混凝土及产品基础知识

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第一部分混凝土基本知识第一章混凝土的分类及介绍第二章普通混凝土的组成材料第三章新拌混凝土的性能第四章影响混凝土可泵性的因素第五章高性能混凝土目录3中联重科ZOOMLION第二部分混凝土泵送产品简介一、混凝土泵送机械发展概况二、混凝土泵的分类三、泵送设备型号代码及主要技术参数4中联重科ZOOMLION

第一章混凝土的分类及介绍混凝土作为泵送设备的工作对象，其质量和配合比直接影响着泵送工作效率和泵送性能，所以混凝土泵送设备的使用者必须对混凝土的基本知识有所了解，包括混凝土组成材料的成份、配合比、品质及制备质量要求等。5中联重科ZOOMLION

混凝土是由胶结料和骨料组成的混合物，通过搅拌、浇筑成形和养护硬化而成。通常胶结料有水泥、石膏、沥青、聚合物等材料；骨料有砂、石子等材料。混凝土的种类很多，分类方法也很多，具体分类如下：第一节混凝土的分类6中联重科ZOOMLION一、按表观密度分类1、重混凝土。表观密度大于2600kg/m3的混凝土常由重晶石和铁矿石配制而成。2、普通混凝土。表观密度为1950～2500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成,是土木工程中最常用的混凝土品种。3、轻混凝土。表观密度小于1950kg/m3的混凝土。包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。7中联重科ZOOMLION二、按胶凝材料的品种分类

通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。

有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等。

8中联重科ZOOMLION三、按使用功能和特性分类

按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。9中联重科ZOOMLION四、按坍落度的大小分类

根据坍落度的大小，可将混凝土拌合物分为:1、大流动性泥凝土(坍落度大于或等于１６０ｍｍ)2、流动性混凝土(坍落度为１００～１５０ｍｍ)3、塑性混凝土(坍落度为５０～９０ｍｍ)4、低塑性混凝土(坍落度为１０～４０ｍｍ)。10中联重科ZOOMLION五、按是否凝固分类

根据是否已经凝固，混凝土分为已经凝固混凝土和尚未凝固混凝土。已凝固混凝土的特性包含内容较多，通常用抗压强度来评判其质量标准；例：C40混凝土表示凝固后其抗压强度为40MPa

（N/mm2）；已凝固混凝土的特性对施工来说尤为重要。11中联重科ZOOMLION对于泵送设备来说，则要求未凝固混凝土既可泵送，又不破坏凝固后混凝土的特性。并非所有尚未凝固混凝土均可以泵送。一般在满足凝固后混凝土的特性的基础上，应尽可能提高可泵送性能。

12中联重科ZOOMLION普通混凝土是指以水泥为胶凝材料，砂子和石子为骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的“人工石材”，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品种。“混凝土”一词通常可简作“砼”。★普通混凝土：一般来讲，普通混凝土是指区别于以下几种特殊混凝土而用于一般建筑工程、市政等方面的混凝土。

第二节普通混凝土介绍13中联重科ZOOMLION抗渗砼(抗渗等级>P6)。用于工程基础、水利、特种工程等;抗冻砼(抗冻等级>F50)。用于耐低温环境砼;高强砼(>C50)。用于高层建筑;高性能砼(耐振,耐久)。用于客运专线、高铁梁厂、隧道、无渣轨道基础等项目。

14中联重科ZOOMLION从砼级配角度来讲，普通混凝土一般指二级配混凝土。

砼级配是按照粗骨料级配中最大骨料粒径来划分的。以三峡工程划分分类为例：二级配小：中＝40：60

三级配小：中：大＝25：25：50

四级配小：中：大：特大＝20：20：30：30

其中，通常小骨料粒径5－20mm,中骨料20－40mm,大骨料40－80mm,特大80－120mm。15中联重科ZOOMLION普通混凝土的基本组成一般是由水泥、砂、石料、水、外加剂等组成。混凝土的性能在很大程度上取决于组成材料的性能。因此必须根据工程性质、设计要求和施工现场条件合理选择原料的品种、质量和用量。要做到合理选择原材料，则首先必须了解组成材料的性质、作用原理和质量要求。第二章普通混凝土的组成材料16中联重科ZOOMLION第一节水泥一、水泥品种的选择

水泥是一种磨得很细的材料，按其组成成份可分为硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿碴水泥、火山灰水泥及复合水泥等。通常制造混凝土采用最多的水硬性水泥是硅酸盐水泥。

水泥品种的选择主要根据工程结构特点、工程所处环境及施工条件确定。

17中联重科ZOOMLION二、水泥强度等级的选择水泥强度等级的选择原则：混凝土设计强度等级越高，则水泥强度等级也宜越高；设计强度等级低，则水泥强度等级也相应低。例如：

C40以下混凝土，一般选用强度等级32.5级；

C45～C60混凝土一般选用42.5级，在采用高效减水剂等条件下也可选用32.5级；大于C60的高强度混凝土，一般宜选用42.5级或更高强度等级的水泥；对于C15以下的混凝土，则宜选择强度等级为32.5级的水泥，并外掺粉煤灰等混合材料。18中联重科ZOOMLION

★水泥用量水泥用量过多（低强水泥配制高强度混凝土）：成本增加、混凝土收缩增大，对耐久性不利。水泥用量过少（高强水泥配制低强度混凝土）：混凝土的粘聚性变差，不易获得均匀密实的混凝土，严重影响混凝土的耐久性。19中联重科ZOOMLION第二节骨料

