探討泵送混凝土施工技術

王麗君 徐曉玲

摘要：建筑工程高層建筑與大體積混凝土施工中, 泵送混凝土因其施工速度快、勞動強度低、生產效率高等優點得到廣泛應用。本文筆者對泵送混凝土的配制原則、操作方法、防止和解決發生事故的技術措施進行深入探討, 并提出了施工中的一些建議。

關鍵詞：泵送混凝土、施工技術

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

一、 混凝土的泵送原理

泵送混凝土是一種粘滯流體物質,它的特性是在外力作用下可以滾動,但屈服值不為零。管內混凝土在泵送壓力作用下,混凝士內的水泥砂漿向管的外側滾動,在管壁形成了一薄層屈服剪應力較小的水泥砂漿,它的屈服剪應力要比混凝土的屈服剪應力小得多,于是管內混凝土形成一個整體在管內滾動,這層水泥砂漿就猶如混凝土與管壁之間的潤滑劑。

二、泵送施工對混凝土標準的要求

1、 對混凝土質量指標的要求

1)強度,控制指標是抗壓強度。通過測定混凝土強度,計算平均值、最小值、標準差,檢查混凝土質量等以制定強度是否合格。塌落度,反映和異性的指標。

2)氯化物總量。氯離子可導致鋼筋銹燭,應當嚴格控制。

3)含氣量。含氣量的多少將影響混凝土的耐久性、和易性,強度,不摻引氣的外加劑一般含氣量不會超過規定,對摻引氣劑的混凝土對含氣量要特別注意測試并進行控制。

2、泵送混凝土的配制原則

泵送混凝土與普通方法施工的混凝土不同, 原則上要求混凝土必須具有可泵性, 即要求混凝土有較大的坍落度和較好的粘塑性, 不泌水離析, 混凝土在管道中所受摩阻力小, 不產生堵管現象。配制可泵性良好的混凝土應注意下列問題:

1) 水泥用量應適宜

在泵送混凝土中, 水泥砂漿起到潤滑輸送管道和傳遞壓力的作用。水泥用量較少, 含漿量不足, 混凝土拌合物和易性差, 泵送阻力大, 泵和輸送管摩擦加劇, 容易產生阻塞。水泥用量過多, 不但不經濟, 而且水泥水化熱過高, 對大體積混凝土會引起過大的溫度應力產生溫度裂縫, 而且混凝土粘性增高, 也會增大泵送阻力。因此, 應在保證混凝土設計強度和順利泵送前提下, 盡量減少水泥用量。

2) 泵送混凝土砂率宜適當提高

泵送混凝土的輸送管除直管外, 還有錐形管、彎管、軟管等。當混凝土拌合物經過錐形管和彎管時, 粗細顆粒間的相對位置發生變化, 此時若砂漿用量不足, 就會發生堵塞, 所以, 泵送混凝土與普通混凝土相比宜適當提高砂率, 一般以增大3%～5%為宜。砂率越大, 混凝土拌合物的和易性越好, 但骨料的總比表面積大, 水泥用量也應相對增加。但在水泥用量一定的條件下, 砂率增加, 水泥漿比重將相對變少, 混凝土拌合物將變稠, 流動性反而變差,造成管路阻塞和磨損。泵送混凝土適宜砂率宜控制在40%～50%, 宜采用中砂。

3) 選用級配良好的粗細骨料

泵送混凝土以卵石和河砂最為合適, 粗骨料應盡可能接近中間級配。碎石最大粒徑不宜超過輸送管內徑1/3, 卵石不宜超過輸送管內徑1/2.5, 同時還必須滿足最大粒經不得超過建筑構件最小邊尺寸的1/4 和鋼筋最小凈距的3/4。在兩層或多層密布鋼筋結構中, 粗骨料粒經不得超過鋼筋最小凈距的1/2。試驗表明, 當輸送管直徑為125mm、150mm 時, 采用粒徑為5～40mm 的碎石; 直徑為100mm 時, 采用粒徑為5～25mm 的碎石。砂的細度模數應控制在2.3～2.7 之間, 通過0.315mm 篩孔砂不應少于15%,最好能達到20%, 這對改善泵送混凝土性能至關重要, 否則就可能導致輸送管阻塞。

