泵送性能范文（精选8篇）

泵送性能 第1篇

具有高强度、高工作性能、高耐久性的高性能混凝土是当前建筑施工技术发展的方向，已经广泛应用在各种建筑工程中，尤其应用在大体积混凝土、大跨度桥梁、高层建筑、地下、水中(如桥桩、桥基)等工程的混凝土构筑物。而高性能泵送混凝土的配制，需要结合当地的环境、气候、季节、温度，从降低水泥水化热、提高其体积稳定性和要求混凝土拌合物具有良好的工作性能，并保证混凝土拌合物经长距离泵送作业仍能保持良好均匀的体积稳定性等方面着手。

1 试验原材料

水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，主要性能见表1。

砂：闽江Ⅱ类砂和蓟县Ⅱ类河砂各50%，混合掺用，主要性能见表2。

粗骨料：蓟县碎石，主要性能见表3。

矿物掺合料：唐山某水泥厂产Ⅲ级S75磨细矿粉，某电厂产Ⅱ级粉煤灰，主要性能见表4、表5。

泵送剂：天津某减水剂厂产YNB泵送剂，主要性能见表6。

%

注：天津市工程建设标准《混凝土用矿物掺合料应用技术规程》(DB/T29-129-2005)中将磨细矿粉分为S105、S95、S75三个等级(S75活性指标：7d≥55%, 28d≥75%)。

%

2 配合比设计及试配

2.1 配制C50高性能泵送混凝土

依据JGJ55-2000《混凝土配合比设计规程》[1]进行设计：

式中：fcu, 0———混凝土试配强度，MPa;

fcu, k———混凝土设计强度，MPa;

σ———混凝土强度标准差，考虑到配制的高性能混凝土中掺有一定量的矿物掺合料，混凝土28d后强度还有所增长，因此，本次配制混凝土的强度标准差值选取为5MPa。

2.2 试配方案（采用正交设计试验方法）[2]

2.2.1 试配目的与考核指标

本次设计试配目的主要是考核水灰比、磨细矿粉掺量和粉煤灰掺量对高性能混凝土强度和混凝土拌合物工作性能的影响，从而总结出最合理、最适当的掺量。以混凝土的抗压强度和混凝土拌合物放置1h后的工作性能作为考核指标。混凝土配合比见表7。

2.2.2 制定因素水平表

kg/m3

影响高性能泵送混凝土强度和混凝土拌合物工作性能的因素很多，经过多次试配，本文主要选择三个主要影响因素：水灰比、磨细矿粉掺量、粉煤灰掺量。每个因素各制定三个水平，见表8。

按照因素水平表，计算出每一个试验号的混凝土配合比。试配的混凝土假定密度为2450kg/m3，水灰比分别为0.34、0.36、0.38，砂率根据矿物掺合料的掺量不同分别为37%、38%、40%。磨细矿粉掺量为15%、10%、5%，粉煤灰掺量为10%、15%、20%。每m3混凝土的材料用量见表7。用水量没有列入考核指标，主要是考虑到矿物掺合料的掺量不同，用水量波动较大，不容易考查，本文通过水灰比进行控制。

2.2.3 试配结果与分析

经过试配，结果见表9、表10。

试配的目的是既要保证高性能混凝土的强度，又要保证混凝土拌合物有良好的工作性能。先对各因素影响混凝土强度和1h后混凝土拌合物坍落度的情况进行分析，然后再对磨细矿粉、粉煤灰的掺量进行综合分析，试配结果的数理统计见表11。

表11分别列出了每个因素水平相应三次试配混凝土拌合物1h的坍落度和强度之和∑X1、∑X2、∑X3、平均值X1、X2、X3及极差R，具体计算方法如下：

坍落度值为第一列(因素A)

注：流动度采用倒置的坍落筒加上活动挡板测定混凝土拌合物全部落下的时间。

极差R为X1、X2、X3三数中最大数减最小数。坍落度值第二列(因素B)、第三列(因素C)的计算方法同第一列。7d、28d强度值的数理统计计算方法和坍落度值相同。对于各个因素，比较X1、X2、X3的大小，哪一个值大，该水平对考核指标就有利，极差大的因素是影响考核指标的主要因素。

由表11可以看出，影响混凝土坍落度的主次因素为粉煤灰掺量、磨细矿粉掺量、水灰比，最佳组合为A1、B3、C1。影响混凝土7d强度的主次因素为粉煤灰掺量、水灰比、磨细矿粉掺量，最佳组合为A1、B3、C1。影响混凝土28d强度的主次因素为粉煤灰掺量、水灰比、磨细矿粉掺量，最佳组合为A1、B3、C1或C2。

通过表9、表10的试验结果和表11的数理统计计算可知：1#、2#、3#配合比混凝土水灰比0.34，用水量、水泥用量相同，混凝土28d抗压强度差异不大，但混凝土拌合物的工作性能有所差别。如果要求早期强度高，如高层结构的梁板或滑模等结构泵送的混凝土，可以选择1#配合比;如果是大体积混凝土，远距离泵送可以选择3#配合比，3#配合比配制的混凝土早期强度低，这对控制混凝土的水化热是有利的，28d混凝土抗压强度也基本可得到保证，由于粉煤灰的掺量较大，其后期强度还会增长。4#、5#、6#配合比混凝土水灰比0.36，其中4#配合比没有达到配制强度，工作性能也不理想;5#、6#配合比无论是1h坍落度经时损失、扩展度、流动度还是7d、28d抗压强度都很理想。7#、8#、9#配合比混凝土水灰比0.38，其中8#配合比没有达到配制强度，7#配合比混凝土拌合物的工作性能要优于9#，两者28d抗压强度区别不大。根据表11的数理统计计算和以往的实践经验发现，设计试配C50高性能混凝土配合比应结合工程的实际情况，从建筑物的结构、技术、施工工艺、施工难易程度及施工现场技术质量控制等各方面进行综合考虑，对各个影响因素综合分析，找出最佳的组合，才能配制出符合设计要求、满足施工需求的科学合理的C50高性能泵送混凝土施工配合比。

从表7、表9分析可知，用水量是影响混凝土坍落度的主要因素，而其对28d抗压强度影响不大。从降低混凝土拌合物粘度、减少坍落度经时损失、改善混凝土拌合物的工作性能方面考虑，选取较大的用水量是合适的。泵送剂掺量是控制水胶比的重要因素，也是影响混凝土坍落度的主要因素。从表9、表10的试验结果中可以看出，泵送剂掺量2%时，对混凝土拌合物的保水性、和易性、改善工作性能、强度等都是有利的。

从表7、表9、表10可以看出，置换水泥量过多，会降低混凝土强度。磨细矿粉掺量对混凝土强度的影响不大，而粉煤灰掺量是影响混凝土强度的主要因素。因此，C50高性能泵送混凝土中粉煤灰掺量不宜超过15%。同时，各矿物掺合料的掺量应结合建筑结构的型式以及设计要求和施工技术、工艺的要求通过试配进行综合分析，明确主次顺序，从而确定最佳组合。