骨料是粒状材料，如砂、石料等，一般分为细骨料和粗骨料等。粗骨料是指骨料粒径大于5mm（4号筛）的材料。细骨料是指骨料粒径小于5mm而大于0.075mm（200号筛）的材料。在混凝土中一般以砂子为细骨料（粒径在0.16～5mm之间），石子为粗骨料（粒径大于5mm）。粗细骨料的总含量约占混凝土总体积的70～80%。20中联重科ZOOMLION一、细骨料细骨料（即砂）分天然砂和人工砂。天然砂又可分为河砂、山砂和海砂；人工砂（也称机制砂）是将碎石继续破碎筛分在5mm～0.075mm范围的材料。细骨料按细度分可分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。

21中联重科ZOOMLION1、细骨料的主要质量指标：1）有害杂质含量。

①粘土和云母。粘附于砂表面或夹杂其中，严重降低水泥与砂的粘结强度，从而降低混凝土的强度、抗渗性和抗冻性，增大混凝土的收缩。

②有机质、硫化物及硫酸盐。它们对水泥有腐蚀作用，从而影响混凝土的性能。22中联重科ZOOMLION2）颗粒形状及表面特征。河砂和海砂经水流冲刷，颗粒多为近似球状，且表面少棱角、较光滑，配制的混凝土流动性往往比山砂或机制砂好，但与水泥的粘结性能相对较差；山砂和机制砂表面较粗糙，多棱角，故混凝土拌合物流动性相对较差，但与水泥的粘结性能较好。

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3）坚固性。砂是由天然岩石经自然风化作用而成，机制砂也会含大量风化岩体，在冻融或干湿循环作用下有可能继续风化，因此对某些重要工程或特殊环境下工作的混凝土用砂，应做坚固性检验。如严寒地区室外工程，并处于湿潮或干湿交替状态下的混凝土，有腐蚀介质存在或处于水位升降区的混凝土等等。

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4）细骨料的粒度要求细骨料分为粗砂、中砂、细砂和特细砂四类，其中中砂可泵性最好；使用细砂，需要增加混凝土中水泥和水用量，加速泵机磨损；使用粗砂容易产生离析，导致管道堵塞。所谓中砂是指细度模数为2.3～3.0范围内的砂子。25中联重科ZOOMLION

5）砂的含水状态。砂的含水状态有如下4种，如下图所示。26中联重科ZOOMLION绝干状态：砂粒内外不含任何水，通常在105±5℃条件下烘干而得。气干状态：砂粒表面干燥，内部孔隙中部分含水。指室内或室外（天晴）空气平衡的含水状态，其含水量的大小与空气相对湿度和温度密切相关。祝朋友兴旺发达，日新月异，在新世纪与中联重科合作愉快！27中联重科ZOOMLION饱和面干状态：砂粒表面干燥，内部孔隙全部吸水饱和。水利工程上通常采用饱和面干状态计量砂用量。湿润状态：砂粒内部吸水饱和，表面还含有部分表面水。施工现场，特别是雨后常出现此种状况，搅拌混凝土中计量砂用量时，要扣除砂中的含水量；同样，计量水用量时，要扣除砂中带入的水量。28中联重科ZOOMLION二、粗骨料颗粒粒径大于5mm的骨料为粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石两大类。

碎石为岩石（有时采用大块卵石，称为碎卵石）经破碎、筛分而得；卵石多为自然形成的河卵石经筛分而得。通常根据卵石和碎石的技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。

29中联重科ZOOMLION粗骨料的主要技术指标有：

1）有害杂质。与细骨料中的有害杂质一样，主要有粘土、硫化物及硫酸盐、有机物等。应符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2001）的要求。JGJ53《普通混凝土用碎石和卵石质量标准及检验方法》也作了相应规定。中联重科30中联重科ZOOMLION2）粗骨料的表面特征

表面特征即指表面粗糙程度。

碎石表面比卵石粗糙，且多棱角，因此，拌制的混凝土拌合物流动性较差，但与水泥粘结强度较高，配合比相同时，混凝土强度相对较高。

卵石表面较光滑，少棱角，因此拌合物的流动性较好，但粘结性能较差，强度相对较低。但若保持流动性相同，由于卵石可比碎石少用适量水，因此卵石混凝土强度并不一定低。31中联重科ZOOMLION●粗集料形状对混凝土拌合物泵送性能的影响：一般表面光滑的圆形或近似圆形的粗集料比尖锐扁平的要好，原因为后者单位体积的表面积比前者大，也就需要更多的砂浆去包裹其表面。为此，针片状颗粒含量多和石子级配不好时，输送管道转弯处的管壁往往易磨损，且针片状颗粒一旦横在输送管中，易造成输送管堵塞。32中联重科ZOOMLION

3）粗骨料最大粒径。混凝土所用粗骨料的公称粒级上限称为最大粒径。骨料粒径越大，其表面体积比越小，通常空隙率也相应减小，因此所需的水泥浆或砂浆数量也可相应减少，有利于节约水泥、降低成本，并改善混凝土性能。所以在条件许可的情况下，应尽量选得较大粒径的骨料。

