影响泵送混凝土泵送的主要因素及控制重点

影响泵送混凝土泵送的主要因素及控制重点摘要：分析了影响泵送混凝土泵送的主要因素.提出控制重点关键词：泵送混凝土；可泵性；影响因素最近几年.随着我国高大桥梁和大规模的建筑工程建设发展的需要，泵送混凝土技术已成为高大桥梁和大体积混凝土施工的主要方法，泵送混凝土就是以混凝土输送泵为动力.通过管道将搅拌好的混凝土拌合物送到结构物的模板中的混凝土，泵送混凝土从原材料选择，配合比设计，配制到运输过程等环节对混凝土的泵送都有影响.其影响因素是多方面的.又是复杂的、研究影响泵送混凝土泵送的因素.找出预防对策.对于防止泵送过程中的堵管塞管.确保工程项目工期和质量都有重要的意义、鉴于此.笔者根据国家现行规范《混凝土泵送施工技术规程》（GB/T10-95）规定.结合自己对桥梁混凝土泵送施工和大体积混凝土的实践.对影响泵送混凝土泵送的主要因素及预防技术要求进行了初步研究.有些体会.藉此机会提出.供商榷和参考1.材料对泵送性能的影响及防治措施1．1水泥水泥的作用水泥和水及细粉料混合成的水泥浆体是混凝土具有可泵性的必要条件，因为它能使混凝土拌合物稠化，提高石子在混凝土拌合物中均匀分散的稳定性.它在泵送过程中形成润滑层.在输送管内壁起着润滑作用.当混凝土所受压力超过输送管内壁与砂浆之间存在摩擦力时.混凝土即向前流动，为了能形成一个很好的润滑层，以确保混凝土泵送能顺利进行，它要求混凝土拌合物要有足够的含浆量，它除了能够填充骨料间所有空隙外，尚有富余浆量使混凝土泵输送管道，内壁形成薄浆层，但水泥用量过多是很不经济的。经研究显示：水泥用量的多少直接影响混凝土泵送，输送管径大小与水泥用量成反比，水平距离的长短与水泥用量成正比，所以泵送混凝土配合比设计中，泵送混凝土的水泥用量最好不要低于260kg/m3。对水泥的要求（1）水泥的选择：应根据混凝土设计标号要求.选择适当标号的水泥，一般说来，水泥标号越高，可配制的混凝土强度越高，水泥性能要能满足设计需要，质量稳定，强度富余量大，混合材料掺加量较少，特别是配制高强混凝土时，选择要求更高，但由于水泥产生大量的水化热在运输距离较远的情况时水泥用量不能超过500kg/m3，水泥用量越高，混凝土对泵送管壁的粘连度越大要求泵送机械的压力和泵管承压能力越高。（2）水泥用量的限值参见表11.2石子石子的影响石子在混凝土拌合物用量最多，起骨架作用，能显著影响混凝土的可泵性，石子粒径最大尺寸与配筋、施工方法有关，当泵送时如果管道中有三颗大粒石子并排则很容易造成阻塞管道，因此石子的粒径大小和颗粒级配是配制泵送混凝土的重要条件，美国建筑混凝土学会建议泵送混凝土石子最大粒径不大于管径的三分之一，另外、石子的表面性质、形状也影响到混凝土拌合物的流动性，因为颗粒较圆表面较平滑的石子，空隙率较小，填充空隙和包裹颗粒所需的水泥浆较少，所以在水泥浆含量一定时混凝土拌合物的流动性比较大。对石子的技术要求（1）按规范要求，石子要有良好的级配，不要使用间断级配。（2）泵送高度在50米以下时,碎石最大粒径与输送管径比不大于1:3卵石不宜大于1:2.5;泵送高度在50～100米时，石子最大粒径与输送管径比宜在1：3～1：4之间；泵送高度在100米以上时，石子最大粒径与输送管径比宜在1：4～1：5之间；（3）最大针、片状含量不超过10%;对高层和超高层结构物，建议比值要尽量减少，以有效地防止堵管。1.3水水的作用水是混凝土拌合物颗粒的联系体，是关键组成部分，它不但是水泥水化的必要条件，而且主宰混凝土泵送的全过程。混凝土拌合物加水使其流动性满足泵送施工工艺，这是水对泵送有利的一面。另一面水在混凝土拌合物中的流动性最好，如果混凝土拌合物中细粉料（水泥及0.33mm以下细料）对水没有足够的吸附能力和阻力，就会有一部分水在泵的压力下穿过固体缝隙流向压力较小区域，造成管内压力传递不均匀，以至水先流走，骨料与水泥浆分离而脱水。脱水有两方面的负面作用:一是降低混凝土流动性，二是减少起润滑作用的流体，从而在泵送的过程中导致堵管。对水的要求水对水泥水化影响很大，在拌制泵送混凝土时不能用含有影响混凝土正常凝结和硬化的有害杂质和油脂类及糖类的水，应使用饮用水或清洁的天然水。1.4砂子砂子的作用主要用于填充石子空隙，和石子共同起骨架作用。另外它和水泥构成砂浆在泵送中起如下作用：包裹粗骨料5在管道中形成砂浆润滑层；助粗骨料通过锥弯、软管、免堵塞。对砂子的技术要求（1）通过0.33mm筛孔的细颗料不小于15%的颗粒级配良好的中砂;（2）砂子模数宜为2.3～2.5。