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摘 要:随着建筑技术的不断发展， 泵送混凝土施工技术得到广泛的普及和应用。 泵送混凝土不仅能改善混凝土的施工性能， 而且具有提高混凝土抗滲性、 改善混凝土耐久性的特点。本文结合工程实例以及工作实践对现代建筑工程施工中的泵送混凝土技术进行探讨，供同行参考。
关键词:现代建筑；泵送混凝土；技术
Abstract: with the development of architectural technology, pumping concrete construction technology popularization and application of the widely. Pumping concrete can not only improve the performance of concrete construction, but also has improving the concrete penetration-proof quality, improve the durability of concrete characteristics. Combining with the project examples and the work practice of modern building engineering in the construction of pumping concrete technology are discussed, refers for the colleague.
Keywords: modern architecture; Pumping concrete; technology
中图分类号：TH3文献标识码：A 文章编号：
引言
混凝土泵送施工技术在我国发展很快，并已在高层建筑、桥梁、地铁等工程中广泛地应用。现代建筑不仅对混凝土材料有着高强、防水、耐热、耐酸等性能要求,相应地对混凝土施工技术也有着更高要求,泵送混凝土正是在这种条件下产生的一种新型混凝土施工工艺。在我国目前的高层建筑和大体积基础混凝土中,已较广泛地采用了该技术,并取得较好效果。但如何把握其工作性能,掌握好工程质量,在建筑行业仍是一大难题。
一、混凝土的泵送原理
泵送混凝土是一种粘滞流体物质,它的特性是在外力作用下可以滚动,但屈服值不为零。管内混凝土在泵送压力作用下,混凝士内的水泥砂浆向管的外侧滚动,在管壁形成了一薄层屈服剪应力较小的水泥砂浆,它的屈服剪应力要比混凝土的屈服剪应力小得多,于是管内混凝土形成一个整体在管内滚动,这层水泥砂浆就犹如混凝土与管壁之间的润滑剂。
二、混凝土材料质量要求
(1)水质的要求凡可以饮用的水均可用于拌制和养护混凝土;当采用其他水源时,应进行取样检测。未经处理的工业废水,污水及沼泽水及海水不能使用。
(2)水泥的要求泵送混凝土所用的水泥,一般为普通硅酸盐水泥,施工现场温度较高和大体积混凝土（如工程电梯底板（即联合桩承台）宜用水化热较低的水泥,如矿渣硅酸盐水泥。本工程采用海螺牌水泥,C30以下用32.5R水泥;C30～C45用42.5R水泥。水泥用量不仅应满足结构的强度要求,而且要保证一定量的水泥浆作润滑剂,减少输送过程的阻力。但过多的水泥量,反而会增加混凝土的粘性,增大摩擦,故水泥用量控制在300kg/㎡。
(3)粗骨料的要求:骨料最大粒径与输送管内径之比:泵送高度＜50m,不宜大于1:3。
(4)细骨料的要求:泵送混凝土应比普通混凝土适当提高砂率,以适应管道输送的需要;但砂率过高,会降低和易性,故在满足可泵性的前提下尽量降低砂率。宜采用中砂,Ⅱ区砂,通过0.315mm筛的颗粒含量为20～30%,其中通过0.16mm筛的细粉料含量约为8～20%。
(5)掺合料的要求大量试验研究和工程实践表明,混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,从而提高了可泵性。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高,故适于高温季节和大体积混凝土施工。
