輕骨料混凝土泵送技術的應用研究

劉思巖

（淮安市住房和城鄉建設局，江蘇　淮安　223001）

輕骨料混凝土泵送技術的應用研究

劉思巖

（淮安市住房和城鄉建設局，江蘇淮安223001）

本文針對泵送輕骨料混凝土的特點，通過選用輕骨料、摻加礦物摻合料和外加劑，采用相應的輕骨料混凝土泵送措施，提高混凝土的工作性能，較好地解決了輕骨料混凝土輕骨料上浮和泵送中易堵泵的問題。

輕骨料混凝土；泵送技術；工作性能；強度

0　前言

輕質高性能混凝土是目前混凝土科學研究和技術發展的熱點與重點，它具有輕質、保溫、隔音、耐火、防潮、耐久等性能，由于其在工程應用中的優勢越來越受到重視。采用泵送施工時，輕骨料混凝土易發生分層離析、坍落度損失快以及輕骨料在壓力情況下會吸收混凝土中的水分而導致泵送困難等問題；當泵壓降低和消失后，存在于輕骨料孔中的壓縮空氣又會將輕骨料孔中的水分擠出，如這種情況發生在泵管中，會導致混凝土拌合物泌水并堵塞泵管，如壓力釋放發生在澆筑現場，擠出的水分會包裹在輕骨料表面，影響骨料與水泥石的界面，破壞水泥石和骨料的粘結，從而影響混凝土的力學和耐久性能，引起混凝土的強度損失和耐久性變差等問題。本研究通過對輕骨料的選擇，采用摻入緩凝高效減水劑、礦物摻合料和有機纖維等技術手段，配制出高泵送性能輕骨料混凝土，并在泵送過程中采取適當的措施，達到輕骨料混凝土順利泵送的目的。

1　材料選用

1.1陶粒選用

用頁巖陶粒（分600 級與800 級兩種）和粘土陶粒（600級）進行對比試驗（根據 GB/T17431.1.2—2010《輕集料及其試驗方法》測定），具體指標見表1和圖1、2。

根據圖1、圖2輕骨料吸水率試驗，選定800 級5～20mm 頁巖陶粒作為泵送輕骨料混凝土的粗集料。

1.2水泥

選用 P·O42.5級水泥，抗壓強度3d 為26.5MPa、28d 為50.2MPa，比表面積365m2/kg，標準稠度用水量26.8%。

1.3礦物摻合料

粉煤灰：Ⅱ 級，細度18.5%，需水量98%，燒失量3.2%。

礦粉：S95級，活性指數7d 為78%、28d 為97%，比表面積385m2/kg。

1.4外加劑

緩凝高效減水劑，減水率18%，含固量38%，水泥凈漿流動度220mm。

1.5纖維

聚丙烯纖維，長度9mm，密度 0.95g/cm3，抗拉強度350MPa，彈性模量5.2GPa。

1.6砂

中砂，細度模數為2.8，含泥量為 0.5%，表觀密度為2650kg/m3，堆積密度為1560kg/m3。

圖1　常壓下輕骨料吸水率

圖2　不同壓力下輕骨料吸水率

表1　兩種陶粒技術指標

2　混凝土配合比設計及試驗

2.1混凝土配合比

在普通輕骨料混凝土配合比的基礎上，采用粉煤灰單摻、粉煤灰與礦粉雙摻、粉煤灰、礦粉與纖維復摻，使用具有保塑增稠性能的外加劑，陶粒經過預濕后分別配制輕骨料混凝土，提高混凝土的流動性和耐久性；輕骨料的混凝土容重不大于1900kg/m3；由于陶粒具有較強的吸水性，避免泵送輕骨料混凝土用水量較大、坍落度經時損失過大，陶粒要經過預濕處理，拌制輕骨料混凝土的坍落度不宜太小，但不能分層離析，避免陶粒上浮，否則不利于泵送。試驗配合比見表2。

表2　輕骨料混凝土配合比　kg/m3

2.2混凝土試驗

2.2.1輕骨料混凝土拌合物性能及力學性能

輕骨料混凝土的離析程度受輕骨料粒徑、砂率和水泥石與輕骨料的密度差控制，用坍落度和擴展度測試相結合，并輔助壓力泌水試驗可評價輕骨料混凝土的可泵性。輕骨料混凝土拌合物性能及力學性能見表3。