33中联重科ZOOMLION但在实际工程上，骨料最大粒径受到多种条件的限制：(1)最大粒径不得大于构件最小截面尺寸的1/4，同时不得大于钢筋净距的3/4。(2)对于混凝土实心板，最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得大于40mm。(3)对于泵送混凝土，当泵送高度在50m以下时，最大粒径与输送管内径之比，碎石不宜大于1:3；卵石不宜大于1:2.5。34中联重科ZOOMLION4）粗骨料的颗粒级配。

石子的粒级分为连续粒级和单粒级两种。

连续粒级指5mm以上至最大粒径Dmax，各粒级均占一定比例，且在一定范围内。

单粒级指从1/2最大粒径开始至最大粒径Dmax。单粒级用于组成具有要求级配的连续粒级，也可与连续粒级混合使用，以改善级配或配成较大密实度的连续粒级。

单粒级一般不宜单独用来配制混凝土，如必须单独使用，则应作技术经济分析，并通过试验证明不发生离析或影响混凝土的质量。35中联重科ZOOMLION三、轻集料

从世界范围来看，目前轻集料（含有孔隙）的应用日趋扩大，尤其在高层建筑中应用更有其优越性。但轻集料混凝土拌合物的泵送，要比普通集料的混凝土困难得多。36中联重科ZOOMLION轻集料的空隙率较大，约为50%左右，尤其是人工轻集料，其孔隙类似独立球状气泡，吸水速度慢，一天的吸水率大多小于10%。但它又具有压力吸水的特性，即在泵送压力作用下要增加吸水量，使拌合水渗入集料的空隙内，引起混凝土的坍落度明显下降，随之使混凝土拌合物的泵送性能明显变坏，易产生阻塞。而在压力消失后，这些水又会再放出来，影响混凝土凝结后的质量。因此尽管混凝土拌合物在泵送前后没有吸水差，但在通过输送管时，却发生相当数量的吸水和放水。37中联重科ZOOMLION过去在相当长的一段时期内，感到轻集料混凝土拌合物难以泵送，原因就在于未完全掌握其压力吸水的特性。为此，对泵送的轻集料混凝土的轻集料，要进行预湿，预湿水量一般不小于15一20%，否则易引起输送管阻塞。日本建筑学会规定，预湿水量为轻集料24h吸水量的1.5倍。我国轻集料混凝土泵送施工尚不多，但过去泵送过炉渣混凝土，由于对炉渣进行预湿，使其充分吸水，泵送效果大为改善。38中联重科ZOOMLION

第三节拌合用水

水是混凝土拌合中重要的材料，它参与水泥的水化反应，对混凝土的质量有影响。根据《混凝土拌合用水标准》（JGJ63—89）的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制各种混凝土。海水可拌制素混凝土，但不宜拌制有饰面要求的素混凝土，更不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。39中联重科ZOOMLION值得注意的是，在野外或山区施工采用天然水拌制混凝土时，均应对水的有机质、氯元素含量等进行检测，合格后方能使用。特别是某些污染严重的河道或池塘水，一般不得用于拌制混凝土。

40中联重科ZOOMLION第四节混合材料

所谓混凝土的混合材料，是除去水、水泥、粗细集料四种主要材料之外，在搅拌时所加入的其他材料。混合材一般分为外加剂和掺合料两大类。用于泵送混凝土的外加剂，主要有减水剂和引气剂两类，个别情况下，如对于大体积混凝土，为防止产生收缩裂缝有时掺入适量的膨胀剂。41中联重科ZOOMLION减水剂是指掺入混凝土拌合物以后，能够在保持混凝土工作性能相同的情况下，显著地降低混凝土水灰比的外加剂。由于水灰比的降低，混凝土硬化后的各种性能(强度、耐久性、抗渗)等，亦能得到改善。国内在泵送混凝土施工中，应用较多的减水剂为木质素磺酸钙。42中联重科ZOOMLION

引气剂是一种表面活性剂，掺入后能在混凝土中引进直径约0.O5ｍｍ的微细气泡。这些气泡均匀地分布，在砂粒周围附着时，起到“滚珠”的作用，使混凝土拌合物的流动性显著增加。而且也能降低混凝土拌合物的泌水性及水泥浆的离析现象，这对泵送混凝土是有利的。

43中联重科ZOOMLION一般普通混凝土引进的空气量为3～6%，空气量每增加1%，坍落度能增加2.5ｃｍ，但混凝土抗压强度下降5%。常用的引气剂有松香热聚物、松香酸钠等。

44中联重科ZOOMLION掺合料最常用者为粉煤灰，它是一种具有活性的水硬性材料。能够与水泥水化析出的氢氧化钙相互作用，形成较强且较稳定的胶结物质。

粉煤灰是一种表面圆滑的微细颗粒，掺入混凝土拌合物后，使流动性显著增加，且能减少混凝土拌合物的泌水和干缩程度，是很好的掺合料。对于大体积混凝土结构，掺加一定量的粉煤灰，还可以降低水泥的水化热，有利于裂缝的控制。45中联重科ZOOMLION

根据我国大量工程实践证明，在泵送混凝土中同时掺加外加剂和粉煤灰(简称“双掺”)，对提高混凝土拌合物的可泵性十分有利，同时还可节约水泥，已经在一定程度上推广。

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第三章新拌混凝土的性能第一节混凝土的和易性

新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。

通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示。

47中联重科ZOOMLION流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中，其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层离析的现象。保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。48中联重科ZOOMLION通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之间存在一定矛盾。和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性。良好的和易性既是施工的要求也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证。49中联重科ZOOMLION1）单位用水量

