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【摘 要】泵送混凝土是在混凝土输送泵的压力推动下将混凝土沿管壁向前推动的。由于其输送方法的特殊性，要求混凝土拌合物必须具备有别于普通混凝土的特殊性质，即可泵性。本文从原材料选择、配合比设计上对可泵性砼的施工进行研究。
【关键词】泵送砼 原材料选择 配合比设计
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―540―01
泵性良好的混凝土拌合物应该具备下列特点：较高的流动性；运输时塌落度损失小；粘聚性好，在泵的压力下混凝土不离析、不泌水；较高的水泥砂浆含量以降低输送过程中混凝土与管壁的摩擦力。由于泵送混凝土所具有的特殊性能，在原材料选择、配合比设计上也应采取一些特殊的方法与措施。
1、原材料选择
1.1选择粗骨料时主要考虑石子的种类、最大粒径与颗粒级配。它们对混凝土的可泵性影响较大。混凝土在泵管中的流动，除了要克服自身的重力，还要克服混凝土与泵管之间的摩擦力。从这个意义上说，采用卵石比采用碎石更为有利。卵石在自然界的长期形成过程中，表面光滑并趋于圆形，各种粒径的颗粒比例适当，所需水泥砂浆量较少。碎石表面棱角多，细粉料及小颗粒含量较少，还往往含有针片状颗粒，容易造成泵送困难，所需砂浆量也较多。另外，当泵管直径已选定时，采用卵石还可以使用较大粒径的石子。以输送管直径l00mm为例，如采用碎石，可选最大粒径为32mm；如采用卵石，可选最大粒径为40mm，选用大的粒径的石子还能降低水泥用量，又相应降低了混凝土的成本与水泥的水化热。
粗骨料的最大粒径与泵管的标称内径有关。钢筋混凝土工程施工及验收规范规定：“碎石最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于1：3，卵石宜于或等于1：2.5。”粗骨料粒径也应符合上述规范中“不得大于结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋最小净距的3/4的规定。”
粗骨料的表面质地也影响泵送效果。如粗骨料是表面多孔质地疏松的材料，那么，混凝土拌合物在压力作用下，水分将大量进入骨料内部，拌合物在整体上将变得粗糙干涩，砂浆层与管道内壁之间因失去润滑膜而使混凝土难以泵送。这种情况在配制轻骨料泵送混凝土时表现的尤为典型。
粗骨料的颗粒级配对混凝土的泵送性能影响很大。在所选定的公称粒径范围以内，粗骨料的颗粒级配应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定，严禁超规格大颗粒石子混入粗骨料中。对于运至施工现场的石子应做筛分试验，如连续级配不符合要求，可以采用单粒级骨料自行配合。级配良好的粗骨料空隙小，所需水泥砂浆也较小，不仅有利于泵送施工，经济上也是合理的。
1.2细骨料在泵送混凝土中的作用，除了作为粗骨料空隙中的填充料使混凝土进一步密实外，还与水泥、外掺混合材料、外加剂与拌合用水一起组成水泥砂浆。水泥砂浆在混凝土泵送过程中起着润滑剂的作用，使混凝土利于泵送。因此，细骨料比粗骨料更能影响混凝土的泵送性能。在砂子的品质指标中，主要应控制颗粒级配。泵送混凝土中的细骨料以采用中砂为宜，通过0.315mm筛的颗粒含量约为20%-30%，其中通过0.160mm筛的细粉含量约为8%-20%。