从表9、表10的试验结果看出，混凝土的配制强度有保证，混凝土拌合物具有较好的工作性能，但混凝土拌合物1h后坍落度的保持能力并不理想。由于试验是在环境温度20℃左右的条件下进行的，而试验所在地区春末风大、干燥，昼夜温差大，夏季干燥，温度可达35℃以上，环境温度的提高或混凝土拌合物泵送作业时间的延长，势必造成坍落度经时损失进一步增大，混凝土拌合物的工作性能就会受到不同程度的影响。由于混凝土施工的特定条件，要求混凝土拌合物应具有十分优良的工作性能，特别是坍落度的保持能力，因此，除了选择矿物掺合料品种，选择与水泥和矿物掺合料适应能力更强、作用效率更高的外加剂也是配制高性能泵送混凝土需要重点研究的技术问题。

通过试配说明，在选择砂、石、矿物掺合料等方面，既考虑到了材料货源的供应，又可降低成本。所配制的混凝土拌合物具有良好的工作性能，没有出现离析、泌水等现象，混凝土拌合物表观密度均达到2430～2460kg/m3，能够满足各种不同型式建筑结构和大体积、大跨度、高层建筑并经长距离泵送作业混凝土的施工。从混凝土的强度来看，28d实测抗压强度均能满足现行标准JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》中对配制强度的要求。

3 结束语

综合上述分析，此次C50高性能泵送混凝土的配制，研究了混凝土的强度和拌合物的各项工作性能，选定了施工配合比最佳组合，可确保所选定的因素水平科学、可靠。试验表明，对所选定的施工配合比应最少进行三批试配，考察其在施工中可行、可靠、合理性后，方可确定。配制高性能泵送混凝土，影响混凝土强度和工作性能的因素很多，特别应当重视水泥、矿物掺合料、外加剂等性能是否相容、掺量是否合理，只有通过科学、有规律的试验进行综合分析，找出影响各因素之间的原因，才能制定最佳组合。

参考文献

[1]JGJ55-2000《混凝土配合比设计规程》.北京:中华人民共和国建设部, 2001.

泵送性能 第2篇

高性能混凝土是近些年来才出现的一种新型的混凝土，其主要的优点就在于施工性能较为良好，在施工的过程中，不容易出现泌水以及离析的情况，而且相比于普通的混凝土而言，其缓凝效果较好，在对其加以运输的过程中，坍落度损失也较小。虽然高性能绿色混凝土有着诸多的优势，但是这些优势都要依赖于良好的配合比设计，只有有效地对于配合比进行设计，才能够更好地保证高性能绿色混凝土的性能。所以说在对于高性能绿色混凝土配合进行设计的过程中，往往需要遵守以下几个原则：第一，必须要对于原材料引起足够的重视，在选择原材料的过程中，必须要根据实际的需求来对于水泥的种类加以选择，一般来说，高性能绿色混凝土所使用的水泥应该和高效缓凝减水剂具有良好的互容性。第二，在对于骨料进行选择的过程中，对于细骨料而言，必须要对于细骨料的细度有效地加以确定，而粗骨料则应该选用具有连续级配的粒径满足要求的粗骨料;第三，在高性能绿色混凝土配置强度能够得到有效地满足的前提下，应该尽可能地减少对于胶凝材料的使用，而应该保证高性能绿色混凝土的低用水量、低水泥用量和适当的水胶比。

1.2 高性能绿色混凝土配合比设计方法

在进行高性能绿色混凝土配合比设计的过程中，必须要采用正确的配合比设计方法，只有保证方法的合理，才能够更好地保证混凝土的质量。首先必须要注重对于高性能绿色混凝土骨料的选择，在对于骨料进行选择的过程中，必须要通过采集取样检测出所使用的粗骨料的松散堆积密度，一般高性能绿色混凝土所采用的粗骨料的松散堆积密度应该保持在1480Kg/m3左右。比如说高性能绿色混凝土所使用的普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5，那么其水胶比的设计和混凝土的设计强度就有着很大的关系，因此要先计算出高性能绿色混凝土的有效水胶比，在计算出其有效水胶比之后，再依据有效水胶比来对于混凝土的实际水胶比加以计算。

冬季超高层泵送混凝土力学性能研究 第3篇

随着现代社会全球人口膨胀与土地资源之间矛盾的日益增长,超高层建筑日益增多。超高层建筑建设周期相对较长,不可避免地会遇到冬季施工现象,冬季复杂的施工条件对混凝土工作性能、力学性能和耐久性能等多方面性能提出了苛刻的要求,研究混凝土超高层泵送冬季施工十分必要。

长沙国际金融中心项目(以下简称长沙国金中心)地处长沙市中心黄兴路与解放路交会处,投资额达200亿元,建成后将成为一座集大型购物娱乐中心、高端写字楼及白金五星级酒店于一体的大型城市综合体。该项目包括T1、T2两座塔楼,其中T1塔楼为湖南在建第一高楼,建筑高度452m,地上95层,地下7层。根据项目生产进度安排,高程400m左右的混凝土施工主要集中在冬季。本文结合长沙国金中心混凝土超高层泵送冬季施工情况,在配合比优化、工作性能改善、强度发展及温控措施等多方面展开研究,为实际工程提供一定的数据和理论参考。

1 试验部分

1.1 原材料

针对超高层泵送需要,对原材料质量进行了比较严格的控制,采用高品质原材料,优化胶凝材料体系和骨料紧密堆积程度等技术措施[1]。

1.1.1 胶凝材料

超高层泵送应充分考虑混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的相关要求,选用硅灰、粉煤灰等材料改善混凝土的和易性。硅灰(Silica fume,SF)是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时,矿热电炉内产生出大量挥发性很强的Si O2和Si气体,气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。试验所用水泥由华新水泥(株洲)有限公司生产,P·O 42.5级,主要性能指标如表1所示;粉煤灰为益阳Ⅱ级粉煤灰,细度17.5%,需水量比95.5%;矿粉采用S95级,比表面积420m3/kg,7d活性指数80%,28d活性指数99%;SF为四川朗天微硅灰,28d活性指数101%。主要胶凝材料的化学成分如表2所示。

1.1.2 骨料

骨料作为混凝土的支撑骨架,其级配、含泥量和泥块含量等性能指标直接影响混凝土性能。采用的粗骨料为宁乡碎石,5~20mm连续级配,含泥量0.5%,泥块含量0.1%,针片状颗粒含量4.5%,压碎指标8.9%;细骨料为湘江河砂,Ⅱ区中砂,细度模数2.4~2.8,含泥量1.5%,泥块含量0.3%。

1.1.3 外加剂

外加剂采用岳阳产的高性能聚羧酸减水剂,冬季施工专配,固含量为15.4%,减水率为20.7%。

1.2 测试方法

混凝土的工作性能与力学性能测试按照GB/T50081—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行试验;采用S-3500N型扫描电子显微镜分析试样水化产物形貌。通过优化胶凝材料比例和外加剂掺量制备九组混凝土试样,相关配合比如表3所示。试样1和7的配比分别为C50和C60普通配合比;试样2、3和4的配比分别为硅灰掺量约2%、4%和6%的C50配合比,通过改变硅灰掺量考察试样工作性能、力学性能等方面的差异;试样5和9的配比为冬季施工配合比;试样7和8分别采用C60配合比和硅灰改性优化配合比。将原材料拌合,观察并测试相关工作性能指标,然后振捣成型试块,放在标准条件下养护,分别跟踪测试相应龄期的抗压强度。