4) 坍落度不宜過小

泵送混凝土坍落度宜為80～180mm。坍落度過低, 混凝土拌合物較干, 泵送時泵機缸體吸入狀態不良, 泵送阻力增大, 宜產生堵管故障; 坍落度過大, 漿體粘度太小, 混凝土宜離析, 泵送性差, 粗骨料容易在彎管或錐形管處卡住。同時, 由于水灰比過大, 所澆筑的混凝土蜂窩麻面、干縮裂縫較多, 混凝土質量也得不到保證。施工時, 泵送高度增加, 坍落度要求相對較大一些。

5) 摻加適量粉煤灰和外加劑

泵送混凝土摻加適量的粉煤灰和泵送劑, 有利于改善混凝土可泵性及硬化混凝土的物理力學性能。粉煤灰中含有一定數量的玻璃珠, 能使混凝土拌合物產生均勻微小氣泡, 其提高混凝土可泵性的效果相當于等量水泥的兩倍。泵送劑改善可泵性的實質是增稠或提高水泥的粘度, 防止水泥漿在壓力下泌水或漿體通過集料內部空隙滲透。泵送劑的使用應符合國家現行標準《混凝土泵送劑》的規定, 其品種和摻量應由試驗確定, 不得任意改變, 以免影響混凝土質量。

泵送混凝土中適當的含氣量可起到潤滑作用,對提高混凝土的和易性和可泵性有利。但含氣量太大則會使混凝土強度下降。一般來說, 含氣量提高1%, 混凝土強度下降約6%, 故對含氣量應加以限制。試驗表明, 摻用引氣型外加劑的泵送混凝土的含氣量不宜大于4%, 否則, 澆筑的混凝土內部就會產生大量孔洞, 影響混凝土的強度。

三、 輸送管的選擇

混凝土輸送管,主要是選用優質無縫鋼管制成,其直徑選擇主要取決于:骨料的最大粒徑;輸送距離和要求的混凝土排量;混凝土泵的型號。國內常用的輸送管直徑多為l00mm、125mm、150mm三種。大直徑的輸送管,可泵送粒徑較大的骨料混凝土,施工時卻相當不便;選用較小直徑的輸送管施工時,連接和拆卸都輕便,效率還較高。因為,泵送混凝土施工時一般選用125mm管徑的輸送管。

四、泵送混凝土施工工序

布管→潤滑→排水→泵送水泥煤灰漿→泵送砼→完工后清洗拆管。泵送管路的敷設對泵送效果有很大的影響,因此在現場布管時應遵循以下原則:

1)管路布置盡可能使距離最短,彎管最少;

2)管路接頭應聯接牢固,密封、不漏漿;

3)管路布置應滿足先澆最遠處,然后依次拆管后退,減少泵送過程中接管影響作業;

4)要布置彎管的地方,盡量使用轉彎半徑大的彎管,減少壓力損失,避免堵管;

5)向上布置管路,用鋼管搭設腳手架斜道,減少輸送阻力和堵管;

6)向下的管路布置,在垂直向下的管路下端布置一緩沖水平段或管口朝上的傾斜坡段,以減少混凝土自落產生離析而堵塞;

7)混凝土澆筑速度、管路裝拆等停歇時間比較長時,可每隔10-15分鐘反泵再正泵2-3個行程。

五、泵送混凝土澆筑工藝

泵送混凝土比常態混凝土流動性大,在振搗過程中骨料與水泥砂漿易產生不均勻分布,掌握其特殊性,對做好現場施工管理,保證混凝土質量十分重要,必須強調如下幾點:

1)盡可能按平層法澆筑,澆筑厚度30-50cm,應由遠而近逐層澆筑;

2)混凝土下料高度不得大于1m,不得向模板內側面直沖布料,也不得直沖鋼筋骨架;

3)澆筑豎向結構混凝土時,不得在同一處連續布料,應在2-3m范圍內水平移動布料,宜垂直于模反布料。要有效消除不均勻流動現象,倉面的泌水要及時排除;

