泵送混凝土技術(shù)發(fā)展綜述

張媛 趙鐵君 錢東來

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，建筑行業(yè)發(fā)展越來越快，泵送混凝土技術(shù)是一種伴隨著科學(xué)技術(shù)的進步而發(fā)展起來的先進混凝土施工技術(shù)，并扮演著一種重要的技術(shù)手段。本文綜述了泵送混凝土的發(fā)展歷史、技術(shù)要點、常見問題及防治措施和發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】泵送混凝土;施工工藝;存在問題;發(fā)展趨勢

【Abstract】With the rapid development of science and technology， people's living standards continue to improve， the construction industry is developing faster and faster， pumping concrete technology is an advanced concrete construction technology developed along with the advancement of science and technology， and plays an important role. Technical means. This paper reviews the development history， technical points， common problems， prevention measures and development trends of pumped concrete.

【Key words】Pumping concrete;Construction technology;Problems;Development trend

1. 引言：

泵送混凝土是指在混凝土泵的壓力推動下沿輸送管道運輸并在管道出口處進行澆筑的混凝土。近年來，隨著建筑技術(shù)迅猛發(fā)展，混凝土泵送施工技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在我國各個方面，大大提高了混凝土工程的生產(chǎn)效率。但是泵送混凝土在各種原材料、配合比、泵送、澆筑等方面對施工質(zhì)量有較大的影響，因此施工過程中需進行嚴格的質(zhì)量控制。

2. 泵送混凝土的技術(shù)要點

2.1 泵送混凝土的原材料。

泵送混凝土所需原材料種類較多，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定：

（1）泵送混凝土所用的水泥應(yīng)為符合國家現(xiàn)行標準規(guī)定的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。

（2）粗骨料應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準及檢驗方法》的規(guī)定。

（3）細骨料應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法》的規(guī)定。細骨料宜采用中砂，通過0.31mm篩孔的砂不應(yīng)少于15%。

（4）飲用水均可用于泵送混凝土施工;當(dāng)采用其他水源時，應(yīng)進行取樣檢測。未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、污水及沼澤水及海水不能使用。

（5）泵送混凝土需具有高流動性，才能夠泵送。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。

（6）泵送混凝土宜摻適量粉煤灰，可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性，從而提高了可泵性，并應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、《粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》等有關(guān)規(guī)定。

（7）泵送混凝土的水灰比應(yīng)限制在0.4～0.6，坍落度以8～15cm為宜。

2.2 泵送混凝土配合比設(shè)計。

泵送混凝土配合比應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。并應(yīng)根據(jù)混凝土原材料、泵送設(shè)備、混凝土輸送管徑、泵送距離氣溫等具體施工條件試配。

2.3 混凝土泵送設(shè)備

混凝土泵送設(shè)備的選擇應(yīng)滿足下列要求：

（1）混凝土泵機的選型。根據(jù)混凝土工程特點、要求的最大輸送距離、最大輸出量確定。

（2）混凝土泵機的數(shù)量。根據(jù)混凝土澆筑數(shù)量、單機的實際平均輸出量、施工作業(yè)時間計算。

（3）混凝土泵機的布置位置。滿足場地平整堅實，道路暢通，距離澆筑地點近，接近排水設(shè)施和供水、供電方便等要求。在布置泵機完成后需要在其底墊一塊木板，增加附著力，保障泵機的穩(wěn)定性。在混凝土泵的作業(yè)范圍內(nèi)，應(yīng)安置一個保護棚，周圍不得有高壓線等障礙物。

2.4 現(xiàn)場管道鋪設(shè)

混凝土現(xiàn)場管道的布置應(yīng)遵循以下原則：

（1）保證施工安全和便于施工。

（2）輸送管道線路應(yīng)為最短路徑，配管時盡量采用直管而少使用彎管和軟管，同時應(yīng)盡量避免使用彎度過大的彎頭。

（3）方便混凝土運輸車輛行走及布料，易于管道清洗和排除故障及維修。

（4）采用螺栓式管道，接頭必須連接牢靠，保持管路密封良好。

（5）不得將混凝土輸送管道直接支承在鋼筋、模板及預(yù)埋件上，應(yīng)用預(yù)制好的腳架或臺墊支承并固定牢靠。

2.5 混凝土的泵送

混凝土泵送是重要的操作環(huán)節(jié)，不容許出現(xiàn)差錯，需滿足以下條件：

（1）混凝土泵送的操作人員必須經(jīng)過專門的培訓(xùn)，經(jīng)合格后，方可上崗獨立操作，在遇到一些突發(fā)事故時能夠及時處理。

（2）混凝土泵啟動后，先泵送適量水進行濕潤，排除泵管中的氣體，同時檢查泵機各部位是否運轉(zhuǎn)正常。

（3）經(jīng)泵送水檢查，確認混凝土泵和輸送管中無異物后，再開始進行泵送，應(yīng)緩慢地往管道里輸送混凝土，這樣可以檢查是否有出現(xiàn)漏漿的情況，如果出現(xiàn)漏漿事故，應(yīng)當(dāng)及時暫停泵機的輸送，對其進行處理修理。

