超高泵送混凝土質量通病原因及措施研究

2018-11-26 06:36:14李秀英

四川水泥 2018年11期

李秀英

（西安思源學院，陜西西安 710038）

0 引言

伴隨著西安經濟的快速發展，為體現城市的魅力，滿足人們對建筑活動空間的需求，西安房地產市場約20年時間從多層、小高層、高層到開啟超高層時代，當下正是城市變遷越來越迅猛，房地產市場越來越興盛，人們也是越住越高，超高層建筑像雨后春筍一樣迅猛發展，大量的城市地標性超高層建筑正在興建或規劃。截止目前，西安已封頂或在建及規劃超高層建筑如圖 1 和如圖2所示：

超高層建筑的迅猛發展帶動了超高泵送混凝土施工技術的進步，同時，作為超高層建筑施工的核心技術之一，超高泵送混凝土技術也越來越受到城市建設者的重視。超高層混凝土泵送技術是指利用混凝土輸送泵和管道將高強混凝土一泵送至施工要求高度（＞200m）。由于混凝土強度高泵送壓力高等問題，易引發堵管、混凝土離析等施工通病，超高泵送混凝土施工質量通病的多發，不利于創建優質工程與保證施工質量。本文結合西安綠地中心超高層建筑混凝土施工情況，結合實際堵管案例，分析堵管原因并提出解決措施，具有較強的實際意義。

1 形成超高泵送混凝土質量通病（堵管）的原因

1.1 混凝土工作性不良原因

高強混凝土必須具有較大的黏度，使其在配比時其流動性降低，超高層泵送混凝土一泵送至指定高度，很難滿足要求，從而導致堵管現象發生。反之，當混凝土流動性過大，黏性就降低，從而易發生離析現象，抗泌水能力就會下降，在泵壓作用下，會使骨料和砂漿脫落，導致潤滑層較薄，摩擦阻力增大造成堵管現象。另外，現代工程施工一般采用都預拌混凝土，施工工期較普通工程長，隨混凝土泵送的高度和季節的變化，混凝土工作性不穩定，從而降低其坍落度值，從而導致混凝土堵管現象。

1.2 混凝土原材料的質量及配合比原因

1）粗骨料的形狀和粒徑

混凝土中粗骨料的粒形影響配合混凝土的抗壓強度。粗骨料的粒形根據顆粒的長度和厚度分為針狀和片狀兩種，針片狀顆粒對混凝土強度有一定的影響，規范規定一般在高強混凝土中不大于 15%，如果含量超過規定，骨料因混凝土的孔隙率增加，級配變差，從而泵送混凝土時粗骨料容易堆積發生堵管。

混凝土中粗骨料的粒徑變化對其坍落度影響不大，但會增大其離散性。試驗表明當粒徑為 15mm時，適當調配減水劑的摻量、增加水泥漿的用量，可以提高混凝土的強度，但是如果大于40mm時，混凝土強度損失達15%以上，即使增加適量的外加劑也很難，彌補損失的強度。因此，在配置高強泵送混凝土時粒徑宜不超過30mm。

2）砂率

高強C60泵送混凝土砂率范圍一般是38-42%。砂率如果過大，混凝土黏聚性增加，流動性降低，對于高強泵送混凝土，即使坍落度沒有明顯的影響，但會增大泵送阻力；如果砂率過小，混凝土強度雖然較大，但是流動性差，骨料間的潤滑性差，這樣在泵送壓力作用下，砂漿與粗骨料容易形成分離現象，從而造堵管。

3）摻合料

高強混凝土里面常摻有粉煤灰、礦粉來代替水泥的用量，其成本較低又不影響混凝土的強度，因此摻合料是配置高強混凝土中不可少的，但是在保證混凝土各種性能要求的前提下，所加入的摻合料不能超過規定比例。粉煤灰的增加會導致混凝土坍落度有升高趨勢，但是如果超過 15%，強度就會損失；礦粉雖然比粉煤灰好一點，但是摻和量不能超過25%，否則也會影響配比高強混凝土。

1.3 泵送管道的選用和布置

在超高層建筑中。若按計劃將混凝土輸送到指定高度和位置，離不開混凝土泵送設備，因此，恰當的選用混凝土泵，是整個超高層施工中不可缺少的一部分。

混凝土泵送機，首先是發動機的選用，其功率要滿足混凝土泵額定功率。第二，混凝土輸送管選型。輸送管的種類有直管、錐形管和彎管、軟管等，管道布置要遵循最短距離、最少彎管、最大彎頭、零點原則、異形管分散、提前布置等原則。混凝土輸送管的規格選擇應綜合考慮粗骨料的最大粒徑、混凝土的輸出量和輸送距離以及拌合物的工作性能等方面，而且還應符合《混凝土泵送施工技術規程》對混凝土輸送管的規定。

1.4 施工方法不當

超高泵送混凝土是一個各個環節緊密連接、環環相扣，非常復雜的施工工程，要保證泵送順利進行，就得明確控制施工要點。因此要進行泵送混凝土之前是否做好以下幾點施工方案：1）加強泵送組織管理、完善制定各個崗位人員的工作責任制，減少由于人為操作或管理不善而造成泵送混凝土工程失敗；2）泵送混凝土到達現場時，是否進行了良好的試驗檢查；泵送的速度是否過快，油溫升高時壓力是否穩定，混凝土泵送是否連續進行；混凝土由運輸車輸送之前是否在車內反向高速旋轉攪拌；是否因供應問題造成混凝土凝固，導致堵管現象。

2 采取應對措施

2.1 對于原材料選用出現的問題

高強混凝土原材料選用不當引起混凝土泵送管堵塞，是混凝土工程中最基本的問題。首先要加強與材料供應商協調，加強攪拌站內材料員與質檢員的崗位職責，進貨時必須嚴格驗收，但凡有不滿足質量要求的一律拒收，水泥出廠進場必須檢驗水泥的五大技術性質，摻合料先進場驗收后充料，如有任何異常及時調整，保證原材料的質量。

2.2 加強高強混凝土配合比精準度

西安·綠地中心超高強C60混凝土是鋼管內澆筑混凝土，內部不易振搗，所以采用自密實的方法。由于混凝土強度過高，水灰比小，膠凝材料用量大導致黏性大，不利于泵送，從而在本工程中摻入了硅灰，有利于C60自密實的混凝土，但是顯著降低C60混凝土的黏度。因此只有通過優化混凝土配合比，優選粗骨料級配，在保證混凝土達到自密實效果基礎上，盡可能不影響C60的強度；也可以摻入石墨或沸石粉摻合料，降低成本，同時能達到自密實高強混凝土。