单位用水量是混凝土流动性的决定因素。用水量增大，流动性随之增大。但用水量大带来的不利影响是保水性和粘聚性变差，易产生泌水分层离析，从而影响混凝土的匀质性、强度和耐久性。

在原材料品质一定的条件下，单位用水量一旦选定，单位水泥用量增减50～100kg/m3，混凝土的流动性基本保持不变，这一规律称为固定用水量定则。

一、影响和易性的主要因素。50中联重科ZOOMLION混凝土固定用水量定则对普通混凝土的配合比设计带来极大便利，即可通过固定用水量保证混凝土坍落度的同时，调整水泥用量，即调整水灰比，来满足强度和耐久性要求。

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51中联重科ZOOMLION2）浆骨比

浆骨比指水泥浆用量与砂石用量之比值。在混凝土凝结硬化之前，水泥浆主要赋予流动性；在混凝土凝结硬化以后，主要赋予粘结强度。在水灰比一定的前提下，浆骨比越大，即水泥浆量越大，混凝土流动性越大。通过调整浆骨比大小，既可以满足流动性要求，又能保证良好的粘聚性和保水性。52中联重科ZOOMLION

3）水灰比

水灰比即水用量与水泥用量之比（W/C）。在水泥用量和骨料用量不变的情况下，水灰比增大，相当于单位用水量增大，水泥浆很稀，拌合物流动性也随之增大，反之亦然。用水量增大带来的负面影响是严重降低混凝土的保水性，增大泌水，同时使粘聚性也下降。但水灰比也不宜太小，否则因流动性过低影响混凝土振捣密实，易产生麻面和空洞。合理的水灰比是混凝土拌合物流动性、保水性和粘聚性的良好保证。53中联重科ZOOMLION4）砂率砂率是指砂子占砂石总重量的百分率，一般控制在38%～45%之间。5）水泥品种及细度水泥品种不同时，达到相同流动性的需水量往往不同，从而影响混凝土流动性。另一方面，不同水泥品种对水的吸附作用往往不等，从而影响混凝土的保水性和粘聚性。如火山灰水泥、矿渣水泥配制的混凝土流动性比普通水泥小。在流动性相同的情况下，矿渣水泥的保水性能较差，粘聚性也较差。同品种水泥越细，流动性越差，但粘聚性和保水性越好。54中联重科ZOOMLION6）骨料的品种和粗细程度卵石表面光滑，碎石粗糙且多棱角，因此卵石配制的混凝土流动性较好，但粘聚性和保水性则相对较差。河砂与山砂的差异与上述相似。对级配符合要求的砂石料来说，粗骨料粒径越大，砂子的细度模数越大，则流动性越大，但粘聚性和保水性有所下降，特别是砂的粗细，在砂率不变的情况下，影响更加显著。55中联重科ZOOMLION7）外加剂改善混凝土和易性的外加剂主要有减水剂和引气剂。它们能使混凝土在不增加用水量的条件下增加流动性，并具有良好的粘聚性和保水性。8）时间、气候条件随着水泥水化和水分蒸发，混凝土的流动性将随着时间的延长而下降。气温高、湿度小、风速大将加速流动性的损失。56中联重科ZOOMLION中联重科与您共创辉煌57中联重科ZOOMLION第二节混凝土的凝结时间

混凝土的凝结时间与水泥的凝结时间有相似之处，但由于骨料的掺入，水灰比的变动及外加剂的应用，又存在一定的差异。水灰比增大，凝结时间延长；早强剂、速凝剂使凝结时间缩短；缓凝剂则使凝结时间大大延长。混凝土的凝结时间分初凝和终凝。58中联重科ZOOMLION初凝指混凝土加水至失去塑性所经历的时间，亦即表示施工操作的时间极限；终凝指混凝土加水到产生强度所经历时间。初凝时间希望适当长，以便于施工操作；终凝与初凝的时间差则越短越好。混凝土凝结时间的测定通常采用贯入阻力法。影响混凝土实际凝结时间的因素主要有水灰比、水泥品种、水泥细度、外加剂、掺合料和气候条件等等59中联重科ZOOMLION第三节混凝土和易性的测量目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，通常是用坍落度试验测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。60中联重科ZOOMLION

第四章影响混凝土可泵性的因素

泵送混凝土是在混凝土泵的推动下沿输送管进行混凝土拌合物输送和浇筑的。对泵送混凝土的要求：

1)满足设计规定的强度、耐久性等要求；

2)满足管道输送对混凝土拌合物的要求，即要求混凝土拌合物有较好的可泵性。

3)可泵性是指混凝土拌合物具有能顺利通过管道、摩擦阻力小、不离析、不堵塞和粘塑性良好的性能。61中联重科ZOOMLION注意:

不是所有混凝土拌合物都能泵送，泵送有其一定的要求。所以在原材料选择和配合比方面要慎重考虑，以求配制出可泵性良好的混凝土拌合物。

62中联重科ZOOMLION★影响混凝土可泵送性的因素

可泵送混凝土的决定因素是合适的配合比。

合适的配合比包括三大要素：

水泥含量、混凝土的稠度、骨料级配。三大要素往往相互交叉起作用。

理想的混凝土可由不同配比组成:

