥時，必須采用沸石粉或粉煤灰降低水化熱，對于砂石骨料，可以采用遮陽、灑水的方法，以降低骨料溫度。也可以將施工安排在氣溫相對較低的夜間進行。在有條件的地方，還可以在拌和用水中摻人一些經(jīng)過粉碎的冰塊。所有這些措施，都能明顯地降低混凝土的溫度，減小混凝土的塌落度損失。

在冬季，應優(yōu)先采用水化熱較高的水泥，如普通硅酸鹽水泥。砂石可在室內儲存或通入蒸汽進行加熱。不論是采用加熱骨料還是機熱拌和水的方法，都應注意防止因混凝土過熱造成混凝土假凝，以致無法進行泵送施工。

3.結束語

近年來，泵送混凝土技術在我國發(fā)展較快，混凝土自原材料進場至泵送入模內的全部過程涉及到許多工種、工序、技術和設備，其中任何一個環(huán)節(jié)要嚴格控制，否則都可能導致施工出現(xiàn)異常和問題。