2 试验结果与讨论

2.1 性能测试

按照设计的配合比和龄期对试样1~9进行工作性能和抗压强度测试,结果如表4所示。随着水化反应不断进行,试件抗压强度不断增大,养护龄期为7d或28d的试样抗压强度均能够满足设计要求。试样抗压强度有比较充分的富余。硅灰的掺入对混凝土性能有很大影响,尤其对工作性能及力学性能影响较大。试样1、2、3和4对应硅灰掺量分别占胶凝材料质量0、2%、4%和6%。随着硅灰掺量增加,新拌混凝土和易性明显改善,粗骨料均匀悬浮在浆体之间,含气量在5%以内,控制情况良好。掺入硅灰试样的压力泌水率保持在20%以内,达到700mm以上的扩展度不会产生泌水现象,且流动性良好。新拌混凝土经时损失测试结果显示,混凝土3h内基本具备较好的工作性能,满足超高层泵送施工要求。将试样1、试样7和其他试样对比分析发现,硅灰等量取代水泥掺入后对混凝土早期强度改善并不明显,因为硅灰的潜在反应活性在浆体硬化后期才体现出来,而在初始阶段主要起填充孔隙的作用[2]。试样6和9通过优化胶凝材料体系,7d早期强度有一定的增长,为冬季低温甚至负温下混凝土强度改善提供了可能。

%

kg/m3

2.2 力学性能分析

根据长沙国金中心施工进度情况,核心筒400m左右的混凝土浇筑主要集中在冬季,温度可达负温以下,而且楼面测试温度比地面环境温度低3~5℃,工程现场地面温度测试数据如图1所示。因此,为了更好地增加混凝土早期强度,开展了低温条件下混凝土力学性能研究。采用试样1、6、7和9的配合比,其中试样6、9掺入冬季施工专配外加剂,严格控制混凝土入模温度在20℃以上。浇筑完成后对实体强度进行回弹检测,并结合同条件养护下试块强度数据,重点考察浇筑完成后24h、36h、48h、60h和72h强度情况。对采集的强度数据进行拟合,拟合结果如图2所示。长沙地区冬季温度主要集中在5℃左右,C50混凝土在浇筑完成后36h基本能够达到25MPa,48h后可达30MPa以上,72h后可达38MPa以上,抗压强度在72h内增长速率较快,拥有较高的早期强度,基本满足项目施工进度要求。通过对胶凝材料进行水化温升测试,水化温升峰值出现在30~40h附近,表明该段时间内混凝土强度呈现加速增长的趋势,相关结果如图3所示。

通过分析发现,核心筒C50混凝土的抗压强度的发展大致经历初始增长、加速增长、稳定增长等三个阶段,变化趋势如图4所示。拟合曲线和抗压强度(f)发展规律基本一致,误差较小。根据曲线规律和试验研究结果,混凝土抗压强度-龄期可用式(1)三参数模型[3,4,5]表示。对f分别求一阶、二阶导数,结果为式(2)、式(4)所示。式(3)、(4)表明:混凝土抗压强度-龄期三参数模型曲线经过(0,0)点,具有极限值,单调递增且远离横轴外凸,与混凝土抗压强度实际变化规律基本一致。为了减小曲线拟合误差,引入半值强度指数,半值强度指数方程可表示为式(5),其含义是抗压强度为最终抗压强度一半时所对应的龄期t1/2,t1/2越小,混凝土的抗压强度发展越快。

混凝土的抗压强度-龄期数学模型中,极限强度f(∞)由A、C控制,初始强度发展速率f’(0)由A、B控制,半值强度指数由B、C控制,它们取值在一定程度上互不影响,曲线中间过程可相对自由变动,反映了混凝土强度发展过程的多样性和变动性。根据这一原理,可以采取相关措施适当提高混凝土早期强度,以满足施工爬模对混凝土早期强度的要求。

2.3 SEM微观分析

将养护7d的试样6进行形貌分析,结果如图5所示。从图5中可以看出,C50混凝土硬化浆体中能检测到细针状或柱棒状钙矾石、絮凝状C-S-H凝胶、纤维状水化硅酸钙和未水化完全的胶凝材料,大量的钙矾石晶体与水化硅酸钙彼此间交叉、连生在一起,于整个空间形成连续的网状结构,共同构成浆体的骨架,因而试样早期便拥有较高的抗压强度[2,6]。而在一些裂缝或者孔隙中可以看到,不断水化生成的钙矾石晶体与C-S-H凝胶一起填补其中,逐渐弥补浆体结构的缺陷。

试样中加入硅灰后,一部分硅灰参与水化反应,另一部分硅灰尚未反应填充于孔隙之间。硅灰颗粒很小,拥有高度的无定形性质以及高的Si O2含量,Si O2可与体系中少量的Ca(OH)2反应生成C-S-H凝胶,产生火山灰效应[5,6],反应过程如式(6)所示。硅灰火山灰效应增加了水化浆体中C-S-H凝胶的体积,降低了孔隙率,改善了孔结构。硅灰中的惰性微粒填隙作用明显,小的球状硅灰填充于水泥、粉煤灰和矿粉颗粒之间,使胶凝材料具有更好的颗粒级配,从微观尺度上增加了混凝土的密实度,减少了水化浆体的缺陷。

3 工程应用

长沙国金中心混凝土冬季施工结合南方地区实际情况,在混凝土温度控制、生产管理、现场施工等方面进行了创新,采取了热水生产法、罐车保温法、配合比优化法和专项措施等方法,收到了良好的效果,相关情况如图6所示。混凝土供应站点全部增添热水生产线,显著提高了混凝土出机温度,冬季低温甚至负温环境下混凝土出机温度高于20℃。对混凝土运输罐车进行保温包裹,具备保温防水功能。严格监控混凝土入泵入模温度,提高了混凝土早期强度,缩短了施工周期。同时,对施工工法进行精细化管理,采用“冬季专用配合比”、“防冻型外加剂”、“骨料预热工艺”等技术,有效提高了混凝土性能。此外,对现场所有泵管进行包裹保温处理,对新拆模板的混凝土采用棉被包裹保温,安装取暖器,减少混凝土在400m垂直高度上受到冷风和温度降低造成更多的热量损失。通过采取一系列措施,确保了冬季混凝土超高层泵送的施工质量。

4 结论

(1)硅灰对混凝土超高层泵送工作性能指标改善明显,掺入硅灰试样的压力泌水率保持在20%以内,且扩展度达到700mm以上无泌水现象。硅灰的掺量为3%~5%比较适宜,对混凝土水化进程和力学性能有促进作用,增加了体系的密实度,提高了混凝土强度。

(2)通过优化胶凝材料体系,控制原材料质量,掺入冬季施工专配外加剂,控制混凝土入模温度等措施,在5℃左右养护条件下,C50混凝土在浇筑完成后36h达到25MPa,48h后可达30MPa以上,拥有较高的早期强度,且混凝土3h内工作性能保持良好,有效地克服了较高的早期强度发展对混凝土工作性能经时损失的影响。

(3)本工程结合南方地区实际情况,创造性地采取了热水生产法、罐车保温法、泵管保温法、配合比优化法和专项应急预案等方法,在冬季施工环境下基本确保混凝土入模温度达20℃以上,提高了混凝土早期强度,缩短了工期。

参考文献

[1]吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999.

[2]李建权,许红升,谢红波.硅灰改性水泥/石灰砂浆微观结构的研究[J].硅酸盐通报,2006,25(4):66-70.