粗骨料的空隙由中骨料填冲，它们之间空隙由小骨料和细骨料填充，余留的空隙由粘合剂填充并结合成一个整体。在泵送过程中，混凝土形成柱塞状流体（宾汉姆体Bingham）。63中联重科ZOOMLION

(a)牛顿液体

(b)宾哈姆体

一般流体和宾哈姆体流动速度区别：64中联重科ZOOMLION一、水泥⑴水泥在泵送过程中的作用未凝固混凝土，作为一种非常稀释的悬浮体，泵送过程中的泵送压力靠其中的液相物质传递。水泥的作用有两方面，一是胶结作用，使混凝土中的骨料始终保持悬浮状况，泵送过程中维持固相物质被液相物质包裹的状态；二是润滑作用，使混凝土同泵的机械部分、输送管道及混凝土内部的磨擦阻力减小而具有良好的流动性。65中联重科ZOOMLION⑵水泥品种对混凝土可泵性的影响水泥应具有良好的保水性能，使混凝土在泵送过程中不易泌水。普通硅酸盐水泥、火山灰水泥的保水性较好，而矿渣水泥的保水性差，用粉煤灰水泥，混凝土流动性好，但早期泌水性较大。因此，采用后两种水泥时，需加大水泥用量，并采用较低的混凝土坍落度，且尽可能地连续泵送，以防止混凝土出现离析和泌水现象。66中联重科ZOOMLION⑶水泥用量水泥用量一般也存在一个最佳值。若水泥用量不足，将严重影响泵的吸入性能，同时使泵送阻力明显增加，并且混凝土保水性很差，容易泌水、离析和发生堵管；若水泥用量过大，则会使混凝土粘性过大，增大泵送阻力。但原则上讲，水泥用量过大时不会影响泵的吸入性能。67中联重科ZOOMLION(4)混凝土外加剂混凝土的配合比是影响泵送性能的关键因素，较严格的骨料级配，较高的水泥用量意味着泵送混凝土成本的提高，但提高水灰比和含砂率又会影响混凝土强度。一个比较经济而有效的办法是采用外加剂来改善混凝土的可泵性。外加剂的种类很多，其中能改善混凝土可泵性的外加剂有加气剂、早强减水剂、超塑化剂、缓凝剂及泵送剂。

68中联重科ZOOMLION二、混凝土的稠度（坍落度）

所谓混凝土的稠度就是我们通常所说的干和稀，工程用语为混凝土坍落度。其对混凝土的可泵性来说非常重要，它决定了未凝固混凝土的使用性和变形能力。它主要取决于混凝土中水泥的量、骨料成分、细料的比例、加入的水的量，但主要影响因素是混凝土的水灰比。69中联重科ZOOMLION（1）坍落度与泵送压力的关系混凝土坍落度的大小反映其流动性能好坏，因此混凝土的输送阻力随着坍落度的增加而减小。换言之，坍落度越小，泵送压力越大，尤其是在坍落度值在15CM以下时，这种变化越为明显。70中联重科ZOOMLION（2）泵送混凝土的坍落度范围

根据经验可知，可泵送混凝土坍落度范围为6～23cm,一般控制在8～18cm,高层和长距离泵送一般控制在15cm

左右。（坍落度过小，阻力增加，易堵管，泵送压力高；坍落度过大，混凝土易离析也易堵管。）71中联重科ZOOMLION对不同泵送高度，入泵混凝土的坍落度可按（如表所示）选用。72中联重科ZOOMLION●混凝土坍落度的保证措施：严格控制混凝土的配合比；尽量缩短混凝土在泵送前的运输时间；保证混凝土的匀质性；采用符合国家标准的水泥，一般不得泵送速凝混凝土。73中联重科ZOOMLION三、骨料的级配1、细骨料混凝土拌合物所以能在输送管中顺利流动，是由于砂浆润滑管壁和粗集料悬浮在砂浆中的缘故。因而要求细集料有良好的级配。①细骨料的品质和质量细骨料可分为河砂、海砂、山砂、人工碎砂。河砂作为细骨料可泵性最好，人工砂表面粗糙，砂形不好，可泵性较差，但其保水性较好。74中联重科ZOOMLION②细骨料的粒度要求(细骨料最佳级配曲线)

细骨料可分为粗砂、中砂、细砂三类，其中中砂可泵性最好；使用细砂，需要增加混凝土中水泥和水用量，加速泵机磨损；用粗砂容易产生离析，导致管道堵塞。所谓中砂是指细度摸数为2.3～3.3范围内的砂子。

75中联重科ZOOMLION图4-1细骨料最佳级配曲线我国现行“混凝土泵送施工技术规程”提供的细集料最佳级配下图所示。图中粗线为最佳级配线，两条虚线之间区域为适宜泵送区。我国的规程亦规定，通过0.315ｍｍ筛孔的砂，其数量不应少于15%。76中联重科ZOOMLION③细骨料的用量在泵送混凝土中，细骨料的用量同粗骨料的空隙率有很大关系，水泥砂浆必须充满粗骨料的间隙，这样不容易离析。如果含砂率偏低，空隙要由水泥来填充，这样必须增大水泥的用量，且混凝土易泌水和离析；如果含砂率过大，则水泥砂浆的流动性大大降低，泵送阻力显著增加，故在一定条件下都有个最佳含砂率。如果粗骨料级配合理，则骨料最大粒径越大，最佳含砂率就越低。