4)振搗泵送混凝土時,振動棒移動間距宜為40cm左右,振搗時間宜在15-30秒,切忌一次長時間振搗,覆蓋第二層砼前,再進行第二次復振,既可以振搗密實,排除氣泡,又可防止過振產生骨料下沉分離;

5)大體積水平結構的混凝土表面,在收倉后初凝前應再復振一遍,并適時用木批磨平搓毛兩遍以上,必要時,還應用鐵制滾筒壓兩遍以上,預防產生收縮裂縫;

(6)澆完混凝土的倉面應覆蓋保溫材料,加強淋水養護。

六、 泵送混凝土構件的養護

混凝土澆筑完畢后或大體積混凝土長時間施工時應采取有效的養護措施,嚴禁長時間在太陽下爆曬,使其出現開裂和過早失水影響其強度。養護注意事項如下:

1)應在澆筑混凝土完畢后12小時以內對混凝士加以覆蓋并保濕養護;

2)當氣溫低于5℃時,應采取保溫養護措施,上面覆蓋草袋或麻袋片,并切忌對混凝土灑水養護;

3)混凝土澆水養護的時間:對采用硅酸鹽水泥、普通水泥或礦渣水泥拌制的混凝土,不得少于7天;對摻用外加劑或有抗滲要求的混凝土,不得少于14天;

4)澆水次數應能使混凝土處于潮濕狀態,養護用水要與拌制用水相同;

5)采用塑料布覆蓋養護的混凝土,其敝露的表面要全部嚴密覆蓋,并保持內部具有凝結水。

七、泵送混凝土施工操作要點

輸送管線設計布置應盡量短, 盡可能直, 轉彎要少、緩, 管線接頭應嚴密, 少用錐形管, 以減少阻力和壓力損失。

混凝土泵送前應先向泵送水, 清洗管道, 再泵送1:1( 輸送管實際長度100m 以上) 或1:2( 輸送管實際長度100m 以內) 水泥砂漿濕潤內壁。必須保證混凝土連續澆筑, 混凝土攪拌站供應能力至少比混凝土泵工作能力高出約20%, 以保證受料斗內有充足的混凝土, 防止吸入空氣, 造成阻塞。

泵送混凝土時, 如輸送管吸入空氣, 應立即反泵重新攪拌。料斗中的混凝土有離析現象時, 要停止泵送,重新攪拌后方可使用, 否則容易造成堵管。

如果中途需要停止泵送, 停頓時間不宜超過5～20min, 每隔4～5min 使泵交替進行4～5 個形程的正轉和反轉運行, 以防混凝土在管道內發生離析。若停頓時間過長, 必須排空管道內混凝土, 并確?；炷潦┕たp留置正確。

混凝土泵出現壓力升高且不穩定、油溫升高、輸送管明顯振動等現象時, 不得強行泵送, 應立即查明原因, 采取措施排除?？上扔媚鹃城脫糨斔凸軓澒?、錐形管, 將這些部位混凝土敲擊松散, 便于通過管道恢復正常泵送, 避免堵塞。

輸送管道發生堵塞時, 可利用輸送泵反泵功能進行反抽。如果進行了2～3 次自動反抽堵塞還未排除, 則可根據輸送管晃動情況和接頭處有無脫開傾向, 查明堵塞部位, 拆卸混凝土輸送管進行排除。

向下泵送混凝土時, 要先打開輸送管上的氣閥, 使管內混凝土下面的空氣不能形成氣柱。待輸送管下降的混凝土有了一定壓力后, 關閉氣閥進入正常泵送。

對于輸送管路, 如夏季高溫日光直射時, 宜用濕草簾等加以覆蓋, 避免由于管道溫度升高加快脫水而形成阻塞。冬季氣溫很低時, 也應覆蓋保暖, 防止混凝土拌合物長距離泵送時受凍。

遠距離輸送混凝土應配備必要的通訊和聯絡工具, 做好泵送過程的協調和管理工作。

泵送結束后, 應用水及海綿球將殘存的混凝土擠出并清洗管道, 并空機運轉3min。

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