低膠材輕骨料混凝土在細(xì)管徑長距離泵送工程中的應(yīng)用

吳合志，趙明明，車光臨，唐霞書，吳海松

（臨沂市金泰混凝土有限公司，山東　臨沂　276000）

低膠材輕骨料混凝土在細(xì)管徑長距離泵送工程中的應(yīng)用

吳合志，趙明明，車光臨，唐霞書，吳海松

（臨沂市金泰混凝土有限公司，山東臨沂276000）

由于輕骨料孔隙率和吸水率較普通骨料大得多，正常的輕骨料混凝土比普通混凝土泵送也困難得多。根據(jù)國內(nèi)外的輕骨料混凝土泵送施工經(jīng)驗(yàn)，其泵管徑不宜小于125mm，而 LC7.5低膠材輕骨料混凝土，在只有80mm管徑的條件下完成長距離泵送，其泵送難度更大。本文從材料的選擇、配比設(shè)計(jì)、優(yōu)化調(diào)整、前期的試驗(yàn)驗(yàn)證及實(shí)體泵送澆筑等環(huán)節(jié)分別予以闡述。

輕骨料混凝土；泵送；應(yīng)用

0　前言

隨著建筑領(lǐng)域的科技水平不斷發(fā)展，人們對建筑物的智能化、多功能化的要求也越來越高。節(jié)能、環(huán)保、防水、隔音、隔熱、輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗震等各項(xiàng)貼近人們物質(zhì)生活的建筑功能，愈加受到人們的青睞。輕骨料混凝土等各種特種混凝土在建筑市場也將逐漸普及。

輕骨料混凝土是一種同時(shí)兼?zhèn)溆袕椥?、粘性、塑性的?fù)合材料，其拌合物主要是由輕骨料、細(xì)骨料、膠凝材料和水及化學(xué)外加劑五部分組成。采用不同的原材料（如粉煤灰、粘土、頁巖等）和燒結(jié)工藝會焙燒出不同顆粒形狀和不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的輕骨料。由于輕骨料表觀密度較小，它與輕骨料混凝土中的其他組分原材料密度差較大，導(dǎo)致拌合物極易出現(xiàn)離析、分層現(xiàn)象，同時(shí)由于輕骨料混凝土拌合物內(nèi)摩擦阻力遠(yuǎn)大于普通混凝土，更增加了泵送施工的難度。

本文以臨沂市市民活動中心工程五層室內(nèi)游泳池地面保護(hù)層為例，研究并闡述低膠材LC7.5輕骨料混凝土如何能克服泵管口徑較小且輸送距離較長等不利因素，滿足實(shí)體結(jié)構(gòu)施工過程中的工作性能及力學(xué)耐久性能指標(biāo)。

1　工程概況

臨沂市市民活動中心工程位于臨沂市蘭山區(qū)新華路與開陽路交匯處，其待澆筑結(jié)構(gòu)為輕骨料LC7.5五層室內(nèi)游泳池內(nèi)地面保護(hù)層，澆筑方量約為1000m3，由于受陶粒靜泡池容積所限，擬分三次澆筑完成。

本次泵送限于泵管口徑較小及水平加垂直泵送距離長達(dá)110m，更加劇了泵送施工的難度，而采用自卸的方式很難滿足本次施工的要求。我們對原材料進(jìn)行嚴(yán)格篩選，優(yōu)化配合比并做前期試驗(yàn)驗(yàn)證，生產(chǎn)及施工時(shí)采取適當(dāng)措施，以滿足施工要求。

2　LC7.5輕骨料混凝土的配制及優(yōu)化調(diào)整

輕骨料陶粒混凝土的配合比設(shè)計(jì)任務(wù)和普通配合比設(shè)計(jì)一樣，也是確定能滿足設(shè)計(jì)性能和施工工作性能而又最為經(jīng)濟(jì)的混凝土各組成材料的用量。兩者的設(shè)計(jì)理念也相同，即在確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、后期耐久性等一系列技術(shù)指標(biāo)的前提下，力求達(dá)到便于施工和經(jīng)濟(jì)節(jié)約的要求。與普通混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)上的區(qū)別是：砂率較大，其表征方式是絕對體積砂率或松散體積砂率，用水量的取值也略有不同。

設(shè)計(jì)步驟中確定試配強(qiáng)度、材料品種及使用量的選擇，以及各種技術(shù)參數(shù)的確定可參照J(rèn)GJ51—2002《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》，這里不再贅述。

3　材料的選擇

（1）水泥：P·O42.5水泥，主要性能指標(biāo)見表1。

表1　水泥主要性能指標(biāo)

（2）粉煤灰：采用F類Ⅰ級粉煤灰，主要性能指標(biāo)見表2。

表2　粉煤灰主要性能指標(biāo)　%

（3）外加劑：采用全泰聚羧酸高效減水率，此外加劑通過合成配方及合成工藝的改進(jìn)，其與膠凝材料的適應(yīng)性廣、匹配性良好。

（4）細(xì)骨料：采用優(yōu)質(zhì)河砂（中砂），主要性能指標(biāo)見表4。

（5）粗骨料：采用碎石型頁巖陶粒，其主要性能指標(biāo)見表5。

表3　外加劑的性能指標(biāo)

表4　細(xì)骨料主要性能指標(biāo)

表5　頁巖陶粒性能指標(biāo)