(6)外加剂的要求泵送混凝土需要混凝土的高流动性,而使混凝土能够泵送,主要是使用了混凝土外加剂,主要是混凝土泵送剂。在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。
(7)泵送混凝土的水灰比过大,混凝土稠度减少,流动性好,泵送压力下降;但如果混凝土过稀,保水性不好,容易发生离析而堵塞管道,故应限制水灰比在0.4～0.6。气温对坍落度损失的影响。气温升高,一方面水泥的水化反应加快,坍落度损失增大;另一方面,升温后引起的水份挥发增大,也将导致坍落度损失。泵送混凝土坍落度以8～15cm为宜。
三、泵机的布置与现场管道铺设
(1)选择泵机位置时,应尽可能靠近浇筑地点,附近有水源和照明设施、无障碍物。泵机周围应当有一定的空间便于操作,并应搭设防护棚。
(2)泵机与搅拌车的匹配。由于搅拌站与施工现场之间有一定距离,而且搅拌车的出料量与泵机的输送量存在一定的差值,因此存在泵机与搅拌运输车的匹配问题。
(3)由于本工程每层建筑面积较大,现场采用两台混凝土泵同时浇筑。此时选定的位置要使其各自承担的浇筑量接近,要求同时浇筑完毕,避免留置施工缝。
(4)由于本工程为高层建筑,在采用接力泵泵送混凝土时,接力泵的设置位置应使上、下的输送能力相匹配。
(5)宜选择最短的线路为输送管道,管道中应尽量少用弯管和软管,更应避免使用弯度过大的弯头,管端末段活动软管弯曲不得超过180°,并不得扭曲。
(6)垂直输送管用预埋件固定在墙、柱或楼板预留孔处或用木楔子楔紧,在墙及柱上每节管至少设一个固定点;水平管每隔一定距离用支架固定,且水平管越短越好。
(7)最下部一段垂直管下面的弯管,要另外单独设置固定设施来承受管的重量。
四、混凝土的泵送工艺
4. 1 混凝土泵送注意事项
泵送混凝土比常态混凝土流动性大,在振捣过程中骨料与水泥砂浆易产生不均匀分布,掌握其特殊性,对做好现场施工管理,保证混凝土质量十分重要,必须强调如下几点:
(1)尽可能按平层法浇筑,浇筑厚度30—50cm,应由远而近逐层浇筑;
(2)混凝土下料高度不得大于1M,不得向模板内侧面直冲布料,也不得直冲钢筋骨架;
(3)浇筑竖向结构混凝土时,不得在同一处连续布料,应在2—3M范围内水平移动布料,宜垂直于模反布料。要有效消除不均匀流动现象,仓面的泌水要及时排除;
(4)振捣泵送混凝土时,振动棒移动间距宜为40cm左右,振捣时间宜在15～30秒,切忌一次长时间振捣,覆盖第二层砼前,再进行第二次复振,既可以振捣密实,排除气泡,又可防止过振产生骨料下沉分离;
(5)大体积水平结构的混凝土表面,在收仓后初凝前应再复振一遍,并适时用木批磨平搓毛两遍以上,必要时,还应用铁制滚筒压两遍以上,预防产生收缩裂缝;
(6)浇完混凝土的仓面应覆盖保温材料,加强淋水养护。
4. 2 泵送前的准备
(1)炎热季节施工时,要在混凝土输送管上遮盖湿罩布或湿草袋降温,以避免阳光照射,增加混凝土的坍落度,同时每隔一定的时间洒水湿润,以降低入模温度;低温天气施工时,应采取遮盖或保温材料包裹。
(2)对泵机进行全面的检查,符合要求后开机进行试运转。泵机启动后,先泵入适量清水,以湿润料斗、活塞和输送管等与混凝土直接接触的部位。再用与泵送混凝土成分相同配合比的水泥砂浆润滑混凝土泵和输送管道。
(3)检查输送管道的铺设是否合理、牢固;照明和水源是否能正常使用。
4. 3 混凝土泵送
(1)泵送时应先慢速,同时检查泵机各部件是否运转正常和输送管道有否漏浆、牢固,待各系统运转正常后方可开始加速至正常速度。如发现异常应立即停机检查。
(2)如在泵送中途因故必须中断时,中断时间不得超过搅拌至浇筑完毕所允许的时间。
(3)泵送混凝土时,如因混凝土供应不上或其他原因使输送管吸入空气,此时应立即反泵吸出管内混凝土至料斗中重新拌合并排出空气后,重新泵送。
(4)混凝土运送至浇筑地点,应立即浇筑入模.如混凝土拌合物出现离析或分层现象,应对混凝土拌合物进行二次搅拌。
(5)泵送完毕后,应将混凝土泵里混凝土清理完毕并将泵和输送管道清洗干净。
五、常见堵塞原因及预防措施
