第二章泵送混凝土

1.1概述一、泵送混凝土的定义及特点1.定义将搅拌好的混凝土，采用混凝土输送泵沿管道输送和浇筑，称泵送混凝土。由于施工工艺上的要求，泵送混凝土所采用的施工设备和混凝土配合比都与普通施工方法不同。2.特点采用混凝土泵输送混凝土拌合物，可一次连续完成垂直和水平运输，而且可以进行浇筑，因而生产效率高，节约劳动力，特别适用于工地狭窄和有障碍物的施工现场以及大体积混凝土结构物(如高层建筑等)。二、泵送混凝土的发展在国外，泵送混凝土的应用日趋广泛，其中尤以日本应用最为广泛，其商品混凝土大部分为泵送混凝土。其他如美国、德国、英国、俄罗斯、意大利等国，都广泛采用泵送混凝土，且随着商品混凝土的广泛采用，其应用规模日渐扩大。我国在目前的高层建筑和大体积基础混凝土工程中，已较广泛地使用泵送混凝土，并取得了较好的效果，如北京西直门的立交桥，南京的金陵饭店，上海的联谊大厦、华亭宾馆、宝山钢铁总厂等工程，均采用了泵送混凝土。特别是随着滑升模板施工工艺的发展，泵送混凝土的应用更趋广泛。泵送混凝土对材料要求较严，对混凝土配合比要求较高，要求施工组织严密，以保证连续进行输送，避免有较长时间的间歇而造成堵塞。4.2泵送混凝土原材料要求

泵送混凝土施工，要求混凝土具有可泵性。所谓混凝土的可泵性，即指混凝土拌合料在泵压作用下，能在输送管道中连续稳定地通过而不产生离析的性能。这对能否顺利泵送以及混凝土的使用寿命有很大影响。可泵性良好的混凝土，具有较好的粘塑性，混凝土泌水小，不易分离，否则在泵送过程中易产生堵管。混凝土的可泵性。主要取决于拌合料本身的和易性。

在实际应用中，混凝土的和易性往往根据坍落度来判断，坍落度越小，要求的泵压越高。当坍落度小于5cm时，摩擦力很大，虽然可以通过提高泵压(约5.0MPa)来实现泵送．但在此高压下，混凝土极易吸水，最终使管路堵塞。但如坍落度过大(如20cm以上)，虽然泵压降低，们拌合料的离析现象很明显，也会造成管道堵塞。因此，许多国家都对泵送混凝土的坍落废作了规定，一般认为在8～20cm范围内较合适，具体的坍落度值则要根据泵送距离、气温对混凝土的要求来决定。一、胶凝材料－水泥（一）水泥品种要保证混凝土具有可泵性，很重要的一点是混凝土必须具有一定的保水性，而不同品种的水泥对混凝土保水性的影响，也不尽相同。一般情况下，保水性好、泌水性小的水泥都宜用于泵送混凝土。因此，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥常常被优先用作配制泵送混凝土，但又往往由于它的水化热较大，又不宜用于大体积混凝土工程。

矿渣硅酸盐水泥由于保水性差、泌水大，不宜制备泵送混凝土。但是，矿渣硅酸盐水泥水化热低，用于大体积泵送混凝土亦有其有利的一面。因此，在采取措施后，矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土也是可以泵送的。上海宝钢总厂即大量应用了矿渣硅酸盐水泥配制泵送混凝土，所采取的措施为：适当降低坍落度，以避免拌合物离折；提高砂率和掺加粉煤灰。这里值得一提的是，掺加粉煤灰，不仅对降低大体积混凝土的水化热有利，而且还能改善混凝土的粘塑性和保水性，对混凝土泵送也是有利的。掺用外加剂，以引气型减水剂为最好，如引气型木质素磺酸钙就能取得较好的效果。（二）最小水泥用量在泵送混凝土中，水泥砂浆起到润滑输送管道和传递压力的作用，所以，水泥用量的多少对泵送混凝土的可泵性是非常重要的。水泥用量过少，混凝土和易性差，泵送阻力大，泵和输送管的磨损加剧，容易产生堵塞。水泥用量过多，不但不经济，而且水化热高，对大体积混凝土会引起过大的温度应力而产生温度裂缝。此外，水泥用量过多，混凝土粘性增高，也会增大泵送阻力。为此，与普通混凝土一样，应尽量减少水泥用量，但必须以保证混凝土的设计强度和顺利泵送为前提。

为保证混凝土的可泵性，有一最少水泥用量的限制。国外对最少水泥用量的规定一般为250～300kg／m3。我国《钢筋混凝土工程施工及验收规范》(GBJ204—83)规定泵送混凝土的最少水泥用量宜为300kg／m3。最佳水泥用量应根据混凝土的设计强度等级、泵压、输送距离等通过试配、试泵确定。

