現場自拌泵送混凝土在工程實踐中的應用

李衛豐

1 概述

寧夏中衛供電局生產調度大樓工程,框剪結構,地下1層,地上9層,建筑總高度38 m,建筑物投影平面為外半徑為50 m的半圓環形。工程總建筑面積15 687.8 m2,其中地下室車庫面積為4 100 m2。基礎形式為筏板基礎,埋深6.2 m,混凝土剪力墻厚0.25 m,混凝土強度等級為C35,地下室混凝土澆筑量約5 300 m3,主體結構混凝土澆筑總量約9 800 m3。根據結構混凝土澆筑強度及工藝間歇、工期要求,決定采用泵送混凝土澆筑,經過考察,中衛市商品混凝土廠只有一家,而且生產能力有限,不能滿足本工程大體積混凝土連續澆筑的要求,所以決定采取現場自建攪拌站,攪拌樓集中拌制,混凝土泵輸送入倉。

2 攪拌站的建立

2.1 攪拌機和進料配料系統設備配置

1)混凝土采用泵送入倉,特殊部位塔吊輔助澆筑。施工機械配置為2臺JS500型強制式攪拌機拌和,一臺HPD800B型自動上料稱量系統、一臺ZL40裝載機上料和一臺HBT60型混凝土泵。JS500型強制式攪拌機生產率為25 m3/h,HBT60混凝土泵的輸送量為60 m3/h,最大垂直輸送距離為280 m,最大水平輸送距離為280 m。2)以混凝土澆筑方量最大的筏板基礎為例,計算混凝土的供應能力是否滿足施工要求。由于施工過程中裝拆混凝土輸送管、布料停歇、配管條件等影響,將會使混凝土的生產率降低,降低系數按0.4考慮,則每小時混凝土的澆筑量為25×2×0.4=20 m3。3)基礎泵送防水混凝土的坍落度為120mm～140 mm,根據施工經驗混凝土振搗后的自由流淌坡度約為1∶8～1∶10。基礎筏板厚度為600 mm,泵送混凝土振搗后的自由流淌坡度按1∶10計算,則每層混凝土澆筑寬度為 B=10×0.6=6 m;每層混凝土最大澆筑寬度為34 m,則每層混凝土澆筑面積為 S=6×34=204 m2;每層混凝土按照300 mm的澆筑厚度要求,每層混凝土澆筑方量為 V=204×0.3=61.2 m3;泵送一層混凝土所用的時間為 h=61.2÷20=3 h,小于混凝土的初凝時間6 h。

2.2 砂、石堆場

砂、石堆場布置在攪拌站后面,規劃面積150 m2,場地用200 mm厚C25混凝土硬化,砂石分區堆放,防止泥土等雜物進入料內或混料造成混凝土級配不準。配備一臺40型裝載車上料并將砂石分別隨時堆放整齊,滿足工程消耗所需,并方便的組織進料補充。

2.3 水池、水泥和外加劑堆場

攪拌站配一個8 m3的水池及一個3 m3的水箱,能保證混凝土拌和及機械清洗所需。配備2個相適應的水泥罐,輪流使用及時補充,能夠滿足混凝土生產的需要又不使水泥積壓。粉煤灰和泵送劑、防凍劑等外加劑根據現場情況分別放置,以方便使用。

2.4 混凝土輸送泵

混凝土輸送泵以能滿足輸送距離和高度及混凝土的單位時間輸送量為依據,布置在攪拌機前靠近建筑物一側,用泵管接至澆筑倉號。根據本工程的平面造型和建筑高度,本工程混凝土泵管最遠輸送距離120 m,最大輸送高度42 m。選用HBT60混凝土泵的輸送量為60 m3/h,最大垂直輸送距離為280 m,最大水平輸送距離為280 m,能夠滿足工程需要。

