高強(qiáng)混凝土超高泵送技術(shù)的應(yīng)用

摘 要高強(qiáng)超高泵送混凝土技術(shù)是現(xiàn)在混凝土的發(fā)展方向。本文通過影響高強(qiáng)超高泵送混凝土配合合比因素的論述，指出了高強(qiáng)超高泵送混凝土的技術(shù)要求極其評(píng)價(jià)可泵性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

關(guān)鍵詞 高強(qiáng) 超高 泵送混凝

1.前言

超高泵送混凝土技術(shù)一般是指泵送高度超過200米的現(xiàn)代混凝土泵送技術(shù)。對(duì)于高度大于200米的高強(qiáng)度等級(jí)混凝土超高層泵送來說，混凝土強(qiáng)度高、黏度大，因此泵送壓力較高，泵送施工尤其困難，給整個(gè)施工澆筑過程帶來一系列有待探討的技術(shù)難題。

2.影響高強(qiáng)泵送混凝土配合比的因素

2.1混凝土的可泵性與混凝土組成材料及其配合比密切相關(guān)，與混凝土和管壁間的摩擦、壓力條件下漿體性能及混凝土質(zhì)量變化等有關(guān)。

2.2配制思路是，首先確定水泥和外加劑品種，確定優(yōu)質(zhì)礦物摻合料，尋找最佳摻合料用量比例，然后確定摻合料的最佳替代摻量，通過調(diào)整外加劑性能、砂率、粉體含量等措施，進(jìn)一步降低混凝土和易性尤其是黏度的經(jīng)時(shí)變化率。

2.3確定試驗(yàn)室最佳配合比，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際泵送高度變化（混凝土性能、泵送損失）情況，采用不同的配合比進(jìn)行生產(chǎn)施工。混凝土配合比對(duì)可泵性的影響主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面。

2.3.1坍落度（或擴(kuò)展度，均為流動(dòng)性表征參數(shù)）

坍落度（擴(kuò)展度）大的混凝土，流動(dòng)性好，在不離析、少泌水（水分不游離）的條件下，混凝土黏度合適（不粘管壁），具有粘著系數(shù)和速度系數(shù)小的性質(zhì)。

2.3.2膠凝材料用量

膠凝材料用量增加、水膠比較低，一般均引起粘著系數(shù)和速度系數(shù)隨之增大，但過少（水膠比大）時(shí)，容易發(fā)生離析、泌水造成拌和物不均勻而引起堵管。

2.3.3砂率

砂率過高，需要足夠的漿體才能提供合適的潤(rùn)滑層，否則粘著系數(shù)和速度系數(shù)會(huì)加大，適當(dāng)降低砂率可以提供適當(dāng)?shù)臐{體包裹量，當(dāng)過低則容易發(fā)生離析。通常，由于粗骨科空隙率較大，相對(duì)而言漿體含量不足，砂率偏高，應(yīng)提供適當(dāng)數(shù)量的細(xì)粉料（增加粉煤灰、引氣劑用量以增加漿體體積含量），保證混凝土有足夠的和易性。

2.3.4粗骨料

骨料粒徑大小、顆粒形狀、表面結(jié)構(gòu)、級(jí)配組成、吸水性能對(duì)混凝土可泵性影響很大，應(yīng)選擇空隙率小、針片狀含量少、吸水率小的骨料，堆積密度≥1500kg/m3.

2.3.5細(xì)骨料

細(xì)骨料比粗骨料對(duì)可泵性的影響作用大。泵送混凝土用細(xì)骨料應(yīng)尤其注意0.3mm和0.15mm篩通過的細(xì)砂含量，應(yīng)分別在15%-30%和5%-10%。這部分砂對(duì)漿體的流動(dòng)性、離析和泌水、黏度性能、含氣量等影響作用極大，極易影響混凝土的可泵性。

2.3.6含氣量

含氣量對(duì)混凝土的和易性及可泵性影響很大，以氣泡結(jié)構(gòu)（數(shù)量及大小）表示，一般含氣量在3%-5%為宜。

3.超高泵送混凝土的技術(shù)要求

3.1混凝土可泵性是表示混凝土在泵壓下沿輸送管道流動(dòng)的難易程度及穩(wěn)定程度的特性。可泵性主要表現(xiàn)為流動(dòng)性和內(nèi)聚性。流動(dòng)性是能夠泵送的主要性能；內(nèi)聚性是抵抗分層離析的能力，即使在振動(dòng)狀態(tài)下或在壓力條件下也不易發(fā)生水與骨料的分離。

3.2較好的可泵性，就要保證混凝土在泵送過程中具有良好的流動(dòng)性、阻力小、不離析、不易泌水、不堵塞管道等性質(zhì)。超高泵送混凝土技術(shù)的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義使得該技術(shù)的普及推廣成為趨勢(shì)，也對(duì)泵送混凝土提出了以下要求。