泵送混凝土的骨料分为粗骨料和细骨料。骨料的种类、形状、粒径和级配，对泵送混凝十的性能有很大影响，必须予以严格控制。（一）粗骨料

1.最大粒径骨料的最大粒径要控制，以满足管道输送的需要。碎石的最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于1：3；卵石则宜小于或等于1：2.5。

2.颗粒级配对于粗骨科颗粒的级配，国外有一定规定，各国皆有其推荐的曲线。由于我国的骨料级配曲线不完全符合泵送混凝土的要求，因此，泵送易产生问题。必要时，可作进一步的试验，把不同粒径的骨料加以合理掺台，可以得到理想的级配。二、骨料（二）细骨料实践证明．在骨料级配中，细度模数为2.3～3.2，粒径在0.315mm以下的细骨料所占的比例不应小于15％，最好能达到20％，这对改善泵送混凝土的泵送性能非常重要。很多情况下，就是因为这部分颗粒所占的比例太小而影响正常的泵送施工。如果这部分颗粒较少时，可掺加粉煤灰加以弥补。三、掺合材料——粉煤灰粉煤灰掺入混凝土中，可显著地降低混合物料的屈服剪切应力，从而提高流动性。试验结果表明，掺入粉煤灰后能使坍落度提高。一般以磨细粉煤灰掺入。上海联谊大厦在施工时，为改善混凝土的可泵性，开始时采取增加水泥用量的办法，但由于混凝土拌合物粘度增大，当泵送到第5层时，就遇到困难；后改为掺入磨细粉煤灰，既改善了可泵性，加快了施工速度，也节约了水泥。此外，掺人粉煤灰还有一定的缓凝作用，有利于混凝土的泵送；由于降低了水泥的水化热，改善了混凝土的抗裂性能，有利于大体积混凝土的施工。

四、拌和水采用一般洁净的自来水作为拌合水均能满足要求。

与普通混凝土一样，泵送混凝土的配合比除要满足设计强度和经济性之外，还要具有良好的流动性和粘聚性，对于大体积混凝土还要考虑设法降低混凝土的水化热。由于泵送混凝土通过管道输送，所以泵送混凝土除要具有常规施工方法所要求的质量外，还必须具有良好的可泵性。在常规的施工方法中，和易性表示混凝土工作性能的好坏。对泵送混凝土，可泵性表示混凝土可压送性能的好坏。混凝土在泵的压力作用下在输送管内能顺利流动，又没有离析现象，我们称可泵性良好。目前可泵性尚没有确切的表示方法，在施工中，可以根据坍落度、粘滞性及压送混凝土的质量情况来检验混凝土的可泵性。4.3泵送混凝土配合比设计

根据泵送混凝土的工艺特点，确定泵送混凝土配合比设计的基本原则如下：

(1)要保证压送后的混凝土能满足所规定的和易性、匀质性、强度及耐久性等质量要求；

(2)根据所用材料的质量、泵的种类、输送管的直径、压送距离、气候条件、浇注部位及浇注方法等，经过试验确定配合比。试验包括混凝土的试配和试送；

(3)在混凝土配合成分中，应尽量采用减水型塑化剂等化学附加剂，以降低水灰比，改善混凝土的可泵性。一、配合比设计基本原则(一)水灰比的选择未凝固的混凝土在输送管中流动时，必须克服管壁的摩阻力，而摩阻力的大小与混凝土的水灰比有关。随着水灰比的减小，摩阻力逐渐增大。当水灰比小于0.40后，摩阻力急剧增大。所以，确定泵送混凝土的配合比时，其水灰比不宜低于0.40。但是，水灰比过大，对摩阻力的减小并没有明显效果，反而会引起硬化后的混凝土收缩量增加，有产生裂缝的危险。因此，泵送混凝土的水灰比一般也不宜超过0.70。选择泵送混凝土的水灰比时，除考虑可泵性要求外，还必须考虑结构物对混凝土的耐久性要求。二、配合比主要参数选择(二)砂率的选择泵送混凝土的砂率应比一般施工方法所用混凝土的砂率高2％—5％。这主要是因为输送泵送混凝土的输送管，除直管外，尚有锥形管、弯管、软管等。当混凝土拌合物经过上述锥形管和弯管时，混凝土颗粒间的相对位置会发生变化，此时如砂浆量不足，便会产生堵塞。而适宜地提高混凝土的砂率，对改善混凝土的可泵性是必要的，但过高的砂率不仅会引起水泥用量和用水量的增加，而且会使混凝土质量变差。因此，确定泵送混凝土配合比时，在能满足可泵性要求的前提下，应尽量以减少单位用水量为原则来选择砂率，而不能随意增加砂率。

