泵送混凝土的施工技術(shù)應(yīng)用探析

李 斌

河南國(guó)龍礦業(yè)建設(shè)有限公司（476600）

0 引言

在我國(guó)目前的高層建筑和大體積基礎(chǔ)混凝土中，已較廣泛地采用了泵送混凝土的施工技術(shù)，并取得較好效果。泵送混凝土使用的材料質(zhì)量直接影響著混凝土的可泵性，特別是骨料的種類、形狀、粒徑和級(jí)配等技術(shù)指標(biāo),對(duì)泵送混凝土性能影響很大。因此，嚴(yán)格控制好材料質(zhì)量是控制好泵送混凝土施工的關(guān)鍵。

1 混凝土的泵送原理分析

泵送混凝土是一種粘滯流體物質(zhì)，它的特性是在外力作用下可以滾動(dòng)，但屈服值不為零。管內(nèi)混凝土在泵送壓力作用下，混凝士?jī)?nèi)的水泥砂漿向管的外側(cè)滾動(dòng)，在管壁形成了一薄層屈服剪應(yīng)力較小的水泥砂漿，它的屈服剪應(yīng)力要比混凝土的屈服剪應(yīng)力小得多，于是管內(nèi)混凝土形成一個(gè)整體在管內(nèi)滾動(dòng)，這層水泥砂漿就猶如混凝土與管壁之間的潤(rùn)滑劑。

2 混凝土材料質(zhì)量要求

1）水質(zhì)的要求∶凡可以飲用的水均可用于拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土，當(dāng)采用其他水源時(shí)，應(yīng)進(jìn)行取樣檢測(cè)。未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、污水、沼澤水及海水不能使用。

2）水泥的要求∶泵送混凝土所用的水泥，一般為普通硅酸鹽水泥，施工現(xiàn)場(chǎng)溫度較高和大體積混凝土，宜用水化熱較低的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥。水泥用量不僅應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，而且要保證一定量的水泥漿作潤(rùn)滑劑，減少輸送過(guò)程的阻力。但過(guò)多的水泥量，反而會(huì)增加混凝土的粘性，增大摩擦，故水泥用量要控制在300 kg/m2。

3）粗和細(xì)骨料的要求∶粗骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，泵送高度＜50 m，不宜大于1∶3。細(xì)骨料的要求∶泵送混凝土應(yīng)比普通混凝土適當(dāng)提高砂率，以適應(yīng)管道輸送的需要；但砂率過(guò)高，會(huì)降低和易性，故在滿足可泵性的前提下盡量降低砂率。宜采用中砂，通過(guò)0.315 mm篩的顆粒含量為20%～30%，其中通過(guò)0.16 mm篩的細(xì)粉料含量約為8%～20%。

4）摻合料的要求大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，混凝土中摻入一定數(shù)量的優(yōu)質(zhì)粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應(yīng)，起到潤(rùn)滑作用，可改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，從而提高可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥水化熱,減少絕熱條件下的溫度升高，故適于高溫季節(jié)和大體積混凝土施工。

5）外加劑的要求泵送混凝土需要混凝土的高流動(dòng)性，而使混凝土能夠泵送，主要是使用了混凝土外加劑，主要是混凝土泵送劑。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(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。

6）泵送混凝土的水灰比過(guò)大,混凝土稠度減少，流動(dòng)性好，泵送壓力下降；但如果混凝土過(guò)稀，保水性不好，容易發(fā)生離析而堵塞管道，故應(yīng)限制水灰比在0.4～0.6之間。氣溫對(duì)坍落度損失的影響∶氣溫升高，一方面水泥的水化反應(yīng)加快，坍落度損失增大；另一方面，升溫后引起的水份揮發(fā)增大，也將導(dǎo)致坍落度損失。泵送混凝土坍落度以8～15 cm為宜。

3 泵機(jī)的布置與現(xiàn)場(chǎng)管道鋪設(shè)