[3]W.Wei,A.Z.Zhao,F.Li.Nanukuttan.Mathematical Model for Age—Dependent Compressive Strength of Recycled Coarse Aggregate Concrete[J].Construction and Building Materials,2012,15(5):633-637.

[4]A.Elahi,P.A.M.Basheer,S.V.Nanukuttan.Mechanical and durability properties of high performance concretes containing supplementary cementitious materials[J].Construction and Building Materials,2010,24:292-299.

[5]曾强.巨型桁架—核心筒结构施工技术研究与施工过程力学模拟分析[D].重庆:重庆大学,2009.

超高层混凝土泵送技术 第4篇

商品砼采用泵送施工已广泛用于建筑工程中，但对于高度大于300m的超高层泵送，因泵送压力过高，所用砼强度高、粘度大，泵送尤其困难,给泵送施工带来一系列有待探讨的技术难题。随着泵送砼的普及推广和迅猛发展，不断研究高强度砼的超高层泵送技术，对于提高超高层建筑施工质量及施工效率具有相当的实用价值和经济意义。

香港国际金融中心主楼88层、高420m，是世界第五、亚洲第二高楼。其砼泵送最大高度408m，对施工安全、可靠性、环境保护和自动化程度要求都高，为保证工程质量和结构强度主楼全部采用C60砼，这些对砼输送设备提出了严峻的挑战。为此在砼配方上也采取了一些有利于泵送的措施，并将搅拌站建在工地内、距砼泵约300m，保证砼在20min内到达浇筑面，减小坍落度损失。

此工程每层砼用量约240m3，分两次施工，采用两台三一重工的HBT90CH-2122D超高压砼输送泵，同时布臵了两套同样管道，两台泵可同时泵送。在400m高度的泵送过程中砼泵液压系统的工作压力为24～25MPa，砼出口压力16MPa，每分钟换向10～11次，输送量约40m3/h。

2设备状况

2.1HBT90CH砼泵

2.1.1技术特点 1)双动力结构

为确保施工过程的可靠性，整机动力采用两台柴油机分别驱动两套泵组。应用双动力功率合流技术，平时两套泵组同时工作，当一组出故障时可切断该组，另一组仍维持50%的排量继续工作，避免施工过程中断造成损失。

2)全自动高低压切换

液压系统高低压泵送模式切换过程全部由计算机控制，只需按1个按钮就在瞬间完成切换，不需停机，没有污染。3)高压砼活塞

由于泵送最大高度达408m，管道内的砼对砼活塞反压极大，针对这一关键工况特点，采用增强聚氨脂材料开发了适应超高层泵送结构的高压砼活塞。

4)眼镜板、切割环

液压系统高低压泵眼镜板的反推力，导致密封失效，而这一对耦合件间的密封性是保证超高层泵送的关键。HBT90CH砼泵通过优化S管的流线减小反推力，同时采用高预紧力技术使切割环与眼镜板紧密贴合，保证可靠密封。

5)水洗

在408m超高层泵送中HBT90CH砼泵仍然沿用泵送多高、水洗多高这一具有传奇色彩且创造了水洗最高世界纪录的技术，砼的浪费减至最低程度，整个工程可节省砼2640m3，折合港币190万。此外由于没有剩余砼，减轻了渣土处理及管理的负担，降低了施工过程的工作量和成本。 2.2辅助设备

配合工程要求配套设计了布料半径为32。5m的无尾拖自动爬升布料杆，其主要参数

布料半径(m)32.5

塔身高度(m)31

爬升方式自动连续爬升

爬升速度(m/s)0.5

整机功率(kW)30

整机质量(t)24

布料杆用4个液压马达减速机组驱动，通过齿轮齿条带动布料杆及支撑框交互上升而实现整机自动连续爬升，整个爬升过程可由1人操作完成。由于建筑结构的限制，布料杆的支撑跨距最大达10m，最小只有3.5m，三一重工为此专门设计了大跨度变幅横梁。2.3输送管

在泵出口布臵了100m水平管、90°弯管4个、45°弯管1个、15°弯管2个；在高140m的32楼层，布臵了30m水平管、90°弯管3个；在高200m的45层布臵90°弯管2个；在高240m的55层布臵90°弯管2个；然后一直往上，整套管道包括布料机塔身外露10m、臂长32m、弯管折算44m，全长622m。直管两端都用刚性支撑固定牢靠。

3泵送施工技术关键

超高层建筑砼泵送施工存在诸多技术问题，应从以下几个方面采取措施。

3.1设备的泵送能力

设备最大泵送能力应有一定的储备，以保证输送顺利、避免堵管。在本次408m高度的泵送过程中，砼泵的液压系统工作压力为24～25MPa，砼出口压力16MPa，而HBT90CH超高压砼泵的液压系统工作压力可达35MPa，砼出口最高压力可达22MPa，这也是HBT90CH顺利完成400m超高层泵送的至关因素。

3.2设备配臵的可靠性

设备的配臵应以可靠性为首要原则，超高层砼输送合理的布臵管道至关重要，一旦因设备故障而中止泵送2h以上时，砼在输送管内会出现泌水、离析，将使整个管道系统内砼报废而严重影响施工质量。三一HBT90CH泵采用两台发动机，既可同时工作以提高工作效率，也可单独作业，即使1台发生故障仍有备用发动机继续工作，大大提高了施工过程的可靠性。此外，两套独立的泵和管道系统也是顺利施工强有力的保障。

3.3耐超高压的管道系统

在进行超高压泵送时，管道内压力最大可达到22MPa，纵向将产生27t的拉力，必须采用耐超高压的管道系统。此外常规的连接与密封方式也不能满足要求，需采取下述解决方案。

1）采用壁厚为9.5mm以上的超高压管道，保障管道的抗爆能力。

2）管道间的连接用螺杆强度级别保证，纵向拉力由螺杆承受，使接头处得到可靠保障。

3）带骨架的超高压砼密封圈能防止砼在22MPa的高压下从管夹间隙中挤出，确保密封长久可靠。

4)输送管管径越小则输送阻力越大，但过大的输送管抗爆能力差，而且砼在管道内流速慢、停留时间长，影响砼的性能，最好选用直径为125mm的输送管。

3.4合理布管

布管应根据砼的浇注方案设臵并少用弯管和软管，尽可能缩短管线长度。本工程管道沿楼地面或墙面铺设，在砼地面或墙面上用膨胀螺栓安装一系列支座，每根管道均由两个支座固定。为了减少管道内砼反压力在泵的出口布臵了100m的水平管及若干弯管，取得了较好的效果。

3.5合理适用的砼配合比

配合比设计的原则是既满足强度、耐久性要求，又要经济合理、具有良好的可泵性，因此除通常须考虑的因素外必须处理好如下几个方面。

1)水泥用量

适用于超高层泵送砼的水泥用量必须同时考虑强度与可泵性，水泥用量少强度达不到要求，过大则砼的粘性大、泵送阻力增大则增加泵送难度，而且降低吸入效率。本例中水泥用量为375kg/m+3，在施工中取得了很好的效果。