3.2.1混凝土與管壁的摩擦阻力要小

泵送壓力合適，否則輸送的距離和單位時(shí)間內(nèi)輸送量受到限制；混凝土承受的壓力加大，混凝土質(zhì)量會(huì)發(fā)生改變。

3.2.2泵送過程中不得有離析現(xiàn)象。

若混凝土在泵送過程中有離析現(xiàn)象，則粗骨料在砂漿中則處于非懸浮狀態(tài)，骨料相互接觸，摩擦阻力增大，超過泵送壓力時(shí)，將引起堵管。造成堵塞的原因也有很多：①離析（內(nèi)聚性太差，黏度過低），各物料不能同步移動(dòng)；②細(xì)顆粒含量太高，拌合物的摩擦阻力大（黏度過大），活塞通過水傳遞的壓力不足以推動(dòng)混凝土；③水在壓力下在拌合物內(nèi)部發(fā)生了大的轉(zhuǎn)移，水不連續(xù)導(dǎo)致壓力無法傳遞。

3.2.3在泵送過程中（壓力條件下）混凝土質(zhì)量不得發(fā)生明顯變化。①本來泵壓足夠，但漿體保水差、骨料吸水率大，在壓力條件下，水分向前方和骨料內(nèi)部遷移，使混凝土漿體流動(dòng)性降低、潤(rùn)滑層水分喪失而干澀、含氣量降低，局部混凝土受到擠壓密實(shí)，引起摩擦阻力較大，超過泵送壓力，引起堵管。②本來因輸送距離和摩擦阻力原因造成泵壓不足，同時(shí)漿體流動(dòng)性不足，拌合物移動(dòng)速度過緩，混凝土承受壓力時(shí)間過長(zhǎng)，持續(xù)壓力條件下，保水性好的混凝土雖然無水分遷移但含氣量引起損失，使局部混凝土受到擠壓而密實(shí)并喪失流動(dòng)性，摩擦阻力進(jìn)一步加大，泵壓更為不足，引起堵管。

4.超高泵送混凝土的評(píng)價(jià)

國(guó)內(nèi)主要采用坍落度和壓力泌水率對(duì)混凝土可泵性進(jìn)行評(píng)價(jià)，目前主要以坍落度試驗(yàn)為主。

4.1坍落度試驗(yàn)

4.1.1坍落度試驗(yàn)法是經(jīng)典的評(píng)價(jià)方法，雖然有缺陷，但表征混凝土的流動(dòng)性簡(jiǎn)便易行、指標(biāo)明確，是目前評(píng)價(jià)混凝土可泵性的最主要方法。主要缺陷在于受操作技術(shù)影響大，觀察粘聚性、保水性受主觀影響。采用坍落度方法測(cè)定可泵性時(shí)，通常通過坍落度、擴(kuò)展度和倒坍落度筒的流下時(shí)間來評(píng)價(jià)拌合物流動(dòng)性、粘度等式性能。

4.1.2通常用倒坍落度筒的流下時(shí)間t（s）、擴(kuò)展度（mm）、坍落度（mm）等表示可泵性的好壞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：①t在5-30s、SF≥450mm、SL在180-220mm時(shí)，混凝土可泵性好、阻力小、容易泵送；②當(dāng)t≥30s、SF≤450mm時(shí)，混凝土不易泵送。③超高泵送時(shí)，SL≥240mm，SF≥600mm，t≤15s。

4.2壓力泌水實(shí)驗(yàn)

混凝土拌和物在管道中的壓力推動(dòng)下進(jìn)行輸送，水是傳遞壓力的介質(zhì)，如果在泵送過程中，由于壓力大或管道彎曲、變徑等出現(xiàn)“脫水現(xiàn)象”，水分通過骨料間空隙滲透，而使骨料聚結(jié)，引起堵塞。壓力泌水試驗(yàn)法可以測(cè)定拌和料的保水性、反映阻止拌和水在壓力下滲透流動(dòng)的內(nèi)阻力。

5.結(jié)論

5.1超高泵送高強(qiáng)混凝土的關(guān)鍵與難點(diǎn)在于，高強(qiáng)混凝土與普通混凝土SL和SF相同，但SF、t不同（粘度較大），要解決黏度與和易性之間的矛盾、坍落度與擴(kuò)展度泵送損失的控制、擴(kuò)展度和黏度經(jīng)時(shí)損失的問題、高流動(dòng)性混凝土的抗壓強(qiáng)度保證問題。解決這些問題要優(yōu)化原材料品種和混凝土配合比；經(jīng)時(shí)損失問題通過調(diào)整外加劑組分解決；強(qiáng)度問題通過提高配比強(qiáng)度富余系數(shù)，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)取樣的現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)等內(nèi)容進(jìn)行控制。

5.2超高泵送混凝土技術(shù)已成為高層建筑施工技術(shù)不可缺失少的一個(gè)方面，并且已成為一種發(fā)展趨勢(shì)而受到各國(guó)工程界的重視。不斷研究高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的超高泵送技術(shù)，對(duì)于提高超高層建筑施工質(zhì)量及施工效率具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義。

作者簡(jiǎn)介：張黎莉，女，1971年1月出生，黑龍江齊齊哈爾人，工程師，主要從事建筑材料檢測(cè)及商品混凝土技術(shù)管理工作。