1）選擇泵機(jī)位置時(shí)，應(yīng)盡可能靠近澆筑地點(diǎn)，附近有水源和照明設(shè)施、無(wú)障礙物。泵機(jī)周圍應(yīng)當(dāng)有一定的空間便于操作，并應(yīng)搭設(shè)防護(hù)棚。

2）泵機(jī)與攪拌車的匹配。由于攪拌站與施工現(xiàn)場(chǎng)之間有一定距離，而且攪拌車的出料量與泵機(jī)的輸送量存在一定的差值，因此存在泵機(jī)與攪拌運(yùn)輸車的匹配問(wèn)題，應(yīng)采用接力泵。泵送混凝土?xí)r，接力泵的設(shè)置位置應(yīng)使上下的輸送能力相匹配。

3）如果澆筑工程每層建筑面積較大，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采用兩臺(tái)混凝土泵同時(shí)澆筑。此時(shí)選定的位置要使其各自承擔(dān)的澆筑量接近，要求同時(shí)澆筑完畢，避免留置施工縫。

4）宜選擇最短的線路為輸送管道，管道中應(yīng)盡量少用彎管和軟管,更應(yīng)避免使用彎度過(guò)大的彎頭，管端末段活動(dòng)軟管彎曲不得超過(guò)180°,并不得扭曲。

5）垂直輸送管用預(yù)埋件固定在墻、柱或樓板預(yù)留孔處或用木楔子楔緊，在墻及柱上每節(jié)管至少設(shè)一個(gè)固定點(diǎn)。水平管每隔一定距離用支架固定，且水平管越短越好。

6）最下部一段垂直管下面的彎管，要另外單獨(dú)設(shè)置固定設(shè)施來(lái)承受管的重量。

4 混凝土的泵送工藝分析

4.1 混凝土泵送注意事項(xiàng)

必須強(qiáng)調(diào)如下幾點(diǎn)∶

1）盡可能按平層法澆筑，澆筑厚度30～50 cm，應(yīng)由遠(yuǎn)而近逐層澆筑。

2）混凝土下料高度不得大于1 m，不得向模板內(nèi)側(cè)面直沖布料，也不得直沖鋼筋骨架。

3）澆筑豎向結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r，不得在同一處連續(xù)布料，應(yīng)在2～3 m范圍內(nèi)水平移動(dòng)布料，宜垂直于模反布料。要有效消除不均勻流動(dòng)現(xiàn)象，倉(cāng)面的泌水要及時(shí)排除。

4）振搗泵送混凝土?xí)r，振動(dòng)棒移動(dòng)間距宜為40 cm左右，振搗時(shí)間宜在15～30 s，切忌一次長(zhǎng)時(shí)間振搗，覆蓋第二層混凝土前，再進(jìn)行第二次復(fù)振，既可以振搗密實(shí)，排除氣泡，又可防止過(guò)振產(chǎn)生骨料下沉分離。

5）澆完混凝土的倉(cāng)面應(yīng)覆蓋保溫材料，加強(qiáng)淋水養(yǎng)護(hù)。

4.2 泵送前的準(zhǔn)備

1）炎熱季節(jié)施工時(shí)，要在混凝土輸送管上遮蓋濕罩布或濕草袋降溫，以避免陽(yáng)光照射，增加混凝土的坍落度，同時(shí)每隔一定的時(shí)間灑水濕潤(rùn)，以降低入模溫度；低溫天氣施工時(shí)，應(yīng)采取遮蓋或保溫材料包裹。

2）對(duì)泵機(jī)進(jìn)行全面的檢查，符合要求后開(kāi)機(jī)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。泵機(jī)啟動(dòng)后，先泵入適量清水，以濕潤(rùn)料斗、活塞和輸送管等與混凝土直接接觸的部位。再用與泵送混凝土成分相同配合比的水泥砂漿潤(rùn)滑混凝土泵和輸送管道。

3）檢查輸送管道的鋪設(shè)是否合理、牢固，照明和水源是否能正常使用。

4.3 混凝土泵送

1）泵送時(shí)應(yīng)先慢速，同時(shí)檢查泵機(jī)各部件是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常和輸送管道是否漏漿、牢固，待各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方可開(kāi)始加速至正常速度。如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停機(jī)檢查。