77中联重科ZOOMLION注意：含砂率最小应不低于40％，否则泵送困难。中联重科企业文化核心理念至诚无息博厚悠远78中联重科ZOOMLION2、粗骨料(1)粗骨料的品种和质量泵送混凝土可以采用卵石、碎石或卵石和碎石混合骨料。卵石骨料混凝土的可泵送性最好，混合骨料次之，碎石稍差。碎石中针片状骨料含量过大泵送性能差，一般针片状碎石含量控制在5%以内。另外，孔隙率较大的碎石（如火山石、多孔骨料）泵送性也差，在泵送过程中，泌水较严重，容易出现堵管现象。79中联重科ZOOMLION

⑵粗骨料最大粒径泵送混凝土的粗骨料最大粒径受输送管路最小口径的限制，卵石最大粒径应小于1/3口径；碎石最大粒径应小于1/4口径，允许有少量超径骨料混入，而且它们必须是分散的，粗骨料最大粒径限制见下表：祝朋友兴旺发达，日新月异，在新世纪与中联重科合作愉快！80中联重科ZOOMLION81中联重科ZOOMLION⑶粗骨料的颗粒级配泵送混凝土粗骨料级配以最小空隙为原则，较小的空隙才能以较小的水泥及砂用量获得较好的可泵性。混凝土的可泵性对粗骨料级配间断或不均匀的反应十分敏感，特别是在大高度长距离泵送时，粗骨料的级配至关重要，多加水泥和多加水都是无用的，因此，不要误认为粗骨料粒径越小越好，也不要误认为小粒径骨料越多越好，最重要的是粗骨料的合理级配。82中联重科ZOOMLION级配不合理(阻力大)级配合理(阻力小)83中联重科ZOOMLION值得一提的是：粗骨料粒径出现简短级配时，可采用5～10粒径骨料，或用20～30㎜粒径的骨料代替，同时采用适当加大含砂率的办法，这样不仅能使混凝土的强度提高，同时能获得更好的泵送性能。84中联重科ZOOMLION第五章高性能混凝土

随着我国及世界经济的快速向前发展，各国现代化城市建设也呈现出新的态势，作为现代城市建设显著特征的高层、超高层建筑不断涌现，同时由于人们对建筑耐久性的要求不断提升，这就使高强高性能混凝土的应用日益广泛起来。而高强高性能混凝土的超高泵送，正逐渐成为混凝土泵送领域中一个必须面对和克服的难题。

85中联重科ZOOMLION

世界超高层建筑举例已建成:台北101大厦

508米101层2004年上海环球金融中心

492米101层2007年结构完工国家石油公司双塔大厦1（2）吉隆坡马来西亚452米88层1998年在建：迪拜塔阿联尊约800米160层广州西塔

432米103层环球贸易广场香港490米118层86中联重科ZOOMLION阿联酋迪拜塔施工高度达到了601米

俯视上海（从上海环球金融中心

）

87中联重科ZOOMLION广州西塔建成效果图

中联HBT90.40.572RS泵在西塔施工工地

88中联重科ZOOMLION第一节高性能混凝土有关概念一、概念1、高性能混凝土（HPC）我国著名的混凝土科学家、中国工程院院士吴中伟教授对高性能混凝土的定义为:高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,是以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途的要求,有重点对耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性予以重点保证。89中联重科ZOOMLION2、高强度混凝土（HSC）一般来说，高强度混凝土（HSC）指28d抗压强度超过50MPa的混凝土。我国通常使用的混凝土强度等级为C20至C40。而且大量使用的是C20和C30。但在城市里建设垂直城市（大厦）、大跨度的桥梁和栈桥、海洋深处建筑物等需要C60～C80及更高强度的混凝土。90中联重科ZOOMLION高性能混凝土(HPC)的特性为满足强度、工作性、耐久性三项基本要求，并应根据工程的特殊要求，具有某种特殊性能。高强混凝土是以强度的大小来表征或确定其何谓普通混凝土、高强混凝土与超高强混凝土,而且其强度指标会随着混凝土技术的进步而不断有所变化和提高。因此高性能混凝土应包括高强度混凝土，但高性能混凝土并不一定必须是高强度混凝土。

二、高性能混凝土与高强混凝土的关系91中联重科ZOOMLION三、高性能混凝土的耐久性

在现阶段,可以将高性能混凝土定义为以耐久性和可持续发展为基本要求,并适合工业化生产与施工的混凝土。

耐久性指混凝土能够满足各种设计使用性能,并在使用期间内混凝土的各项设计指标没有明显降低的长期性能。高性能混凝土耐久性的要求：1、抑制碱-骨料反应；2、抗氯离子渗透；3、抑制钢筋腐蚀；4、抗硫酸盐侵蚀；5、混凝土抗冻性能；6、抗混凝土碳化。92中联重科ZOOMLION第二节高性能混凝土的特点及泵送一、高性能混凝土的特点与普通混凝土相比，高性能混凝土（HPC）强度高、耐久性好；高强度混凝土的粗骨料粒小；单位体积的水泥用量较多，在施工中产生水化热较大，混凝土温度较高；随着混凝土强度等级的增加，单位用水量也逐渐较少（水胶比一般0.2-0.35）;含砂率降低，为提高混凝土的和易性，减少其终凝后的收缩徐变，以消除裂缝的产生，通常采用添加外加剂的方法。93中联重科ZOOMLION