1.3如果混凝土中粒径在0.160mm以下的细粉料含量不足，可以采用外掺混合料的方法予以补充。根据经验，每m3混凝土中水泥和粗细骨料中通过0.315mm筛孔的微粒含量之和不少于450kg或每m3 混凝土中的砂浆体积不小于0.6m3时，混凝土的泵送性能最好。可以使用粉煤灰补充细粉料的不足。I级粉煤灰中0.080mm以下颗粒约站90%，即使未经磨细的Ⅲ级粉煤灰，其0.080mm以下的颗粒也含有约 70%。粉煤灰在普通混凝土中的应用是一项比较成熟的技术，泵送混凝土从本质上说仅仅是采用了特殊输送工艺的普通混凝土而已。在泵送混凝土中采用粉煤灰可以取得以下综合效果：粉煤灰微粒的球状玻璃体结构可以改善混凝土的和易性，提高混凝土的可泵性；激发水泥的二次水化反应，节约水泥或提高混凝土强度；降低水泥水化热，延缓水化热高峰的到来，利于高温季节施工与大体积混凝土施工。粉煤灰取代水泥一般以控制在10%-15%为宜。超量取代的粉煤灰应从砂子总量中扣除。
1.4泵送混凝土的最大特点是混凝土的高流动性，塌落度的选定与泵送高度有关。当泵送高度在30m以下时，塌落度不得小于120mm，当泵送高度在100m以上时，塌落度不得小于240mm。这个数值是指混凝土拌合物在输送泵入口时的塌落度，而泵送混凝土在搅拌机出口处的塌落度值还应考虑混凝土在运输过程中的经时塌落度损失值。这么大的塌落度值只有在使用外加剂的情况下才能实现。从某种意义上说，只有混凝土外加剂的广泛应用才使混凝土的泵送成为可能。
泵送混凝土中所使用的外加剂主要是混凝土泵送剂。泵送剂是指能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。根据不同的耐久性要求、工艺要求与不同的施工环境，有时还应在泵送剂中使用减水剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、流化剂等成分制成复合泵送剂。
2、配合比设计
（1）设计等级低于C20的混凝土不宜采用泵送施工。如果采用外掺混合料，如粉煤灰、沸石粉来改善混凝土的泵送性能时，应注意混凝土早期强度较低的弱点。必要时，应掺以早强剂并应失制煤灰的掺量。
（2）水胶比及胶结材料总量不仅影响混凝上的强度及耐久性，而且也影响混凝土的可泵性，水胶比过大或胶结材料过少的混凝土保水性较差，压力下易离析泌水，混凝土中的水泥砂浆层与管道之间摩擦阻力较大。水胶比过小或胶结材料过多，混凝土过于粘稠，也会增大与管壁的摩擦力。一般来说，水胶比宜控制为0.45-0.60或胶结材料总量宜控制为 300-450kg/m3。
（3）粗骨料最大粒径的选择既要参照筛送管径确定，也应依据结构截面与钢筋净距的厚则，并应随泵送高度的变化递减。骨料最大粒径与输送管径之宜控制在1：3-4，应严格控制粗骨料中针、片状颗粒含量。注意避免使用含碱骨料。
（4）除水泥与外掺混合料以外，细骨料是颗粒直径在0.315mm以下微粒的主要来源，因此，细骨料应选用中砂，高等级混损土严禁采用细砂与特细砂。通过0.315mm筛的颗粒总含量宜控制在450kg/m3左右。
（5）泵送棍凝土砂率可比普通混凝土提高5%左右。在常用的混凝土标号范围内，砂率一般为38%-43%，混凝土设计等级较高或水泥含量较大者宜采用较小值，反之，则采用较大值。
（6）根据施工和易性的要求，混凝土用水量可以略大于普通混凝土，但严禁单独采取加大用水量的方祛提高混凝土的流动度。可以通过选择泵送剂的性能或调整泵送剂的掺量来控制用水量。如提高泵送剂掺量，应先进行试配，以测定混凝土的各项力学性能与耐久性能。
在夏季，应优先采用水化热较低的水泥，如矿渣水泥，配制泵送混凝土。如不得不采用高水化热水泥时，必须采用沸石粉或粉煤灰降低水化热，对于砂石骨料，可以采用遮阳、洒水的方法，以降低骨料温度。也可以将施工安排在气温相对较低的夜间进行。在有条件的地方，还可以在拌和用水中掺人一些经过粉碎的冰块。所有这些措施，都能明显地降低混凝土的温度，减小混凝土的塌落度损失。
在冬季，应优先采用水化热较高的水泥，如普通硅酸盐水泥。砂石可在室内储存或通入蒸汽进行加热。不论是采用加热骨料还是机热拌和水的方法，都应注意防止因混凝土过热造成混凝土假凝，以致无法进行泵送施工。
3、结束语