(1)骨料级配不合理碎石或卵石直径过大,拌制出的混凝土會引致管道堵塞;混凝土的水灰比过大,保水性不好,坍落度变化过大等都容易发生离析而堵塞管道。预防措施是控制骨料的直径和水泥用量,限制水灰比在恰当的范围,保证坍落度不发生较大的变化。
(2)输送管道铺设不合理,弯管太多和管道过长等都容易发生堵塞。预防措施是在设计管道线路时,选择路线最短、弯道最少的线路,并且管道固定牢靠。
(3)如果在泵送过程出现油温升高、压力升高、输送管明显震动等现象而泵送困难时,应立即查明原因,此时应慢速泵送或反泵,防止堵塞。反泵后将管道清洗干净后才能重新泵送。
(5)泵机选择不当、压力达不到要求时,都可能造成堵塞。预防措施是结合工程的具体情况、输送量、输送距离等综合考虑。
六、裂缝产生原因及防治措施
与普通混凝土相比,由于泵送混凝土流动性大、大砂率及较高的水泥用量,以及振捣不均匀等原因导致混凝土表面易产生裂缝、收缩值较大等问题,影响了混凝土质量。预防措施是:
(1)在满足结构要求和可泵性的前提下,控制水灰比和尽可能减少坍落度。
(2)掺入适量的掺合料和外加剂,改善混凝土的工作性能。
(3)混凝土运输中不致发生分离、漏浆、严重泌水、过多的温度回升和坍落度损失。
(4)混凝土的自由浇筑高度不宜大干1.5m,否则应设缓降措施,防止骨料分离。
(5)混凝土的振捣应在初凝前完成。振捣时应快插慢拔,至表面泛浆不冒汽泡时为准。梁、柱节点钢筋较密时,阻碍混凝土粗骨料向下流动分布,以至粒料分离,降低混凝土握裹力。故宜用小粒径石子同强度等级的混凝土浇筑,并用小直径振棒振捣,并保证密实性和均匀性。
(6)浇筑完毕后养护混凝土主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。混凝土浇筑完成后12h以内,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保护措施,以防止寒潮袭击。对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,浇水养护时间不少于7d,抗渗混凝土14d。
七、结束语
泵送混凝土的使用在目前的建筑市场取得了很好的经济效益和社会效益。它不仅具有输送能力大、速度快、效率高、节省人力、能连续作业,提高工程施工进度等特点,而且减轻了工人的劳动强度,大大减少城市环境污染和噪音周期,更为公司创下了良好的声誉。
关键词:现代建筑；泵送混凝土；技术
Abstract: with the development of architectural technology, pumping concrete construction technology popularization and application of the widely. Pumping concrete can not only improve the performance of concrete construction, but also has improving the concrete penetration-proof quality, improve the durability of concrete characteristics. Combining with the project examples and the work practice of modern building engineering in the construction of pumping concrete technology are discussed, refers for the colleague.
Keywords: modern architecture; Pumping concrete; technology
中图分类号：TH3文献标识码：A 文章编号：
引言
混凝土泵送施工技术在我国发展很快，并已在高层建筑、桥梁、地铁等工程中广泛地应用。现代建筑不仅对混凝土材料有着高强、防水、耐热、耐酸等性能要求,相应地对混凝土施工技术也有着更高要求,泵送混凝土正是在这种条件下产生的一种新型混凝土施工工艺。在我国目前的高层建筑和大体积基础混凝土中,已较广泛地采用了该技术,并取得较好效果。但如何把握其工作性能,掌握好工程质量,在建筑行业仍是一大难题。