确定泵送混凝土的砂率时，还要考虑粗骨料的颗粒形状和级配，对以碎石为骨料的普通混凝土，建议按表4.1的范围选取。我国规定的泵送混凝土的砂率宜控制在40％~50％，也要视具体条件而定，不得过大，否则会增加水泥用量，同时降低混凝土强度，故应在保证可泵性的情况下，尽量降低砂率。表4.1

泵送混凝土适宜砂率范围粗骨料最大粒径/mm适宜砂率范围/％254041～4539～43（三）坍落度的选择泵送混凝土，试配时要求的坍落度值应按下式计算

Tt＝Tp十∆T（4－1）式中Tt—试配时要求的坍落度值；

Tp—入泵时要求的坍落度值(见表4.2)；∆T—试验测得在预计时间内的坍落度经时损失。表4.2混凝土入泵坍落度选用表泵送高度/mm＜3030～6060～100＞100坍落度/mm100～140140～160160～180180～200

对于轻骨科混凝土，泵送时要注意其吸水特性。当其在输送管内进行压力输送时，它会急剧吸水，使原来的坍落度降低很多，容易引起堵塞；而当卸载后，它又会大量放水，使混凝土的坍落度增大很多，影响混凝土的强度和耐久性等。为此，在进行轻骨料混凝土泵送时，骨料宜预先充分吸水，以避免产生上述现象。日本对轻骨料混凝土泵送后的坍落度的规定见表4.3。

表4.3轻骨料混凝土泵送后要求坍落度/mm浇筑方法泵送水平换算距离/m＜6060～150＞150不进行振捣进行振捣15～21－18～2110～1519～21－(四)混凝土的粘聚性要求按确定的配合比所拌制的混凝土应具有良好的粘聚性。如果粘聚性不良，易产生离析现象，压送过程中易发生输送管的堵塞。在施工过程中，有离析现象的混凝土不能进入混凝土输送泵受料斗，应调整其配合比，改善其粘聚性。4.4混凝土泵混凝土泵是一种用于输送和浇筑混凝土的施工设备，它已有七十多年的历史。50年代开始生产液压式混凝土泵；60年代初出现了挤压式混凝土泵；70年代中期又出现了汽车式混凝土泵，它更加灵活机动。根据驱动方式，混凝土泵分为挤压式和活塞式两类。

活塞式混凝土泵有液压传动式和机械传动式。液压传动式混凝土泵由料斗、液压缸和活塞、混凝土缸、分配阀、Y形管、冲洗设备、液压系统和动力系统等组成。液压系统通过压力推动活塞往复运动。活塞后移时吸料，前推时经过Y形管将混凝土缸中的混凝土压入输送管。泵送混凝土结束后，用高压水或压缩空气清洗泵体和输送管。活塞式混凝土泵的排量，取决于混凝土缸的数量和直径、活塞往复运动速度和混凝土缸吸入的容积效率等。

挤压式混凝土泵有转子式双滚轮型、直管式三滚轮型和带式双槽型三种。转子式双滚轮型混凝土泵，由料斗、泵体、挤压胶管、真空系统和动力系统等组成。泵体密封,泵体内的转子架上装有两个行星滚轮，泵体内壁衬有橡胶垫板，垫板内周装有挤压胶管。动力装置驱动行星滚轮回转，碾压挤压胶管，将管内的混凝土挤入输送管排出。真空系统使泵体内保持一定的真空度，促使挤压胶管碾压后立即恢复原状，并使料斗中的混凝土加快吸入挤压胶管内。泵送混凝土施工工艺泵送混凝土施工工序：布管→润滑→排水→泵送水泥煤灰浆→泵送砼→完工后清洗拆管。1、混凝土泵送管路的布置

混凝土泵送管路的布置基本原则如下:

（1）管路布置尽可能使距离最短,弯管最少。

（2）管路接头应联接牢固，密封、不漏浆。

（3）管路布置应满足先浇最远处，然后依次拆管后退，减少泵送过程中接管影响作业。

（4）要布置弯管的地方，尽量使用转弯半径大的弯管，减少压力损失，避免堵管。（5）向上布置管路，一般不使用垂直和上的90°的弯管，用钢管搭设脚手架斜道，减少输送阻力和堵管。

（6）向下的管路布置，在垂直向下的管路下端布置一缓冲水平段或管口朝上的倾斜坡段，以减少混凝土自落产生离析而堵塞。

（7）混凝土浇筑速度、管路装拆等停歇时间比较长时，可每隔10-15分钟反泵再正泵2-3个行程。2、泵送混凝土浇筑工艺

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