3 泵送混凝土原材料控制

1)水泥。泵送混凝土一般選用普通硅酸鹽水泥,根據本工程抗滲及冬季施工等特點,選用華泰新普通硅酸鹽P.O42.5水泥。水泥進貨時有質量證明書,并按批量檢驗其強度、安定性、初終凝時間等指標,檢驗合格方可使用。2)砂子。泵送混凝土要求細骨料有良好的級配,根據工程施工地區的砂源特點和施工技術要求,選用營盤水中砂,細度模數 2.6～3.1,含泥量在2%～3%范圍內,質量指標符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》的規定。3)石子。選用級配良好的碎石,使混凝土具有較好的可泵性,粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比應符合規定。粗骨料針、片狀顆粒含量在10%以內,其含泥量在1%以內,泥塊含量在0.5%以內,質量指標應符合《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》的規定。根據本工程鋼筋混凝土的特點及泵送管道的管徑,選用孟家灣5 mm～25 mm碎石,質量符合要求。4)粉煤灰。泵送混凝土要求混凝土有良好的流動性,在混凝土中摻入一定量優質的粉煤灰后,不僅能替代一部分水泥,而且可起到潤滑作用。所用粉煤灰質量必須達到一級,質量指標應符合國家現行標準《粉煤灰在混凝土和砂漿中應用技術規程》的規定。本工程選用寧夏青銅峽火電廠生產的天利Ⅰ級粉煤灰。5)外加劑和水。外加劑質量應符合國家現行標準《混凝土外加劑應用技術規范》的規定,本工程主要摻用的外加劑有山西永紅NF-4高效復合泵送劑、RT-B4膨脹劑,質量符合規定。水采用城市管網自來水。

4 混凝土配合比設計

1)必須選擇有相應資質和能力的試驗室進行配合比設計。2)混凝土配合比應根據工程結構特點和要求、輸送距離和高度、氣溫條件、泵機性能及原材料的特性等情況進行設計。3)混凝土應根據設計要求、工程部位和泵送混凝土的特點確定坍落度。坍落度的確定應考慮到氣溫、泵送距離和高度、緩凝、膨脹、抗滲等因素。4)泵送混凝土水泥用量不小于300 kg/m3,水灰比宜為0.4～0.6;砂率要比普通混凝土大,泵送混凝土砂率宜為35%～45%,粉煤灰摻量感激不大于20%。5)根據攪拌站原材料的不同,將混凝土設計配合比按規范規定的方法調整為施工配合比。

5 混凝土的攪拌與泵送

1)施工中認真做好計量設備器具的校驗工作,提高稱量精度,嚴格按施工配合比控制每盤混凝土所需原材料用量,確保混凝土質量。2)必須保證混凝土充分攪拌,加入外加劑或粉煤灰等外加材料的混凝土攪拌時間應比普通混凝土延長30 s。3)人工添加外加劑及粉煤灰時必須對操作人員進行交底和培訓,務必添加準確,誤差小于0.5%。4)混凝土入泵坍落度不宜大于180 mm,當氣溫較高或泵送較遠及為大體積混凝土時,須考慮采取緩凝措施。5)泵機泵送混凝土前,應先用同標號去石混凝土的水泥砂漿潤滑管道,如澆筑框柱和剪力墻時,可將此砂漿接住后按要求打入柱、墻底等部位內,和之后的混凝土混在一起澆筑。6)混凝土卸入泵機料斗的同時,泵機的攪拌器應不停攪拌。泵機料斗內混凝土量應始終保持蓋過混凝土輸送缸,使泵機料斗內經常保持2/3的混凝土,以防管路吸入空氣,導致堵管。7)泵送混凝土應連續進行,盡量避免停泵,如有間歇應經常使混凝土泵轉動,以防堵管。當管內混凝土接近初凝時,應將管內混凝土排出并沖洗干凈。8)泵送混凝土結束或堵管清渣后,應及時用高壓水沖洗干凈,確保泵機、泵管、接頭附件等潔凈、通暢。

6 混凝土施工

1)基礎混凝土按設計的后澆帶縫位置,分段連續進行澆筑施工。2)混凝土澆筑應連續分層進行,上下兩層混凝土澆筑間隔時間應小于初凝時間,每澆一層混凝土都要用插入式振搗器插入至表面翻漿不冒氣泡為止,必要時在上下兩層混凝土間注入50 mm厚與混凝土同標號的水泥砂漿。3)澆筑柱、墻時,為避免墻腳產生蜂窩現象,在底部應先鋪一層50 mm～100 mm厚與混凝土同標號的水泥砂漿,以保證接縫質量。4)在混凝土攪拌過程中對使用的原材料質量和配合比進行檢查,確保混凝土質量和等級與供應的工程部位要求相符。5)混凝土輸送到現場后,要進行現場檢查核定,與攪拌站加強溝通,確定混凝土是否與澆筑部位強度相符。

7 結語

本工程現澆混凝土方量較大,在市場商品混凝土供應難以滿足的情況下,在現場自設混凝土攪拌站及泵送系統,注重配合比和原材料的選擇,在保證強度的前提下,選用適宜的摻合料和外加劑,改善了混凝土的和易性,提高了混凝土的可泵性。