高性能混凝土的单位用水量一般很低，在150㎏以下，其流动性的产生主要依靠高效减水剂的强吸附分散作用，致使混凝土拌合物的粘性极大。资料显示，水灰比为0.385时,粘着力为0.01MPa，水灰比为0.28时,粘着力为0.04MPa，系前者的4倍。

94中联重科ZOOMLION二、高性能混凝土的泵送1、新拌高性能混凝土的塑性粘度高性能混凝土（HPC）与普通混凝土（NSC）相比，水灰比低，粘性大。特别是W/C≤0.30的HPC，水泥浆的粘性更大。

HPC的流动特性属宾汉姆体，当作用外力超过屈服值时才产生流动，而流动的快慢则与塑性粘度有关。

95中联重科ZOOMLION★高性能混凝土（HPC）与普通混凝土（NSC）的区别：

1）屈服值表示混凝土能否坍落，HPC与NSC相比，即使坍落度相同（屈服值相同），但由于粘度大，其流动速度慢。2）NSC用坍落度评价其工作性是可行的、公认的；但对HPC来说不能仅用坍落度指标来评定流动性。

原因：坍落度和粘度是两个独立的概念，普通混凝土的屈服值与塑性粘度成正比，知道坍落度后就可以了解其粘度，而对于HPC，在测定坍落度时还应同时测量扩展度所需用时间。96中联重科ZOOMLION◆西塔项目C70高强高性能混凝土的坍落度、扩展度测量坍落度测量坍落度测量97中联重科ZOOMLION在日本，测定了坍落度流动值到50cm所需的时间。在我国进一步演变为倒坍落度筒混凝土流下的时间（秒）。一般情况下，倒坍落度流下的时间在10~20秒范围内，HPC可泵送性能是好的。

倒坍落度混凝土流下的时间，反映出混凝土与泵送管道壁剪切抵抗之间的关系。98中联重科ZOOMLION2、高性能混凝土流动性的测量对于HPC，由于其粘度大，流动速度慢，用单一的坍落度测量方法已不能全面反映其流变特性。测度高性能混凝土粘度的方法有以下几种：1）L型流动测定仪法L型流动仪99中联重科ZOOMLION2）倒塌（坍）落度法高性能混凝土拌合物在不发生离析的情况下，受自重作用从筒中全部流出，流出的速度受拌合物粘度的影响，测定竖筒中混凝土全部流出的时间，除以装料的混凝土体积，得出混凝土拌合物所城贩流出速度，速度值越大，则粘度越小。倒塌落度法一般情况下，倒坍落度流下的时间在10~20秒范围内，HPC可泵送性能是好的。100中联重科ZOOMLION三、高性能混凝土的泵送经验

1、优选原材料。

根据工程实际选用合适的水泥品种；控制粗骨料最大粒径与输送管径之比，防止混凝土泵送时堵塞管道；细骨料宜选用中砂；掺用优质外加剂和粉煤灰。2、优选混凝土配合比。

应考虑混凝土在泵压作用下管道输送的特点，通过控制混凝土的坍落度、扩展度、倒坍落度筒流出时间、压力泌水率、含气量和粘度等工作性指标，优选混凝土配合比。101中联重科ZOOMLION3、混凝土泵的选型及泵管布置。

应根据工程实际混凝土输送量要求及压力要求选用合适的混凝土泵，其最大泵送能力应有一定的储备。管道布置应尽可能避免短、弯、锥管，弯管角度尽可能大，以减小输送阻力，且应保证各管卡接头处密封可靠。4、必要的施工工艺措施。如合理控制高性能混凝土温度措施；减小混凝土拌合物坍落度损失问题措施等。102中联重科ZOOMLION第二部分混凝土泵送产品简介一、混凝土泵送机械发展概况

混凝土泵送机械是一类用于输送和浇筑混凝土的施工设备，它能一次性连续完成水平运输和垂直运输，效率高、劳动力省、综合费用低，尤其对于一些工地狭窄和有障碍物的施工现场，用其它运输工具难以直接靠近施工工程，混凝土泵则更具突出的优势

103中联重科ZOOMLION

1、混凝土泵的发展简史从最早的混凝土泵出现，至今己有90多年的历史。1907年德国就开始研究混凝土泵，并取得专利权。此后，l9l3年美国CornellKee

设计出曲轴机械传动的混凝土泵，取得专利权，并制造出第一台混凝土泵，但经过试运转后即搁置，未得到应用。1927年德国的弗利茨·海尔(FritZHe11)又设计制造了混凝土泵，并第一次获得成功的应用。至1930年德国制造了立式单缸球阀活塞泵。这种泵是靠曲柄和摇杆传动，又是立式单缸，因而工作性能较差

104中联重科ZOOMLION此后，荷兰人库依曼(J·C·Kooyman)在上述基础上进行了重大的改进，在1932年成功地将立式缸改为卧式缸，设计制造了库依曼型混凝土泵。这种泵有一个卧式缸及两个由联杆操纵联动的旋转阀，它成功地解决了混凝土泵的构造原理问题，大大提高了工作的可靠性。至今，许多混凝土泵仍然保存了这种设计的基本特点，只是在动力和传动机构以及分配阀方面进行了改进。由于库依曼型混凝土泵的流道合理，工作可靠，因而当时德国的托克里特(Torkret)、法国的爱尔马科(Almacoa)、美国的钦贝尔特(ChainBe1t)和英国混凝土泵公司都曾获得特许证制造和出售这种混凝土泵。105中联重科ZOOMLION