（4）混凝土泵送應(yīng)連續(xù)進行。如必須中斷時，其中斷時間不得超過混凝土從攪拌至澆筑完畢所允許的時間。

（5）在混凝土泵送即將結(jié)束前，應(yīng)正確計算尚需用的混凝土數(shù)量，并及時告知混凝土攪拌站;泵送結(jié)束后，應(yīng)將混凝土泵中混凝土清理干凈，并將輸送管道清洗干凈。

（6）當(dāng)使用多臺混凝土泵進行泵送時，應(yīng)預(yù)先規(guī)定各自的輸送能力、泵送距離、澆筑區(qū)域和澆筑順序，而且應(yīng)當(dāng)分工明確、互相配合、統(tǒng)一指揮。

2.6 混凝土的澆筑

由于泵送混凝土的流動性比一般的混凝土要大，容易導(dǎo)致振搗不均勻，因此在施工現(xiàn)場應(yīng)做好管理工作，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點、平面形狀、混凝土泵機能力、周圍場地大小等條件，預(yù)先劃分好混凝土澆筑區(qū)域。

（2）混凝土的澆筑順序，應(yīng)符合下列規(guī)定：

當(dāng)采用輸送管輸送混凝土?xí)r，應(yīng)由遠而近澆筑;

同一區(qū)域的混凝土，應(yīng)按先豎向后水平的順序，分層連續(xù)澆筑;

當(dāng)不允許留施工縫時，區(qū)域之間、上下層之間的混凝土澆筑間歇時間，不得超過混凝土的初凝時間;

當(dāng)下層混凝土初凝后，澆筑上層混凝土?xí)r，應(yīng)先按留施工縫的規(guī)定處理。

（3）混凝土水平澆筑的時候，不得在同一處連續(xù)布料，應(yīng)在2～3m范圍內(nèi)水平移動布料，宜垂直于模板布料。為了消除不均勻現(xiàn)象，應(yīng)該注意倉面的滲水，并進行及時處理。

（4）振搗混凝土?xí)r，必須要掌握好振動棒的規(guī)律，振動棒移動的間距一般在40cm左右為佳，同樣振搗的時間也有嚴格要求，一般為15～30s，不能進行長時間的振搗，且隔20～30min后，進行第二次復(fù)振，不僅有效避免氣泡的產(chǎn)生，而且使骨料下沉分離。

（5）澆筑混凝土完成以后，應(yīng)在其上覆蓋一層保溫材料，注意防水防潮。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)經(jīng)常觀察，一發(fā)現(xiàn)混凝土有不密實等現(xiàn)象，應(yīng)立即采取措施。

（6）對于有預(yù)留洞、預(yù)埋件或鋼筋太密的部位，應(yīng)預(yù)先制訂技術(shù)措施，確保布料順利和振搗密實。

3. 泵送混凝土的常見問題及防治措施

3.1 泵送混凝土的堵管及防治措施。

3.1.1 泵送混凝土在施工過程中，經(jīng)常會發(fā)生輸送管道堵塞事故。發(fā)生上述事故的主要原因有：

（1）混凝土骨料級配不合理，粗骨料中混有超大粒徑的石子，砂率不合理。

（2）混凝土配合比設(shè)計不合理，水灰比過大，水泥用量過多。

（3）混凝土輸送管道布置不合理，管道彎頭太多，用膠管過多，泵管過長。

（4）混凝土泵送過程中停歇間隔時間過長，導(dǎo)致管道中混凝土發(fā)生離析。

（5）混凝土在泵送過程中，塌落度損失過大。

（6）泵送劑減水率過大或摻量過多，造成混凝土離析。

3.1.2 相應(yīng)的解決措施：

（1）在混凝土泵的料斗上加裝濾網(wǎng)，杜絕過大粒徑的石子或異物進入料斗內(nèi)，嚴格控制骨料的直徑。

（2）及時調(diào)整混凝土的配合比，根據(jù)砂細度模數(shù)的不同調(diào)整砂率，以保證出罐混凝土的和易性。

（3）設(shè)計管道線路時，選擇路線最短、彎道最少的線路，并且管道必須固定牢靠。

（4）每20分鐘啟動一次泵或反、正重復(fù)，以防堵管;對于停泵時間過長，超過初凝時間的混凝土，不宜繼續(xù)泵送。

（5）嚴禁在混凝土泵送過程中，向料斗內(nèi)加水;混凝土出料后應(yīng)盡可能在較短的時間內(nèi)泵送入模，盡量減少坍落度的損失值。

（6）檢測泵送劑的質(zhì)量，隨時調(diào)整泵送劑的摻量;使用高效的減水劑如氨基磺酸鹽或聚梭酸類。

3.2 泵送混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防治措施。

3.2.1 溫度裂縫。

混凝土中的水泥在化學(xué)反應(yīng)過程中，會釋放出大量熱，水化熱由于大量聚積在混凝土的內(nèi)部，極難釋放出去，使內(nèi)部溫度短時間內(nèi)急劇上升?；炷羶?nèi)外部形成溫差，表面就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大小超過混凝土的抗拉強度時，混凝土的表面就出現(xiàn)裂縫。