表3　輕骨料混凝土拌合物性能及力學性能

由表3試驗結果可知，通過復合摻入粉煤灰、礦粉和纖維后，改善混凝土的和易性，可保證輕骨料混凝土拌合物的流動性良好，且粘聚性良好、陶粒不上浮、混凝土不出現分層離析現象，成型的混凝土密實性好，提高了混凝土的耐久性，混凝土強度的增長與普通混凝土的增長比較接近，達到設計要求。

輕骨料混凝土加入纖維后，混凝土拌合物的相對泌水率下降、混凝土不離析、可泵性能好，在泵送壓力下混凝土的抗壓強度不會降低。加入纖維后輕骨料混凝土的可泵性能試驗見表4。

2.2.2泵送試驗

輕骨料混凝土從攪拌機放出至混凝土泵送間隔時間不宜超過1h，混凝土初凝時間6～8h 比較適宜，在混凝土從攪拌車放出前要充分攪拌均勻。泵送輕骨料混凝土最大壓力為16～18MPa，泵管的管徑不小于125mm，在泵送前要用足夠的水充分濕潤泵管，泵完水后要有足夠的砂漿潤管，以利于輕骨料混凝土的泵送。

根據輕骨料混凝土中陶粒較輕、易吸水、易上浮的特點，采用低泵壓、低排量的泵送方法施工，當出現泵送困難、泵的工作壓力異常、泵的臂架振動增加等情況時，不能強行高速壓送，應及時轉為慢速壓送，并在泵管易堵塞部位用木槌敲擊，以防止泵管堵塞；泵送輕骨料混凝土，在任何情況下，應避免反復采用正反泵吸出泵管中的混凝土，因為混凝土在反復壓力作用下，易產生離析，堵塞部位進一步擴大，不易清除。

2.2.3輕骨料混凝土振搗、抹面施工性能試驗

輕骨料混凝土振搗時間宜控制在6s 以內，否則陶粒易上浮，如坍落度小，振搗時間可適當延長；施工時應進行二次收漿抺面，二次收漿，可減少部分陶粒懸浮于混凝土表面，也可減少裂縫的產生；輕骨料混凝土澆筑成型后應及時覆蓋和保溫養護。

3　生產與施工

3.1陶粒預濕

提前2～3天對陶粒進行預濕處理，采用噴淋的方法，生產中對陶粒的濕容重、含水率、濕表觀密度進行檢測，并根據實測的數據對配合比進行調整。

3.2配料控制

生產時嚴格控制用水量；加料順序為輕骨料、砂、纖維、水泥、摻合料、外加劑、水，注意不能將外加劑直接傾倒于輕骨料上；出機混凝土坍落度控制在220～250mm，同時應具有良好的和易性。

3.3泵送施工

正常泵送時應確?；炷潦┕さ倪B續性，防止因施工銜接時間過長而引起的堵泵，隨時注意觀察壓力表；長時間停

表4　纖維輕骨料混凝土的可泵性試驗

泵應每隔3～5min 開泵一次，同時攪拌料斗中的混凝土，使混凝土進行循環；入泵坍落度控制在200～220mm。

3.4澆筑施工

按照前述試驗，采用快插快拔方式振搗，振搗時間應以混凝土拌合物搗實和避免輕骨料上浮為原則，振搗時間控制在6s 以內，初凝前進行二次收漿，并及時將浮在表層的輕骨料壓到混凝土內，二次收漿完畢及時對混凝土進行覆蓋養護，減少裂縫的產生。

4　結語

（1）在輕骨料混凝土中摻入纖維和礦物摻合料，增強混凝土了的抗裂抗拉性能，提高了混凝土的密實性能，改善了混凝土的耐久性能。

（2）合適的陶粒品種和良好的陶粒級配是配制泵送輕骨混凝土的重要保證。

（3）泵送陶?；炷烈凶銐虻臐{體，摻入外加劑，控制用水量，改善混凝土的流動性能，提高混凝土的抗離析性能。

（4）合理組織施工，通過陶粒預濕、泵管濕潤，減少混凝土坍落度的損失，確?；炷吝\輸、泵送、施工的連續性。

（5）控制混凝土的振搗時間，不宜超過6s，進行二次收漿抺面，及時覆蓋養護，減少陶粒上浮和表面裂縫。

［通訊地址］江蘇省淮安市北京北路112號（223001）

劉思巖（1965—），男，大學學歷，高級工程師，從事建設工程質量、圖審、抗震、安全鑒定、科研設計、建筑節能和新技術新材料的推廣應用等工作。