一、混凝土的泵送原理
泵送混凝土是一种粘滞流体物质,它的特性是在外力作用下可以滚动,但屈服值不为零。管内混凝土在泵送压力作用下,混凝士内的水泥砂浆向管的外侧滚动,在管壁形成了一薄层屈服剪应力较小的水泥砂浆,它的屈服剪应力要比混凝土的屈服剪应力小得多,于是管内混凝土形成一个整体在管内滚动,这层水泥砂浆就犹如混凝土与管壁之间的润滑剂。
二、混凝土材料质量要求
(1)水质的要求凡可以饮用的水均可用于拌制和养护混凝土;当采用其他水源时,应进行取样检测。未经处理的工业废水,污水及沼泽水及海水不能使用。
(2)水泥的要求泵送混凝土所用的水泥,一般为普通硅酸盐水泥,施工现场温度较高和大体积混凝土（如工程电梯底板（即联合桩承台）宜用水化热较低的水泥,如矿渣硅酸盐水泥。本工程采用海螺牌水泥,C30以下用32.5R水泥;C30～C45用42.5R水泥。水泥用量不仅应满足结构的强度要求,而且要保证一定量的水泥浆作润滑剂,减少输送过程的阻力。但过多的水泥量,反而会增加混凝土的粘性,增大摩擦,故水泥用量控制在300kg/㎡。
(3)粗骨料的要求:骨料最大粒径与输送管内径之比:泵送高度＜50m,不宜大于1:3。
(4)细骨料的要求:泵送混凝土应比普通混凝土适当提高砂率,以适应管道输送的需要;但砂率过高,会降低和易性,故在满足可泵性的前提下尽量降低砂率。宜采用中砂,Ⅱ区砂,通过0.315mm筛的颗粒含量为20～30%,其中通过0.16mm筛的细粉料含量约为8～20%。
(5)掺合料的要求大量试验研究和工程实践表明,混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,从而提高了可泵性。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高,故适于高温季节和大体积混凝土施工。
(6)外加剂的要求泵送混凝土需要混凝土的高流动性,而使混凝土能够泵送,主要是使用了混凝土外加剂,主要是混凝土泵送剂。在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。
(7)泵送混凝土的水灰比过大,混凝土稠度减少,流动性好,泵送压力下降;但如果混凝土过稀,保水性不好,容易发生离析而堵塞管道,故应限制水灰比在0.4～0.6。气温对坍落度损失的影响。气温升高,一方面水泥的水化反应加快,坍落度损失增大;另一方面,升温后引起的水份挥发增大,也将导致坍落度损失。泵送混凝土坍落度以8～15cm为宜。
三、泵机的布置与现场管道铺设
(1)选择泵机位置时,应尽可能靠近浇筑地点,附近有水源和照明设施、无障碍物。泵机周围应当有一定的空间便于操作,并应搭设防护棚。
(2)泵机与搅拌车的匹配。由于搅拌站与施工现场之间有一定距离,而且搅拌车的出料量与泵机的输送量存在一定的差值,因此存在泵机与搅拌运输车的匹配问题。
(3)由于本工程每层建筑面积较大,现场采用两台混凝土泵同时浇筑。此时选定的位置要使其各自承担的浇筑量接近,要求同时浇筑完毕,避免留置施工缝。
(4)由于本工程为高层建筑,在采用接力泵泵送混凝土时,接力泵的设置位置应使上、下的输送能力相匹配。
(5)宜选择最短的线路为输送管道,管道中应尽量少用弯管和软管,更应避免使用弯度过大的弯头,管端末段活动软管弯曲不得超过180°,并不得扭曲。
(6)垂直输送管用预埋件固定在墙、柱或楼板预留孔处或用木楔子楔紧,在墙及柱上每节管至少设一个固定点;水平管每隔一定距离用支架固定,且水平管越短越好。
(7)最下部一段垂直管下面的弯管,要另外单独设置固定设施来承受管的重量。
四、混凝土的泵送工艺
4. 1 混凝土泵送注意事项
泵送混凝土比常态混凝土流动性大,在振捣过程中骨料与水泥砂浆易产生不均匀分布,掌握其特殊性,对做好现场施工管理,保证混凝土质量十分重要,必须强调如下几点:
(1)尽可能按平层法浇筑,浇筑厚度30—50cm,应由远而近逐层浇筑;
(2)混凝土下料高度不得大于1M,不得向模板内侧面直冲布料,也不得直冲钢筋骨架;
(3)浇筑竖向结构混凝土时,不得在同一处连续布料,应在2—3M范围内水平移动布料,宜垂直于模反布料。要有效消除不均匀流动现象,仓面的泌水要及时排除;