近年来，泵送混凝土技术在我国发展较快，混凝土自原材料进场至泵送入模内的全部过程涉及到许多工种、工序、技术和设备，其中任何一个环节要严格控制，否则都可能导致施工出现异常和问题。
【关键词】泵送砼 原材料选择 配合比设计
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―540―01
泵性良好的混凝土拌合物应该具备下列特点：较高的流动性；运输时塌落度损失小；粘聚性好，在泵的压力下混凝土不离析、不泌水；较高的水泥砂浆含量以降低输送过程中混凝土与管壁的摩擦力。由于泵送混凝土所具有的特殊性能，在原材料选择、配合比设计上也应采取一些特殊的方法与措施。
1、原材料选择
1.1选择粗骨料时主要考虑石子的种类、最大粒径与颗粒级配。它们对混凝土的可泵性影响较大。混凝土在泵管中的流动，除了要克服自身的重力，还要克服混凝土与泵管之间的摩擦力。从这个意义上说，采用卵石比采用碎石更为有利。卵石在自然界的长期形成过程中，表面光滑并趋于圆形，各种粒径的颗粒比例适当，所需水泥砂浆量较少。碎石表面棱角多，细粉料及小颗粒含量较少，还往往含有针片状颗粒，容易造成泵送困难，所需砂浆量也较多。另外，当泵管直径已选定时，采用卵石还可以使用较大粒径的石子。以输送管直径l00mm为例，如采用碎石，可选最大粒径为32mm；如采用卵石，可选最大粒径为40mm，选用大的粒径的石子还能降低水泥用量，又相应降低了混凝土的成本与水泥的水化热。
粗骨料的最大粒径与泵管的标称内径有关。钢筋混凝土工程施工及验收规范规定：“碎石最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于1：3，卵石宜于或等于1：2.5。”粗骨料粒径也应符合上述规范中“不得大于结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋最小净距的3/4的规定。”
粗骨料的表面质地也影响泵送效果。如粗骨料是表面多孔质地疏松的材料，那么，混凝土拌合物在压力作用下，水分将大量进入骨料内部，拌合物在整体上将变得粗糙干涩，砂浆层与管道内壁之间因失去润滑膜而使混凝土难以泵送。这种情况在配制轻骨料泵送混凝土时表现的尤为典型。
粗骨料的颗粒级配对混凝土的泵送性能影响很大。在所选定的公称粒径范围以内，粗骨料的颗粒级配应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定，严禁超规格大颗粒石子混入粗骨料中。对于运至施工现场的石子应做筛分试验，如连续级配不符合要求，可以采用单粒级骨料自行配合。级配良好的粗骨料空隙小，所需水泥砂浆也较小，不仅有利于泵送施工，经济上也是合理的。
1.2细骨料在泵送混凝土中的作用，除了作为粗骨料空隙中的填充料使混凝土进一步密实外，还与水泥、外掺混合材料、外加剂与拌合用水一起组成水泥砂浆。水泥砂浆在混凝土泵送过程中起着润滑剂的作用，使混凝土利于泵送。因此，细骨料比粗骨料更能影响混凝土的泵送性能。在砂子的品质指标中，主要应控制颗粒级配。泵送混凝土中的细骨料以采用中砂为宜，通过0.315mm筛的颗粒含量约为20%-30%，其中通过0.160mm筛的细粉含量约为8%-20%。
1.3如果混凝土中粒径在0.160mm以下的细粉料含量不足，可以采用外掺混合料的方法予以补充。根据经验，每m3混凝土中水泥和粗细骨料中通过0.315mm筛孔的微粒含量之和不少于450kg或每m3 混凝土中的砂浆体积不小于0.6m3时，混凝土的泵送性能最好。可以使用粉煤灰补充细粉料的不足。I级粉煤灰中0.080mm以下颗粒约站90%，即使未经磨细的Ⅲ级粉煤灰，其0.080mm以下的颗粒也含有约 70%。粉煤灰在普通混凝土中的应用是一项比较成熟的技术，泵送混凝土从本质上说仅仅是采用了特殊输送工艺的普通混凝土而已。在泵送混凝土中采用粉煤灰可以取得以下综合效果：粉煤灰微粒的球状玻璃体结构可以改善混凝土的和易性，提高混凝土的可泵性；激发水泥的二次水化反应，节约水泥或提高混凝土强度；降低水泥水化热，延缓水化热高峰的到来，利于高温季节施工与大体积混凝土施工。粉煤灰取代水泥一般以控制在10%-15%为宜。超量取代的粉煤灰应从砂子总量中扣除。