2)粗骨料

常规的泵送作业要求最大骨料粒径与管径之比不大于1∶3；在超高层泵送中因管道内压力大易出现离析，此比例宜小于1∶5，而其中尖锐扁平的石子要少，以免增加水泥用量。

3)坍落度

普通的泵送作业中砼的坍落度在160mm左右最利于泵送，坍落度偏高易离析、低则流动性差。在超高层泵送中为减小泵送阻力，坍落度宜控制在180～200mm，同时为防止砼离析可掺入沸石粉以减少泌水。

4)粉煤灰及外加剂

粉煤灰和外加剂复合使用可显著减少用水量，改善砼拌和物的和易性。但由于外加剂品种较多，对粉煤灰的适应性也各不相同，其最佳用量应通过试验来确定。

3.6保证砼的连续供给

针对砼粘性好、凝结快的特性，为保证砼的均质性，搅拌车在向泵机喂料前反向高速转动20～30s，泵送过程应迅速连续进行并不停地搅拌，避免因砼在泵送过程中滞留过长而造成凝结堵管现象。3.7保证砼的顺利泵送

压送前应用水湿润泵的料斗、泵室、输送管道等与砼接触的部分，检查管路无异常后方可采用水泥砂浆润滑压送。

开始泵送时泵机应处于低速运转状态，注意观察泵的压力和各部分工作情况，待顺利泵送后方可提高到正常运输速度。

当砼泵送困难、泵的压力突然升高时会导致管路产生振动，可用槌敲击管路、找出堵塞的管段，采用正反泵点动处理或拆卸清理，经检查确认无堵塞后继续泵送，以免损坏泵机。

施工时采用由远至近的退管法与二次布管法，本工程砼浇注方向与泵送方向相同。

3.8其它注意事项

1)不得使用产生裂缝和表面凹陷的管道，管箍必须紧牢，防止爆管伤人；

2)及时进行故障处理和更换必要的易损件；

初谈中低标号泵送混凝土的高性能化 第5篇

高性能混凝土是现代混凝土技术的一个发展趋势。通常认为, 高性能砼应具备几个特征:高强度、高流动性、高体积稳定性、高耐久性和绿色环保。目前, 国内多数专业技术人员认为, 高性能砼主要是指高强砼。对于中低标号泵送砼, 仅仅重视其强度是否达到要求, 对砼的流动性, 也传统性地认为其坍落度能够满足泵送要求就行了, 并不重视其扩展度指标;目前国内的砼配合比设计规程中, 对于中低标号砼的配合比设计, 也多以理想条件下的传统经验的条条框框进行框定, 而缺乏随实际原材料情况进行应变调整的指导思想。以上主要因素造成了目前实际施工的中低标号砼送砼, 由于缺乏良好的密实性, 而耐久性受到严重影响的局面, 很多工程砼使用一般时间后就提前出现质量问题就证明了这一点。因此, 强烈呼吁国内专业界应将砼的耐久性作为第一重要目标, 尤其要重视中低标号砼的耐久性。从一定意义上讲, 耐久性其实包括了强度和流动性, 强度不达到要求、和易性不理想的砼, 其耐久性指标无疑会受到严重影响。

混凝土的耐久性主要包括:抗渗性、抗裂能力、抗腐蚀能力, 抗碳化能力、抗氯离子渗透能力、抗冻融能力、抗碱—集料反应能力和抗震抗冲击能力等几个方面。详细分析以上几种砼能力的提升机理, 可知砼的体积稳定性和均匀密实性尤为关键。体积稳定性目的是防止砼产生裂缝, 这里就不做专题讨论, 我们重点谈一谈砼的均匀密实性。均匀性是指砼中粗骨料的分布均匀, 这就要求砼应具有一定的石子拨开系数。密实性主要指三个方面:一是砼流动性良好, 以保证砼获得震捣密实甚至免震捣自密实的能力。二是砂浆对粗骨料的包裹性良好, 以保证粗骨料在砼中的分散均匀。三是砼中毛细空隙要尽可能减少, 这就要求砼单方用水量要尽可能地低。另外含气量要适中。

由于受到所采用的胶凝材料和减水剂性能的影响, 尤其是受到各地而异的砂石情况影响, 实际应用中的砼的配合比设计及调整就显得非常复杂、千变万化。这就要求在配合比的设计和调整时要少一些理论性的条条框框, 多一些灵活应变的指导原则。现在笔者就结合江西贝融新型建材股份公司的实际情况, 初谈一下中低标号泵送砼高性能化的配合比设计与调整中的一些粗浅经验。

1 实际中低标号泵送砼的高性能化, 在砼配合比设计与调整中应注意的几个问题

1.1 原材料情况

江西贝融公司鹰潭事业部的原材料情况;

水泥:江西“万年青”P.042.5Mpa

矿粉:“南方”S95

粉煤灰:贵溪电厂“益材”Ⅱ级

减水剂:南昌“创新”聚羧酸减水剂, 含固量:11.2%

砂:本地河砂, 细度波动大, 经横铺竖取均化后, 细度模数在2.5~2.9之间。

石:碎石:东乡产。5~10mm、10~20mm, 16~31.5mm三种。

卵石:本地产, 连续级配

本地卵石粒径大的偏多, 且外形接近球形者偏少。

1.2 水胶比的计算

砼的水胶比按《普通混凝土配合比设计规程》 (JGJ55-2011) 中规定的方法进行计算。

1.3 单方砼最佳粗骨料用量的确定

混凝土的砂浆量与粗骨料用量之比是影响砼的和易性和粗骨料包裹性的最关键指标、此比例偏大, 会降低砼强度, 此比例偏小, 砼的泵送性能和施工密实性能会受到影响, 甚至会造成砼泌水离析, 从而影响砼的耐久性。在对砼的砂浆量与粗骨料之比的控制方法上, 目前主要有三种:一是国内采用的砂率方法, 二是前苏联采用的石子拨开系数的方法, 三是美国采用的单方砼最佳粗骨料用量的方法。

不同地区的原材料性能指标千差万别, 只要能用, 受客观条件限制, 还是尽量要用, 这就给砼配合比的设计与调整带来很大的复杂性。鹰潭地区的卵石粒径分布偏大, 且外形又不太好, 所以, 所能确定的实际应用砂率相比JGJ55-2011标准中的理论砂率要提高5%左右。如果按照标准中的理论砂率进行生产和施工, 则砼显得石子太多, 石子包裹状况不好, 和易性不好, 甚至经常离析泌水, 堵泵现象严重, 难以施工。当然, 引入石子拨开系数可以解决问题, 但根据什么原则来确定具体的拨开系数?拨开系数对生产工人及质检人员是够太抽象?所以, 笔者认为砂率和拨开系数都太学术化, 缺乏对砼灵活调整的指导性, 是典型的计划经济思维产物。单方砼最佳粗骨料用量是指砂浆对粗骨料包裹良好的前提下单方砼最大粗骨料用量。是一种可灵活调整的, 操作性很强的方法, 此方法确定的砼能够在满足强度性能的前提下, 获得良好的泵送性能和震捣密实性能。贝融鹰潭事业部经过大量试验, 确定的最佳单方砼粗骨料用量为:

需要说明的是:

(1) 不同标号砼的单方最佳粗骨料用量是相近的。

(2) 砂子的细度模数每增减0.2, 粗骨料用量相应减增20kg/m3, 减增的粗骨料用量加减在砂子用量上 (kg/m3) 。

(3) 碎石采用10~20mm和16~31.5mm的两种碎石搭配使用, 其最佳比例根据最大堆积容量法确定, 为:0.6∶0.4.需要特别强调的是, 最大堆积密重法只适用于确定采用不同单粒径粗骨料之间的最佳比例, 而砼的配合比设计不宜采用最大容积法确定, 显而易见的是, 粗骨料的表观密度大于细骨料, 最大容积法易造成砼石子偏多, 和易性和密实性下降。

目前市场上常见中低标号泵送砼, 为了追求强度和成本, 普遍存在流动性欠佳, 石子偏多的现象。造成砼和易性和获得震捣密实性能的下降, 砼中粗骨料分布不均匀, 从而严重影响到砼的耐久性能。

1.4 砼单方用水量的确定

理论上满足胶凝材料水化的水胶比在0.23~0.28时就够了, 但为了满足砼的泵送性能需要, 没添加减水剂砼的水胶比往往会增大到0.6甚至0.7.大量多余添加的单方砼用水量仅仅是为了增大砼的流动度。单方用水量越大, 砼的强度就会越低, 并且多余的水分蒸发后, 会在砼中留下大量的毛细空隙, 严重降低砼的密实度, 降低砼的耐久性能。所以, 不引入减水剂, 想配制大流动度的高强度砼是不可能的, 减水剂的发明, 因为其可降低砼流动时内部颗粒间的相对运动时的摩擦阻力, 所以在相同流动度时, 可大幅度降低砼的单方用水量, 也就是说, 在砼中加入减水剂, 在相同胶凝材料用量和相同用水量前提下, 可大幅提高砼的流动性;在相同试配强度和相同流动度的前提下, 可大幅减少单方砼的胶凝材料用量, 降低砼原材料成本;在相同胶凝材料用量和相同流动度的前提下, 大幅提高砼的强度。减水剂的重大意义在于, 可大幅度改善砼的流动性能和获得震捣密实的性能, 大幅度减少多余用水量蒸发后在砼中留下的毛细空隙, 使砼的密实度进一步提高, 从而大幅度提高砼的耐久性能;解决了流动度和强度之间的矛盾, 使配制大流动度的高强砼成为可能。所以说, 减水剂的发明是混凝土科学发展的第三个里程碑。

目前, 国内市场上最常用的减水剂有两种“以萘系为代表的高效减水剂和以聚羧酸为代表的高性能减水剂。需要重点提醒的是:现在国内行业界在配制中低标号泵送砼时, 总是舍不得提高减水剂的掺量, 以为会提高砼的原材料成本, 所以砼的减水剂多表现在16~20%之间, 有的甚至更低, 导致中低标号砼的物理力学性能和耐久性能达不到最佳状态。其实不然, 减水剂掺量的提高, 不但可大幅度提高砼的物理力学性能和耐久性, 而且是降低砼原材料成本的最有效手段。提高了减水剂的掺量, 可降低砼单方胶凝材料用量, 其综合成本是下降的。从这方面讲, 砼中减水剂的掺量越高越好。但是, 任何事物都物极必反, 减水剂也是有其掺量规律的, 现在, 笔者就结合贝融公司鹰潭事业部的实际情况, 推出并诠释减水剂应用的两个新概念———“饱和掺量”和“临界掺量”。

(1) 减水剂的饱和掺量 (折固) :

减水剂的掺量与减水率的函数关系也与强度增长规律相似, 如图所示。

随着减水剂的掺量的增加, 砼减水率不再明显增长时的减水剂掺量, 称为饱和掺量。

饱和掺量是从经济角度来考虑的, 也就是说, 超过饱和掺量, 再提高减水剂掺量在成本上市不合算的, 砼减水率也增加不大。大量试验表明, 萘系减水剂的饱和掺量是1.2% (折固) 左右, 减水率趋近25%。聚羧酸减水剂的饱和掺量是2.8‰ (折固) 左右, 减水率趋近4 0%【参照《混凝土外加剂》 (GB8076-2008) 】。

(2) 减水剂的临界掺量 (折固) :

事实上, 考虑到砼的和易性, 不同标号的砼都有一个对应的最大掺量———临界掺量, 超过此掺量, 砼会表现出离析, 泌水和板结等现象, 影响砼的施工性能、物理力学性能和耐久性。

混凝土在保持良好的和易性和砂浆对粗骨料的包裹性的同时, 不离析、不泌水、不板结状态下减水剂的最大掺量 (折固) , 称为临界掺量。

临界掺量具有以下三个特征: (1) 和易性和对粗骨料的包裹性良好, 砼不离析、不泌水、不板结时的减水剂最大掺量。 (2) 超过临界掺量, 砼的和易性会表现出很敏感, 每方砼多加几公斤水就出现离析、泌水、板结;少加几公斤水就表现出流动度大幅度下降, 经时损失大幅度增加, 造成砼生产不易控制。

(3) 临界掺量小于饱和掺量。

临界掺量在保证砼具有良好的和易性和砂浆对粗骨料包裹性的同时, 获得良好的泵送性能和震捣密实性能, 而且砼的物理力学性能和耐久性得到最大程度地提高, 单方砼原材料成本也可以降到最低。所以, 笔者强烈呼吁业界, 特别在中低标号砼的试配时宜采用减水剂临界掺量。

贝融公司鹰潭事业部经过大量试验, 推荐以下聚羧酸减水剂的临界掺量, 仅供参考。

在临界掺量的指导下, 我们就可以找到砼单方用水量了。

这里需要特别提醒的是:现在泵送砼的流动度已经不适合于用坍落度来描述了。实践指出:商品泵送砼的扩展度需≥50cm, 砼的泵送性能和获得震捣密实的性能才能理想, 流动度损失才会较小。而砼扩展度达到50cm, 其坍落度早已超过22cm了, 所以坍落度是不能准确衡量现代泵送砼的流动度的, 建议学术界在相关规范中强制商品泵送砼的流动度用扩展度来进行表达。

因此, 高性能化的中低标号泵送砼的单方用水量, 是在采用单方砼最佳粗骨料用量的前提下, 并在扩展度≥50cm和减水剂临界掺量两个指导思想下, 所找到的单方砼最小用水量。

有了砼单方用水量, 我们就可以依据JGJ55-2011标准计算出单方砼中各种胶凝材料的用量了。并最后计算出单方砼中细骨料的用量。

1.5 砼配合比的试配、调整与确定

参照JGJ55-2011规范进行。

1.6 实际应用砼配合比

贝融公司鹰潭事业部根据本地原材料情况和上述配合比设计指导思想, 确定了系列中低标号泵送砼的生产配合比 (kg/m3) :

2 结语

(1) 中低标号泵送砼的高性能化, 是一个要引起业界高度重视的问题。高性能化的关键是砼的耐久性, 而耐久性的关键是砼具有良好均匀密实性能, 并且具有良好的砂浆对粗骨料的包裹性和具有良好的和易性。

(2) 配制泵送砼时应采用“单方砼最佳粗骨料用量”指标指导配合比设计。如此配制的砼具有良好的和易性和密实性能, 砂浆对粗骨料包裹性良好, 从而保证了粗骨料在砼中的均匀分布, 可大幅度提高砼的密实度, 从而大幅度提高中低标号泵送砼的耐久性。

