輕骨料混凝土泵送技術(shù)的應(yīng)用研究

劉思巖

（淮安市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，江蘇　淮安　223001）

輕骨料混凝土泵送技術(shù)的應(yīng)用研究

劉思巖

（淮安市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，江蘇淮安223001）

本文針對(duì)泵送輕骨料混凝土的特點(diǎn)，通過(guò)選用輕骨料、摻加礦物摻合料和外加劑，采用相應(yīng)的輕骨料混凝土泵送措施，提高混凝土的工作性能，較好地解決了輕骨料混凝土輕骨料上浮和泵送中易堵泵的問(wèn)題。

輕骨料混凝土；泵送技術(shù)；工作性能；強(qiáng)度

0　前言

輕質(zhì)高性能混凝土是目前混凝土科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)與重點(diǎn)，它具有輕質(zhì)、保溫、隔音、耐火、防潮、耐久等性能，由于其在工程應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到重視。采用泵送施工時(shí)，輕骨料混凝土易發(fā)生分層離析、坍落度損失快以及輕骨料在壓力情況下會(huì)吸收混凝土中的水分而導(dǎo)致泵送困難等問(wèn)題；當(dāng)泵壓降低和消失后，存在于輕骨料孔中的壓縮空氣又會(huì)將輕骨料孔中的水分?jǐn)D出，如這種情況發(fā)生在泵管中，會(huì)導(dǎo)致混凝土拌合物泌水并堵塞泵管，如壓力釋放發(fā)生在澆筑現(xiàn)場(chǎng)，擠出的水分會(huì)包裹在輕骨料表面，影響骨料與水泥石的界面，破壞水泥石和骨料的粘結(jié)，從而影響混凝土的力學(xué)和耐久性能，引起混凝土的強(qiáng)度損失和耐久性變差等問(wèn)題。本研究通過(guò)對(duì)輕骨料的選擇，采用摻入緩凝高效減水劑、礦物摻合料和有機(jī)纖維等技術(shù)手段，配制出高泵送性能輕骨料混凝土，并在泵送過(guò)程中采取適當(dāng)?shù)拇胧?，達(dá)到輕骨料混凝土順利泵送的目的。

1　材料選用

1.1陶粒選用

用頁(yè)巖陶粒（分600 級(jí)與800 級(jí)兩種）和粘土陶粒（600級(jí)）進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)（根據(jù) GB/T17431.1.2—2010《輕集料及其試驗(yàn)方法》測(cè)定），具體指標(biāo)見(jiàn)表1和圖1、2。

根據(jù)圖1、圖2輕骨料吸水率試驗(yàn)，選定800 級(jí)5～20mm 頁(yè)巖陶粒作為泵送輕骨料混凝土的粗集料。

1.2水泥

選用 P·O42.5級(jí)水泥，抗壓強(qiáng)度3d 為26.5MPa、28d 為50.2MPa，比表面積365m2/kg，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量26.8%。

1.3礦物摻合料

粉煤灰：Ⅱ 級(jí)，細(xì)度18.5%，需水量98%，燒失量3.2%。

礦粉：S95級(jí)，活性指數(shù)7d 為78%、28d 為97%，比表面積385m2/kg。

1.4外加劑

緩凝高效減水劑，減水率18%，含固量38%，水泥凈漿流動(dòng)度220mm。

1.5纖維

聚丙烯纖維，長(zhǎng)度9mm，密度 0.95g/cm3，抗拉強(qiáng)度350MPa，彈性模量5.2GPa。

1.6砂

中砂，細(xì)度模數(shù)為2.8，含泥量為 0.5%，表觀密度為2650kg/m3，堆積密度為1560kg/m3。

圖1　常壓下輕骨料吸水率

圖2　不同壓力下輕骨料吸水率

表1　兩種陶粒技術(shù)指標(biāo)

2　混凝土配合比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)

2.1混凝土配合比

在普通輕骨料混凝土配合比的基礎(chǔ)上，采用粉煤灰單摻、粉煤灰與礦粉雙摻、粉煤灰、礦粉與纖維復(fù)摻，使用具有保塑增稠性能的外加劑，陶粒經(jīng)過(guò)預(yù)濕后分別配制輕骨料混凝土，提高混凝土的流動(dòng)性和耐久性；輕骨料的混凝土容重不大于1900kg/m3；由于陶粒具有較強(qiáng)的吸水性，避免泵送輕骨料混凝土用水量較大、坍落度經(jīng)時(shí)損失過(guò)大，陶粒要經(jīng)過(guò)預(yù)濕處理，拌制輕骨料混凝土的坍落度不宜太小，但不能分層離析，避免陶粒上浮，否則不利于泵送。試驗(yàn)配合比見(jiàn)表2。

表2　輕骨料混凝土配合比　kg/m3

2.2混凝土試驗(yàn)

2.2.1輕骨料混凝土拌合物性能及力學(xué)性能

輕骨料混凝土的離析程度受輕骨料粒徑、砂率和水泥石與輕骨料的密度差控制，用坍落度和擴(kuò)展度測(cè)試相結(jié)合，并輔助壓力泌水試驗(yàn)可評(píng)價(jià)輕骨料混凝土的可泵性。輕骨料混凝土拌合物性能及力學(xué)性能見(jiàn)表3。