1.5泵送剂泵送剂的影响一般说来,混凝土拌合物坍落度随着泵送剂掺量增加而递增,但有限值;混凝土压力泌水值也随着泵送剂的增加而增大,也是有限值的;掺有适量泵送剂的混凝土拌合物不易产生离析.因此,在混凝土拌合物中加入适量的泵送剂,除了可获得较好的经济效益外,还能提高混凝土的流动性,有利于增加助泵功能.现在各种高效能的泵送剂已成为泵送混凝土组成材料不可缺少的部分,它对混凝土泵送非常有利。泵送剂的技术要求（1）应根据具体情况和要求选择；（2）应符合；《混凝土外加剂》《混凝土外加剂应用技术规范》《混凝土泵送剂》和《预拌混凝土》等国家现行规范；（3）应符合产品技术指标；1.6掺合料掺合料的作用在泵送混凝土中常用的掺合料为粉煤灰，在配制混凝土时掺入一定数量的粉煤灰等掺合料，不仅能显著增加混凝土的流动性和内聚性，而且能降低坍落度，延长凝结时间，减少泌水率，使泵送技术性能和经济效益得到进一步发挥。掺合料的技术要求应符合国家有关粉煤灰质量标准,但作为活性掺合料用的矿物掺料.其活性指标不应低于有关规定,磨细度不小于水泥的细度;对混凝土有害的有机杂质,未燃煤及可溶性盐类含量不得大于有关规定;另一方面,掺合料作为填充料使用时,应当采用不显著提高需水性的材料.2配合比的影响和技术要求泵送混凝土的配合比,除了须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外,尚应使混凝土满足可泵性要求;泵送混凝土的可泵性可用压力泌水试验结合施工经验进行控制,一般10秒时的相对压力泌水率不宜超过40%。2.1坍落度坍落度的影响目前评定和检验混凝土的可泵性仍然是以坍落度来表示；根据国内工程实践表明，坍落度越小，其摩阻力就越大，流动性就差，压送效率变小，平均压送量因此而降低；可是坍落度过大，对可泵性也不一定有利，反而会引起骨料沉淀，使结构上下部位质量不均匀，影响使用性能。坍落度的技术要求（1）坍落度不应小于8cm.最佳取值范围为10～16cm；（2）可按国家现行标准《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定选用；对不同泵送高度，入泵时坍落度可按表2选用’允许误差应符合表3,的规定2.2水灰比水灰比的影响水灰比大对混凝土的泵送有利，水灰比对混凝土拌合物在管道中的阻力有关，不同水灰比的混凝土拌合物流动阻力，经测定表明，其流动阻力随着水灰比而减小及和易性降低而增加。对水灰比的技术要求水灰比宜控制在0.4～0.6，在水灰比不变的情况下，可采用加减水剂的办法增加混凝土拌合物的流动性。2.3砂率砂率的影响比较高的砂率是保证大流动性混凝土不离析，少泌水及具有良好成形和运输性能的必要条件。技术要求泵送混凝土的砂率宜为35%～45%,当水灰比为0.4～0.9时，砂率按41%～45%选用。3管道的影响和技术要求3.1管道的影响（1）管道内表面光滑，阻力减小，利于泵送；（2）管道截面由大变小及管道转变方向，产生的阻力加大，对泵送不利；（3）管道的管径、质量、长度、接头都直接影响混凝土的泵送。3.2技术要求（1）根据工程地点、特点、方案配管，缩小管线长度，少用弯管和软管，减少接头；（2）常清洗管道，布管宜横平竖直。4泵送压力的影响和技术要求4.1泵送压力的影响泵送时泵送压力必须大于混凝土在管壁上的抗剪力，此外作用在管壁的剪应力必须小于混凝土拌合物的屈服值。混凝土泵送压力取决于活塞的推压能力和输送管道的总阻力，这两者也决定了泵体输送距离的大小。而活塞推压能力由原动力结构本身决定，一般的规格确定后是无法改变的，而决定输送管道内的总阻力因素却很多，如级配、泵体管壁光滑度等。4.2泵的技术要求混凝土泵的选型，应根据高层建筑混凝土工程的特点确定，如最大输出距离、最大输出量、混凝土浇筑计划等。在经济条件允许下宜选用优质名牌混凝土泵。所选用的混凝土泵应根据实际配管情况，其配管整体水平换算长度应不超过由产品性能表（曲线）所确定的最小水平输送距离。5运输的影响和技术要求5.1运输的影响因运输的时间长、路途远，在运输的过程中混凝土拌合物易出现离析和分层的现象，造成混凝土拌合物板结，不便泵送。5.2技术要求（1）采用搅拌运输车运送。在装料前必须将拌筒内的积水倒净-在运输途中，当坍落度损失过大时，可在符合配合比的条件下适量加水，除此外严禁在拌筒内加水；（2）运输队途中拌筒应保持3～6r/min的慢速转动；（3）运送延续时间，在未掺外加剂的混凝土可按表5规定执行-在掺有木