對于溫度裂縫的控制，采取的措施主要有：

（1）選用水化熱低的混凝土，并減少水泥用量，把混凝土的水灰比降低到0.6以下。

（2）添加外加劑來減慢流動性，降低水化熱，延遲混凝土溫度上升的時間。

（3）改進傳統(tǒng)攪拌工藝，使?jié)仓r混凝土的溫度下降。

（4）澆筑后，延長養(yǎng)護時間，并及時灑水，保證混凝土表面得以緩慢冷卻。

3.2.2 干縮裂縫。

澆筑以后，混凝土的表面處于一種塑性狀態(tài)，由于混凝土中材料的干燥收縮性小，如遇到表面水分蒸發(fā)過快的情況，就容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

對于干縮裂縫的控制，采取的措施主要有：

（1）選擇合適的水泥種類，比如粉煤灰水泥，對混凝土的干燥程度影響極小。

（2）控制水泥的使用量。泵水泥用量越大，混凝土的干燥程度就越大，容易產(chǎn)生干縮裂縫。

（3）添加化學(xué)試劑來減緩混凝土的干燥速度。

（4）在混凝土凝結(jié)之前選擇正確的養(yǎng)護時間和方法，可以有效減少因干燥收縮而產(chǎn)生的裂縫。

3.2.3 沉陷裂縫。

3.2.3.1 沉降裂縫是一種早期裂縫。常出現(xiàn)在用泵送混凝土澆筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，墻、板等表面結(jié)構(gòu)中居多。混凝土在凝結(jié)之前沒有壓實，導(dǎo)致流動性不足，同時又受到鋼筋、模板抑制及模板移動、基礎(chǔ)沉陷，從而形成了裂縫。

3.2.3.2 對于這種沉陷裂縫，主要的措施有：

（1）混凝土澆筑時要防止地基被水浸泡，而引起不均勻沉降。

（2）使用強度、剛度好的模板，并嚴格控制模板的拆除時間及順序。

（3）模板安裝于凍土之上時要事先采取預(yù)防措施。

3.2.4 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫。

3.2.4.1 主要指堿骨料反應(yīng)引起的裂縫。拌合混凝土后產(chǎn)生的堿性離子與骨料中的活性離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸收了大量的水分而導(dǎo)致體積膨脹，形成開裂。

3.2.4.2 針對這種化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫，主要防治措施有：

（1）選用堿活性較小的砂石骨料。

（2）水泥的堿性要低，添加劑要低堿或無堿。

（3）使用合適的摻和料來抑制堿骨料反應(yīng)。

4. 泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，對于泵送混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用也有了更近一步的要求：

（1）進一步發(fā)展高泵程泵送混凝土，進一步改進混凝土級配設(shè)計，改進粉煤灰和化學(xué)外加劑技術(shù)，開發(fā)礦渣微粉混凝土優(yōu)選拌制，改進布管技術(shù)和操作工藝，進一步研究開發(fā)高泵程泵送混凝土綜臺技術(shù)。

（2）進一步研究發(fā)展高性能混凝土，要開發(fā)高性能輕質(zhì)骨料預(yù)拌混凝土，大流動度超高強混凝土和綠色高性能混凝土等。

（3）研究開發(fā)特種混凝土，如：纖維預(yù)拌混凝土，海水淡化拌制混凝土等，以適應(yīng)高速公路，探水港和跨海橋梁建設(shè)的需要。

（4）研究開發(fā)海上泵送混凝土船作業(yè)技術(shù)，海上架設(shè)泵管技術(shù)。

隨著社會的不斷發(fā)展，無論是原材料、施工現(xiàn)場環(huán)境、生產(chǎn)運輸、施工技術(shù)和質(zhì)量控制等方面都在深刻地發(fā)生變化。泵送混凝土雖然得到了廣泛的應(yīng)用，但是還要結(jié)合施工現(xiàn)場的實際，采用適合的方法，提高其技術(shù)水平，才能確保施工工程質(zhì)量。從每個環(huán)節(jié)入手，消除潛在的危害，確保工程保質(zhì)保量地完成。

參考文獻

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