1.4泵送混凝土的最大特点是混凝土的高流动性，塌落度的选定与泵送高度有关。当泵送高度在30m以下时，塌落度不得小于120mm，当泵送高度在100m以上时，塌落度不得小于240mm。这个数值是指混凝土拌合物在输送泵入口时的塌落度，而泵送混凝土在搅拌机出口处的塌落度值还应考虑混凝土在运输过程中的经时塌落度损失值。这么大的塌落度值只有在使用外加剂的情况下才能实现。从某种意义上说，只有混凝土外加剂的广泛应用才使混凝土的泵送成为可能。
泵送混凝土中所使用的外加剂主要是混凝土泵送剂。泵送剂是指能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。根据不同的耐久性要求、工艺要求与不同的施工环境，有时还应在泵送剂中使用减水剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、流化剂等成分制成复合泵送剂。
2、配合比设计
（1）设计等级低于C20的混凝土不宜采用泵送施工。如果采用外掺混合料，如粉煤灰、沸石粉来改善混凝土的泵送性能时，应注意混凝土早期强度较低的弱点。必要时，应掺以早强剂并应失制煤灰的掺量。
（2）水胶比及胶结材料总量不仅影响混凝上的强度及耐久性，而且也影响混凝土的可泵性，水胶比过大或胶结材料过少的混凝土保水性较差，压力下易离析泌水，混凝土中的水泥砂浆层与管道之间摩擦阻力较大。水胶比过小或胶结材料过多，混凝土过于粘稠，也会增大与管壁的摩擦力。一般来说，水胶比宜控制为0.45-0.60或胶结材料总量宜控制为 300-450kg/m3。
（3）粗骨料最大粒径的选择既要参照筛送管径确定，也应依据结构截面与钢筋净距的厚则，并应随泵送高度的变化递减。骨料最大粒径与输送管径之宜控制在1：3-4，应严格控制粗骨料中针、片状颗粒含量。注意避免使用含碱骨料。
（4）除水泥与外掺混合料以外，细骨料是颗粒直径在0.315mm以下微粒的主要来源，因此，细骨料应选用中砂，高等级混损土严禁采用细砂与特细砂。通过0.315mm筛的颗粒总含量宜控制在450kg/m3左右。
（5）泵送棍凝土砂率可比普通混凝土提高5%左右。在常用的混凝土标号范围内，砂率一般为38%-43%，混凝土设计等级较高或水泥含量较大者宜采用较小值，反之，则采用较大值。
（6）根据施工和易性的要求，混凝土用水量可以略大于普通混凝土，但严禁单独采取加大用水量的方祛提高混凝土的流动度。可以通过选择泵送剂的性能或调整泵送剂的掺量来控制用水量。如提高泵送剂掺量，应先进行试配，以测定混凝土的各项力学性能与耐久性能。
在夏季，应优先采用水化热较低的水泥，如矿渣水泥，配制泵送混凝土。如不得不采用高水化热水泥时，必须采用沸石粉或粉煤灰降低水化热，对于砂石骨料，可以采用遮阳、洒水的方法，以降低骨料温度。也可以将施工安排在气温相对较低的夜间进行。在有条件的地方，还可以在拌和用水中掺人一些经过粉碎的冰块。所有这些措施，都能明显地降低混凝土的温度，减小混凝土的塌落度损失。
在冬季，应优先采用水化热较高的水泥，如普通硅酸盐水泥。砂石可在室内储存或通入蒸汽进行加热。不论是采用加热骨料还是机热拌和水的方法，都应注意防止因混凝土过热造成混凝土假凝，以致无法进行泵送施工。
3、结束语
近年来，泵送混凝土技术在我国发展较快，混凝土自原材料进场至泵送入模内的全部过程涉及到许多工种、工序、技术和设备，其中任何一个环节要严格控制，否则都可能导致施工出现异常和问题。