表3　輕骨料混凝土拌合物性能及力學(xué)性能

由表3試驗(yàn)結(jié)果可知，通過(guò)復(fù)合摻入粉煤灰、礦粉和纖維后，改善混凝土的和易性，可保證輕骨料混凝土拌合物的流動(dòng)性良好，且粘聚性良好、陶粒不上浮、混凝土不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象，成型的混凝土密實(shí)性好，提高了混凝土的耐久性，混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)與普通混凝土的增長(zhǎng)比較接近，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

輕骨料混凝土加入纖維后，混凝土拌合物的相對(duì)泌水率下降、混凝土不離析、可泵性能好，在泵送壓力下混凝土的抗壓強(qiáng)度不會(huì)降低。加入纖維后輕骨料混凝土的可泵性能試驗(yàn)見(jiàn)表4。

2.2.2泵送試驗(yàn)

輕骨料混凝土從攪拌機(jī)放出至混凝土泵送間隔時(shí)間不宜超過(guò)1h，混凝土初凝時(shí)間6～8h 比較適宜，在混凝土從攪拌車(chē)放出前要充分?jǐn)嚢杈鶆?。泵送輕骨料混凝土最大壓力為16～18MPa，泵管的管徑不小于125mm，在泵送前要用足夠的水充分濕潤(rùn)泵管，泵完水后要有足夠的砂漿潤(rùn)管，以利于輕骨料混凝土的泵送。

根據(jù)輕骨料混凝土中陶粒較輕、易吸水、易上浮的特點(diǎn)，采用低泵壓、低排量的泵送方法施工，當(dāng)出現(xiàn)泵送困難、泵的工作壓力異常、泵的臂架振動(dòng)增加等情況時(shí)，不能強(qiáng)行高速壓送，應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)為慢速壓送，并在泵管易堵塞部位用木槌敲擊，以防止泵管堵塞；泵送輕骨料混凝土，在任何情況下，應(yīng)避免反復(fù)采用正反泵吸出泵管中的混凝土，因?yàn)榛炷猎诜磸?fù)壓力作用下，易產(chǎn)生離析，堵塞部位進(jìn)一步擴(kuò)大，不易清除。

2.2.3輕骨料混凝土振搗、抹面施工性能試驗(yàn)

輕骨料混凝土振搗時(shí)間宜控制在6s 以?xún)?nèi)，否則陶粒易上浮，如坍落度小，振搗時(shí)間可適當(dāng)延長(zhǎng)；施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行二次收漿抺面，二次收漿，可減少部分陶粒懸浮于混凝土表面，也可減少裂縫的產(chǎn)生；輕骨料混凝土澆筑成型后應(yīng)及時(shí)覆蓋和保溫養(yǎng)護(hù)。

3　生產(chǎn)與施工

3.1陶粒預(yù)濕

提前2～3天對(duì)陶粒進(jìn)行預(yù)濕處理，采用噴淋的方法，生產(chǎn)中對(duì)陶粒的濕容重、含水率、濕表觀密度進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)配合比進(jìn)行調(diào)整。

3.2配料控制

生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格控制用水量；加料順序?yàn)檩p骨料、砂、纖維、水泥、摻合料、外加劑、水，注意不能將外加劑直接傾倒于輕骨料上；出機(jī)混凝土坍落度控制在220～250mm，同時(shí)應(yīng)具有良好的和易性。

3.3泵送施工

正常泵送時(shí)應(yīng)確?；炷潦┕さ倪B續(xù)性，防止因施工銜接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的堵泵，隨時(shí)注意觀察壓力表；長(zhǎng)時(shí)間停

表4　纖維輕骨料混凝土的可泵性試驗(yàn)

泵應(yīng)每隔3～5min 開(kāi)泵一次，同時(shí)攪拌料斗中的混凝土，使混凝土進(jìn)行循環(huán)；入泵坍落度控制在200～220mm。

3.4澆筑施工

按照前述試驗(yàn)，采用快插快拔方式振搗，振搗時(shí)間應(yīng)以混凝土拌合物搗實(shí)和避免輕骨料上浮為原則，振搗時(shí)間控制在6s 以?xún)?nèi)，初凝前進(jìn)行二次收漿，并及時(shí)將浮在表層的輕骨料壓到混凝土內(nèi)，二次收漿完畢及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，減少裂縫的產(chǎn)生。

4　結(jié)語(yǔ)

（1）在輕骨料混凝土中摻入纖維和礦物摻合料，增強(qiáng)混凝土了的抗裂抗拉性能，提高了混凝土的密實(shí)性能，改善了混凝土的耐久性能。

（2）合適的陶粒品種和良好的陶粒級(jí)配是配制泵送輕骨混凝土的重要保證。

（3）泵送陶粒混凝土要有足夠的漿體，摻入外加劑，控制用水量，改善混凝土的流動(dòng)性能，提高混凝土的抗離析性能。

（4）合理組織施工，通過(guò)陶粒預(yù)濕、泵管濕潤(rùn)，減少混凝土坍落度的損失，確?；炷吝\(yùn)輸、泵送、施工的連續(xù)性。

（5）控制混凝土的振搗時(shí)間，不宜超過(guò)6s，進(jìn)行二次收漿抺面，及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)，減少陶粒上浮和表面裂縫。

［通訊地址］江蘇省淮安市北京北路112號(hào)（223001）

劉思巖（1965—），男，大學(xué)學(xué)歷，高級(jí)工程師，從事建設(shè)工程質(zhì)量、圖審、抗震、安全鑒定、科研設(shè)計(jì)、建筑節(jié)能和新技術(shù)新材料的推廣應(yīng)用等工作。