2）如在泵送中途因故必須中斷時(shí)，中斷時(shí)間不得超過(guò)攪拌至澆筑完畢所允許的時(shí)間。

3）泵送混凝土?xí)r，如因混凝土供應(yīng)不上或其他原因使輸送管吸入空氣，此時(shí)應(yīng)立即反泵吸出管內(nèi)混凝土至料斗中重新拌合并排出空氣后,重新泵送。

4）混凝土運(yùn)送至澆筑地點(diǎn)，應(yīng)立即澆筑入模，如混凝土拌合物出現(xiàn)離析或分層現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)混凝土拌合物進(jìn)行二次攪拌。

5）泵送完畢后，應(yīng)將混凝土泵里混凝土清理完畢并將泵和輸送管道清洗干凈。

5 常見(jiàn)堵塞原因及預(yù)防措施

1）骨料級(jí)配不合理,碎石或卵石直徑過(guò)大，拌制出的混凝土?xí)?dǎo)致管道堵塞;混凝土的水灰比過(guò)大，保水性不好，坍落度變化過(guò)大等都容易發(fā)生離析而堵塞管道。預(yù)防措施是控制骨料的直徑和水泥用量，限制水灰比在恰當(dāng)?shù)姆秶?，保證坍落度不發(fā)生較大的變化。

2）輸送管道鋪設(shè)不合理，彎管太多和管道過(guò)長(zhǎng)等都容易發(fā)生堵塞。預(yù)防措施是在設(shè)計(jì)管道線路時(shí)，選擇路線最短、彎道最少的線路，并且管道要固定牢靠。

3）如果在泵送過(guò)程出現(xiàn)油溫升高、壓力升高、輸送管明顯震動(dòng)等現(xiàn)象而泵送困難時(shí)，應(yīng)立即查明原因，此時(shí)應(yīng)慢速泵送或反泵，防止堵塞。反泵后將管道清洗干凈后才能重新泵送。

6 裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

與普通混凝土相比,由于泵送混凝土流動(dòng)性大、砂率大及水泥用量較高，以及振搗不均勻等原因?qū)е禄炷帘砻嬉桩a(chǎn)生裂縫、收縮值較大等問(wèn)題,影響了混凝土質(zhì)量。預(yù)防措施是∶

1）在滿足結(jié)構(gòu)要求和可泵性的前提下，控制水灰比和盡可能減少坍落度。

2）摻入適量的摻合料和外加劑，改善混凝土的工作性能。

3）混凝土運(yùn)輸中不致發(fā)生分離、漏漿、嚴(yán)重泌水、過(guò)多的溫度回升和坍落度損失。

4）混凝土的自由澆筑高度不宜大于1.5 m,否則應(yīng)設(shè)緩降措施，防止骨料分離。

5）混凝土的振搗應(yīng)在初凝前完成。振搗時(shí)應(yīng)快插慢拔，至表面泛漿不冒汽泡時(shí)為準(zhǔn)。梁、柱節(jié)點(diǎn)鋼筋較密時(shí)，阻礙混凝土粗骨料向下流動(dòng)分布，以至粒料分離，降低混凝土握裹力。故宜用小粒徑石子同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土澆筑,并用小直徑振棒振搗，并保證密實(shí)性和均勻性。

6）澆筑完畢后養(yǎng)護(hù)混凝土主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫?；炷翝仓瓿珊?2 h以內(nèi)，及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)設(shè)置保護(hù)措施，以防止寒潮襲擊。對(duì)采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d，抗?jié)B混凝土14 d。

7 結(jié)語(yǔ)

泵送混凝土的使用在目前的建筑市場(chǎng)取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，它不僅具有輸送能力大、效率高、能連續(xù)作業(yè)、提高單位工程施工進(jìn)度等特點(diǎn)，而且減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大減少城市環(huán)境污染和噪音周期，更為公司、項(xiàng)目部、業(yè)主創(chuàng)下了良好的聲譽(yù)。

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