2、我国混凝土泵送设备发展历史

我国在50年代就曾从国外引进过混凝土泵，60年代初，上海重型机器厂又生产了仿苏C-284型排量为40m‘/ｈ的固定式混凝土泵，生产中虽有应用，但未能推广。70年代初，原一机部建筑机械研究所与原沈阳振捣器厂合作进行混凝土泵的研制工作，于1975年试制成功排量为8m’/ｈ的HB-8型固定式活塞泵。后来，原国家建委长沙建筑机械研究所又与湖南常德机械厂合作，于1978年6月研制成功HB-l5油压活塞式混凝土泵。106中联重科ZOOMLION

至90年代末期，以中联等品牌为主导的国产设备在我国市场上已占椐垄断地位，一改过去大量依赖进口的状况。现在能在我国市场仍占一部分份额的国外品牌几乎仅剩德国大象（PM）和施维英（Schwing）两家，他们在上海都设立了独资厂。107中联重科ZOOMLION

二、混凝土泵的分类

混凝土泵的种类很多，可以按排量大小、工作原理、行走装置或配备其他装置的情况分类。

按排量大小分类混凝土泵按排量大小可分为小型、中型、大型三类。排量30m3／h的属小型泵；排量30--80m3／h的为中型泵；排量超80m3／h的为大型泵。目前应用最多的是中型泵。

108中联重科ZOOMLION按工作原理分类活塞式混凝土泵----机械式液压式挤压式混凝土泵压缩空气输送罐109中联重科ZOOMLION活塞式混凝土泵压缩空气输送罐挤压式混凝土泵110中联重科ZOOMLION1、2`主油缸3水箱4、换向装置5、6混凝土缸7、8混凝土活塞

9、料斗10、S阀11、摆动轴12、13摆动油缸14、出料口111中联重科ZOOMLION吸入端套管内压力0.3bar挤压出口端112中联重科ZOOMLION

按移动方式分类

(1)固定式(2)拖挂式(3)自行式(4)其它

自行式混凝土泵车拖挂式混凝土泵固定式混凝土泵（工业泵）113中联重科ZOOMLION自行式布料泵114中联重科ZOOMLION

按驱动力分类

(1)电动式(2)内燃式中联S阀混凝土泵(内燃式)中联混凝土泵(电动式)115中联重科ZOOMLION★泵车、车载泵及混凝土拖泵的区分底盘+混凝土泵+上装总成底盘+混凝土泵泵车车载泵混凝土泵泵车是指具有行驶、泵送、布料三种功能为一体的这样一种机械设备；如果没有臂架，只有底盘和泵送单元，我们称之为车载（式）泵；既无底盘，又没有布料臂，就是我们所说的混凝土泵；无底盘、无泵，我们称之为布料机（杆）。116中联重科ZOOMLION117中联重科ZOOMLION按底盘分：底盘一般都选用国际品牌如瑞典VOLVO，德国Mercedes-Benz，日本ISUZU等公司生产的专用底盘，部分泵车采用国产底盘的泵车，如中联重科采用的浦沅专汽底盘和北汽福田采用的欧曼底盘，在市场上使用情况也还不错。按臂架展开方式分：R形臂架，Z形臂架，RZ形臂架R形臂架Z形臂架118中联重科ZOOMLION按臂架长短分：反映泵车性能的重要参数，它决定了泵车的布料作业范围，臂架越长其作业范围越大，工地适应性越强。主流泵车臂架也从37米向42—47米中联：37，40，42，46，，47，49，50，52三一：37，38，42，45，48，52，56，66发展方向：向长臂架发展

119中联重科ZOOMLION三、泵送设备型号代码及主要技术参数

1、设备型号代码1）拖泵中联拖泵：HBT60.16.110SB表示最大出口压力为16MPa，最大理论方量60方，额定功率为110KW，B型电动S阀拖式混凝土泵。三一拖泵：HBT60C-1810Ⅲ表示最大出口压力为10MPa，最大理论方量60方，油缸行程1400mm,S阀拖式混凝土泵。120中联重科ZOOMLION2）泵车企业代号特种车代号整机重量产品改型编号泵车标准代号泵送方量布料高度如中联重科ZLJ5420THB125-47ZLJ5420THB125-47如：三一重工SY5381THB-45SY5381THB45121中联重科ZOOMLION3）车载泵企业代号特种车代号泵送方量标准代号如中联ZLJ5110THBZLJ5110THB122中联重科ZOOMLION2、泵送设备的主要技术参数

理论输送方量（M3）理论泵送压力（Mpa）输送缸内径×行程（mm）液压系统形式分配阀形式原动机功率料斗容积（L）上料高度（mm）垂直布料高度（m）水平布料半径：布料深度（m）臂节长度

展臂角度回转角度（°）底盘型号

123中联重科ZOOMLION1）泵送系统主要参数最大理论输送量m3/h120混凝土最大出口压力MPa6.5额定工作压力MPa32泵送频率min-122（开式23）料斗容积L550上料高度mm1540

液压系统型式闭式（部分37/40米开式）分配阀形式S管阀油缸缸径×行程mm130×2100混凝土缸径×行程mm