4　配合比的確定及生產(chǎn)前的試拌驗(yàn)證

4.1配合比

配合比的理論設(shè)計(jì)依據(jù)JGJ51—2001《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》。試拌驗(yàn)證則根據(jù)待澆工地運(yùn)距在15km以上，且處鬧市區(qū)，紅綠燈較多等不利影響因素，確保1.5h無坍損，2h坍損為30mm仍能完全滿足泵送施工要求。

通過松散體積法設(shè)計(jì)確定配合比，經(jīng)試拌驗(yàn)證觀察和易性良好，雖然膠材較低，但設(shè)計(jì)體積砂率較大，初始坍落度在240mm時(shí)，仍無輕骨料上浮現(xiàn)象。

4.2試拌調(diào)整后的配合比及各項(xiàng)指標(biāo)

試拌調(diào)整后的混凝土配合比及各項(xiàng)性能指標(biāo)見表6。

表6　試拌調(diào)整后的配合比

4.3技術(shù)措施

摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰。其作用除改善界面區(qū)微觀結(jié)構(gòu)以及拌合物的和易性之外，與水泥復(fù)合使用，兩者之間的不同表觀密度又減小了漿體與陶粒之間的密度差，加之碎石型頁巖陶粒自身的顆粒外表粗糙，因此增加漿體與骨料間的摩擦力和粘結(jié)力，使拌合物的保水性、勻質(zhì)性得以提高，從而對最終的泵送效果產(chǎn)生了重大的影響。

輕骨料混凝土的工作性能優(yōu)劣，又取決于其初始塑性粘度，它是新拌混凝土拌合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)阻礙混凝土漿體流動的一種特性，反映了混凝土流動變形速度的快慢。塑性粘度產(chǎn)生在相互平行的各層流之間，產(chǎn)生的方向與混凝土流動方向相反。使用顆粒表面粗糙的頁巖陶粒或選擇使用顆粒外表光滑的粉煤灰陶粒，應(yīng)通過用水量、體積砂率及外加劑摻量的微調(diào)等技術(shù)措施調(diào)整好其初始塑性粘度。塑性粘度大則流動性小，不利于泵送及澆搗施工，塑性粘度小，雖然流動性較大，同時(shí)也易發(fā)生分層離析、泌水、泌漿及陶粒上浮現(xiàn)象。適宜的塑性粘度是在不發(fā)生離析分層及泌水、泌漿現(xiàn)象的同時(shí)，達(dá)到最大的流動性。

5　拌合物生產(chǎn)及泵送施工、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)注意事項(xiàng)

為保證拌合物的勻質(zhì)性，攪拌時(shí)間應(yīng)相應(yīng)延長1min，入泵前應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)1～2min。由于泵管徑為80mm，泵送距離110m，為確保泵送的順利進(jìn)行，采用夜晚20:00以后開始生產(chǎn)。因道路車流量小而縮短了運(yùn)輸時(shí)間，混凝土的工作性能得到充分保證。

杜絕加水現(xiàn)象?，F(xiàn)場加水不但嚴(yán)重影響實(shí)體強(qiáng)度而且會因此造成分層離析、輕骨料上浮，增加堵泵的概率。如果長時(shí)間壓車造成坍損，可在卸料前加入適量的減水劑高速旋轉(zhuǎn)后再放料。

輕骨料混凝土成型后，應(yīng)加強(qiáng)濕養(yǎng)護(hù)工作，避免因表面失水，導(dǎo)致內(nèi)外濕差引起的收縮應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。應(yīng)確保濕養(yǎng)護(hù)14天以上。

6　結(jié)論

本次泵送澆筑輕骨料混凝土，雖然分三次澆筑完成，由于所選備的材料均為同一批次，無質(zhì)量波動，生產(chǎn)配方經(jīng)過前期的反復(fù)驗(yàn)證，連續(xù)三次澆筑均順利完成，贏得了施工、監(jiān)理及甲方的首肯。事后，施工方表示，考慮到泵送施工的難度和不確定性，他們已選備了第二套非泵送施工方案，沒想到此次泵送進(jìn)行如此順利。

由于是游泳池底部澆筑，硬化后的輕骨料混凝土具備了蓄水養(yǎng)護(hù)的條件，14天后無裂縫出現(xiàn)，也為強(qiáng)度值的發(fā)展及后期耐久性提供了保障。

此次泵送效果良好，凸顯了優(yōu)質(zhì)粉煤灰的顆粒形態(tài)優(yōu)勢、礦物減水及微集料效應(yīng)、以及碎石型頁巖陶粒粗糙的顆粒形狀表面特性對界面區(qū)的良好粘結(jié)力，同時(shí)高減水率的外加劑及較小含泥量的優(yōu)質(zhì)河砂也為獲得大流動性提供了較低用水量，特別是河砂中0.315mm的顆粒含量較適宜，從而確保了拌合物的黏聚性和勻質(zhì)性，在獲得較大流動性的同時(shí)，又避免了輕骨料的上浮現(xiàn)象。

選取適宜的原材料，是完成泵送的前提條件，挖掘材料的品質(zhì)潛能，互補(bǔ)材料品質(zhì)的優(yōu)劣，進(jìn)行科學(xué)合理的配合比設(shè)計(jì)及動態(tài)調(diào)整是技術(shù)關(guān)鍵。

［通訊地址］山東省臨沂市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)芝麻墩辦事處前墩工業(yè)園金泰混凝土有限公司（276000）

吳合志（1966—），男，技術(shù)總工，高級工程師，主要從事高強(qiáng)、高性能及特種混凝土的技術(shù)研究及應(yīng)用。