(3) 配制泵送砼时应在采用单方砼最佳粗骨料用量的前提下, 并在扩展度≥50cm和“减水剂临界掺量”两个指导思想下, 寻找单方砼最小用水量。如此配制出的砼不但力学性能良好, 原材料成本最低, 更重要的是砼泵送性能良好, 易获得震捣甚至免震而密实的能力, 并且砼中多余拌合水蒸发后留下的毛细空隙最少, 从而进一步提高了中低标号泵送砼的密实性, 进一步提高了其耐久性, 而使中低标号泵送砼实现高性能化。

摘要：本文提出了中低标号泵送混凝土必须高性能化的问题, 认为采用“单方砼最佳粗骨料用量”来指导砼配合比设计, 可以保证砼具有良好的和易性、砂浆对粗骨料的良好包裹性、粗骨料在砼中的均匀分布性和良好的密实性, 从而大幅度提高中低标号泵送砼的耐久性能。并且认为在扩展度≥50cm和“减水剂临界掺量”两个指导思想下, 寻找单方砼的最小用水量, 可以使砼获得良好的成型密实性, 由于多余拌合水的减少而使其蒸发后留在砼中的毛细孔隙最少, 从而进一步提高了砼的密实度和耐久性, 使中低标号泵送砼实现高性能化。

关键词：中低标号,泵送,混凝土,高性能化,耐久性,密实度,最佳粗骨料用量,和易性,粗骨料包裹性,扩展度,减水剂饱和掺量,减水剂临界掺量

参考文献

[1]水泥混凝土配合比设计新思路《中国建筑科学》2013年第4期, 安平, 王鹏程.

[2]《混凝土结构耐久性设计规范》 (GB/T50476-2008) .

[3]《普通混凝土配合比设计规程》 (JGJ55-2011) .

[4]《混凝土外加剂》 (GB8067-2008) .

C80高性能混凝土的泵送施工技术 第6篇

广州新电视塔位于珠江南岸,建筑总高度为610 m,是广州市标志性建筑。为地下2层、地上37个楼层的高耸结构,外围是钢结构,内部核心筒为椭圆形筒壁混凝土结构,长轴为19 m、短轴为16 m,核心筒内设6台电梯井、上落楼梯及管井等,筒壁混凝土在38 m标高以下采用C80高性能混凝土。

2 工程特点

该工程质量目标是鲁班奖,质量要求高;核心筒每层(5 m)完成时间为6 d;相关施工经验欠缺,在广东地区还没有采取泵送方式进行C80高性能混凝土施工的先例;社会影响大,是世界第一高塔,也是广州市重点工程。

3 工程难点

1)我公司以往的工程中也使用过C80混凝土,但主要用于混凝土量较少的柱,且混凝土浇筑方法采用吊斗法,而并非混凝土泵送浇筑方法。因此,核心筒筒壁C80混凝土的泵送施工属我公司的首次。

2)混凝土标号超过C60后,可泵性大大降低,很容易出现塞泵或爆管的现象。

3)核心筒混凝土每5 m标高浇筑一次,核心筒的混凝土量平均达到400 m3。采取以前用吊斗浇筑混凝土的办法,每斗混凝土浇筑量不超过1 m3,即需400次的混凝土吊运,每斗的吊运及卸料时间为15 min,即完成混凝土的浇筑需时100 h,不能满足施工工期要求。

4 方案对比及确定

分别从混凝土的浇筑时间、可操作性、质量、经济、安全等方面对吊斗浇筑及泵机泵送方案进行比对。

4.1 方案对比表

方案对比表,见表1。

4.2 方案确定

从上述混凝土的浇筑时间、可操作性、混凝土的质量、经济对比、施工安全的对比中得出,泵机泵送方案在保证混凝土质量的前提下,大大缩短了浇筑时间。而随着建筑物的升高,租用汽车吊显然无法满足以后的施工。因此,选用泵机泵送方案进行核心筒筒壁混凝土浇筑施工就成了惟一的选择。

5 混凝土泵送施工

在核心筒筒壁首段-10 m～-5 m段筒壁C80混凝土泵送过程中,受混凝土泵机、泵管及混凝土配合比等各种因素影响出现了“塞管”“爆管”等现象,导致不能顺利泵送混凝土,只能依靠吊料斗辅助进行混凝土的浇筑,最后使用了将近28 h才浇筑完成416.5 m3的混凝土,平均浇筑速度只有15 m3/h。如此慢的浇筑速度,容易产生冷缝,对混凝土整体造成影响,并影响到工期。因此,在下段核心筒筒壁混凝土浇筑前,进行了混凝土泵送的模拟施工。

5.1 混凝土泵机、泵管准备

采用了佳尔华“HBCRS80型”车载式混凝土泵机,且将泵机调整至高压泵送状态,并采用了全新的混凝土高压泵管。

5.2 调整混凝土的配合比

由于混凝土的配合比关系着混凝土的质量及混凝土的可泵性等性能。因此,我们联合混凝土搅拌站对C80混凝土作了配合比调整。新的C80混凝土配合比的混合料中添加了Ⅰ级粉煤灰及硅粉,提高砂率、选用较好的减水剂,并在配料时采用冰水降温等,从而在保证混凝土质量的前提下,提高了混凝土的施工性能。

5.3 混凝土泵送试验

对C80高性能混凝土实行了调整配合比、混凝土泵机高压状态的切换等措施后,在施工现场模拟了实际泵送状态,进行了混凝土的泵送试验。模拟试验的项目包括:混凝土泵管管长的模拟、泵送时间的模拟、混凝土的质量测试。

5.3.1 混凝土泵管管长的模拟

按照施工时混凝土泵管的实际布置情况(包括:水平段长度、垂直段长度、弯管数量等),根据JGJ/T 10-95混凝土泵送施工技术规程中表5.1.2“混凝土输送管的水平换算长度”要求,对垂直段泵管及弯管进行换算后,布置模拟工况的水平泵管。将模拟试验的泵管布置长度布管超出实际施工时的泵管布置长度53 m,将实际中垂直向上段的管道按照1∶4的规范要求进行水平管的换算(见表2),且布置了多道的弯管,增加混凝土泵送过程中的阻力(见表3)。在模拟泵送试验过程中,混凝土能在泵管长、弯道多的状态下顺利泵出,证明了调整配合比后的混凝土具有良好的施工性能。

m

5.3.2 泵送时间的模拟

模拟实际施工时出现的混凝土间隔时间,将混凝土在泵管内静置45 min或进行多次接拆混凝土泵管,混凝土依然能顺利泵出,证明C80混凝土的施工性能可满足现场实际施工需要。

5.3.3 混凝土的质量测试

1)混凝土泵送性能检测。

按照GB 50164-92混凝土质量控制标准中规定,“混凝土按坍落度的分级”(表2.1.3)大流动性混凝土坍落度不小于160 mm。在混凝土泵送试验前,我们进行混凝土的“倒桶测需时、坍落度、扩展度”等指标的检测,从模拟泵送试验混凝土性能检测数据可知,检测数据显示坍落度均达到要求,坍落度基本无损失。