(4)振捣泵送混凝土时,振动棒移动间距宜为40cm左右,振捣时间宜在15～30秒,切忌一次长时间振捣,覆盖第二层砼前,再进行第二次复振,既可以振捣密实,排除气泡,又可防止过振产生骨料下沉分离;
(5)大体积水平结构的混凝土表面,在收仓后初凝前应再复振一遍,并适时用木批磨平搓毛两遍以上,必要时,还应用铁制滚筒压两遍以上,预防产生收缩裂缝;
(6)浇完混凝土的仓面应覆盖保温材料,加强淋水养护。
4. 2 泵送前的准备
(1)炎热季节施工时,要在混凝土输送管上遮盖湿罩布或湿草袋降温,以避免阳光照射,增加混凝土的坍落度,同时每隔一定的时间洒水湿润,以降低入模温度;低温天气施工时,应采取遮盖或保温材料包裹。
(2)对泵机进行全面的检查,符合要求后开机进行试运转。泵机启动后,先泵入适量清水,以湿润料斗、活塞和输送管等与混凝土直接接触的部位。再用与泵送混凝土成分相同配合比的水泥砂浆润滑混凝土泵和输送管道。
(3)检查输送管道的铺设是否合理、牢固;照明和水源是否能正常使用。
4. 3 混凝土泵送
(1)泵送时应先慢速,同时检查泵机各部件是否运转正常和输送管道有否漏浆、牢固,待各系统运转正常后方可开始加速至正常速度。如发现异常应立即停机检查。
(2)如在泵送中途因故必须中断时,中断时间不得超过搅拌至浇筑完毕所允许的时间。
(3)泵送混凝土时,如因混凝土供应不上或其他原因使输送管吸入空气,此时应立即反泵吸出管内混凝土至料斗中重新拌合并排出空气后,重新泵送。
(4)混凝土运送至浇筑地点,应立即浇筑入模.如混凝土拌合物出现离析或分层现象,应对混凝土拌合物进行二次搅拌。
(5)泵送完毕后,应将混凝土泵里混凝土清理完毕并将泵和输送管道清洗干净。
五、常见堵塞原因及预防措施
(1)骨料级配不合理碎石或卵石直径过大,拌制出的混凝土會引致管道堵塞;混凝土的水灰比过大,保水性不好,坍落度变化过大等都容易发生离析而堵塞管道。预防措施是控制骨料的直径和水泥用量,限制水灰比在恰当的范围,保证坍落度不发生较大的变化。
(2)输送管道铺设不合理,弯管太多和管道过长等都容易发生堵塞。预防措施是在设计管道线路时,选择路线最短、弯道最少的线路,并且管道固定牢靠。
(3)如果在泵送过程出现油温升高、压力升高、输送管明显震动等现象而泵送困难时,应立即查明原因,此时应慢速泵送或反泵,防止堵塞。反泵后将管道清洗干净后才能重新泵送。
(5)泵机选择不当、压力达不到要求时,都可能造成堵塞。预防措施是结合工程的具体情况、输送量、输送距离等综合考虑。
六、裂缝产生原因及防治措施
与普通混凝土相比,由于泵送混凝土流动性大、大砂率及较高的水泥用量,以及振捣不均匀等原因导致混凝土表面易产生裂缝、收缩值较大等问题,影响了混凝土质量。预防措施是:
(1)在满足结构要求和可泵性的前提下,控制水灰比和尽可能减少坍落度。
(2)掺入适量的掺合料和外加剂,改善混凝土的工作性能。
(3)混凝土运输中不致发生分离、漏浆、严重泌水、过多的温度回升和坍落度损失。
(4)混凝土的自由浇筑高度不宜大干1.5m,否则应设缓降措施,防止骨料分离。
(5)混凝土的振捣应在初凝前完成。振捣时应快插慢拔,至表面泛浆不冒汽泡时为准。梁、柱节点钢筋较密时,阻碍混凝土粗骨料向下流动分布,以至粒料分离,降低混凝土握裹力。故宜用小粒径石子同强度等级的混凝土浇筑,并用小直径振棒振捣,并保证密实性和均匀性。
(6)浇筑完毕后养护混凝土主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。混凝土浇筑完成后12h以内,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保护措施,以防止寒潮袭击。对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,浇水养护时间不少于7d,抗渗混凝土14d。
七、结束语
泵送混凝土的使用在目前的建筑市场取得了很好的经济效益和社会效益。它不仅具有输送能力大、速度快、效率高、节省人力、能连续作业,提高工程施工进度等特点,而且减轻了工人的劳动强度,大大减少城市环境污染和噪音周期,更为公司创下了良好的声誉。