2)水灰比及水泥用量的检查。

根据JGJ 55-2000普通混凝土配合比设计规程“混凝土的最大水灰比和最小水泥用量”与C80混凝土配合比设计报告中水灰比、水泥用量的比较,见表4。

从上述的对比表中得出,C80混凝土的水灰比及水泥用量均符合JGJ 55-2000普通混凝土配合比设计规程中“混凝土的最大水灰比和最小水泥用量”。

3)混凝土强度检测。

除进行混凝土泵送性能检测、水灰比检查外,更重要的是进行混凝土强度检测。在C80混凝土泵送试验过程中,按照混凝土强度的检测要求,制作标准试件进行同条件养护。当7 d龄期时混凝土抗压强度代表值分别达到65.9 MPa,79.9 MPa,平均达到C80混凝土的90.9%。28 d龄期时混凝土抗压强度代表值达到82.6 MPa,符合混凝土设计强度要求。

6 结语

1)混凝土标号超过C60后,混凝土的可泵性将大幅度降低。在混凝土泵送过程中,随着混凝土的标号不变而泵送高度的增加,泵机的泵送压力随之增大。

2)在采取泵送方式进行高标号、高性能混凝土的泵送施工中,混凝土的施工配合比尤为重要,它将影响着混凝土的可泵性及混凝土的质量。

3)在实施复杂的或未使用过的施工方法前,应进行模拟操作施工,进一步了解在施工中可能出现的问题,并对方案进行改进,使其更适合实际施工需求,从而一次性达到要求。

参考文献

[1]JGJ/T 10-95,混凝土泵送施工技术规程[S].

[2]GB 50164-92,混凝土质量控制标准[S].

[3]JGJ 55-2000,普通混凝土配合比设计规程[S].

泵送性能 第7篇

高性能混凝土 (High Performance Concrete, 简称HPC) 是在高强度混凝土 (High Strength Concrete, 简称HSC) 的基础上发展起来的。在不同国家, 甚至是同一国家的不同应用部门, 对高性能混凝土的定义都有差别。美国和加拿大的学者认为高性能混凝土应该是高耐久性的, 而不仅仅是高强度;除了强度之外, 高耐久性还应包括高的体积稳定性、低渗透性和高工作性。日本学者更重视混凝土的工作性, 认为高流态、免振自密实混凝土就是高性能混凝土。英国和北美学者则更重视混凝土的强度。综合分析各种观点, 我国学者提出:“高性能混凝土是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上采用现代 (先进的预拌) 混凝土技术, 选用优质原材料, 除水泥、水、集料外, 必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂的一种新型高技术混凝土。”高性能混凝土应具有几种性能:耐久性、工作性及各种力学性能。但目前, 高性能混凝土的概念又有了新的变化, 清华大学冯乃谦教授提出普通混凝土也可能高性能化, 其研究成果在工程实际中也得到了应用。因此, 高性能混凝土并不一定强调高强, 还包括普通混凝土的高性能化。

2 C50高性能混凝土应用实例

某大厦有2栋28层的高级商品住宅楼组成, ±0.00以上设四层裙楼, 二座塔楼, 地下室二层, 总高度为54.5 m, 建筑物结构类型为钢筋砼框剪结构, 基础采用人工挖孔桩, 主楼钢筋混凝土筏形基础承台板厚3.00 m, 平面42.2 m×42.2 m, 承台混凝土用量为5 820.20 m3。地下车库承台板厚1.00 m, 混凝土用量为2 226.80 m3。承台混凝土等级C50, 抗渗等级S6。在混凝土结构施工中, 不但要保证其外形尺寸符合设计要求, 更重要是获得良好的强度, 、密实和整体性, 因此, 施工中拟采用大流动度高性能泵送混凝土。

3 C50混凝土的技术要求和原材料的选择

为满足设计要求和预应力张拉施工的需要, C50混凝土要求3d强度达到设计强度等级的95%以上, 4d强度不少于100%设计强度等级, 特别要求各龄期的混凝土弹性模量要随强度的增长而同步增长;要求混凝土适宜于夏、冬两季远距离泵送, 初凝时间不少于8h, 终凝时间不大于11 h, 具有良好的可泵性, 较小的泌水率, 坍落度在140 mm～180 mm之间, 坍落度经时损失小;由于腹板钢筋较密, 要求混凝土具有良好的流动性, 便于振捣密实, 还要求混凝土具有良好的保水性和粘聚性, 避免泌水离析而使混凝土不均匀为保证C50混凝土满足上述性能要求, 又能取得较好的经济效益, 混凝土原材料的选用需要认真筛选, 其中外加剂和粗骨料的性能是关键的因素。外加剂应具有25%以上的减水率, 同时具有缓凝、保塑和早强作用。粗骨料除其本征强度和含泥量符合规范要求外, 其级配是配制高性能混凝土的重要因素。

4 高性能混凝土的原材料和配合比

高性能混凝土的组成材料包括水泥、粗细集料、多种矿物掺合料、水和超塑化剂, 其组成和配比要比普通混凝土复杂, 要求也高得多。

(1) 水泥

考虑到大流动度高性能泵送混凝土的特点, 选用质量稳定、早期强度较高、活性较好的广州珠江水泥厂生产的金羊牌42.5R普通硅酸盐水泥。该水泥的密度为3.10 g/cm3, 比表面积为372 m2/kg, 3 d抗折和抗压强度分别达到5.2 MPa和33.2 MPa, 28 d抗折和抗压强度分别达到8.1 MPa和51.0 MPa。

(2) 细骨料

为了减少大流动度高性能混凝土的单位用水量, 有利于新拌混凝土的和易性和混凝土硬化后的性能, 细骨料选用级配良好的西江河砂, 细度模数在2.5～3.0之间, 含泥量0.1%～0.6%, 通过0.135 mm筛孔的砂18%～25%, 筛分曲线符合Ⅱ区中砂。

(3) 粗骨料

大流动度高性能泵送混凝土, 可泵性是其关键的性能之一, 宜选用级配良好、质地坚硬的碎石。通过试验筛选, 选用了高明鸿峰石场的花岗岩碎石, 为5 mm～25 mm连续级配, 含泥量为0.2%～0.8%, 泥块含量0%, 压碎指标为6.0%～11.0%。

(4) 水

采用西江水, PH值, 不溶物, 可溶物, 氧化物, 硫酸盐等指标均符合JGJ63-89《混凝土拌合水标准》中的要求。在设计HPC的配合比时, 将强度在60 MPa～120 MPa范围的混凝土人为分为5个等级, 即65 (A) 、75 (B) 、90 (C) 、105 (D) 和120 (E) MPa。水泥浆的总体积0.35 m3, 集料的体积0.65 m3, 集料最大料径为12 mm～19 mm, 要求坍落度为200 mm～250 mm。下表1列出了在一定强度等级条件下相应的拌合水最大用量, 这些数据是凭经验得出来的, 在试配中应加以较正。

(5) 外加剂

大流动度高性能泵送混凝土的水灰比较小, 流动性大。为方便施工, 还要求混凝土坍落度经时损失较小, 这主要靠高效减水剂来调节。为满足C50箱梁混凝土上述的技术经济要求, 外加剂应具有25%以上的减水率, 同时具有缓凝、保塑和早强作用, 外加剂中的缓凝成分用来调整坍落度的经时损失和初凝时间, 弥补因高效减水成分引起的坍落度损失过快和初凝时间过早的缺点。为了达到上述要求, 选用了广州建筑宝JZB-4型、广州中正力恒DF-FDNH型、广州新科H-FDN200型和江门强力QL-3型共四种高效减水剂来进行试拌比较。主要从新拌混凝土的和易性、坍落度经时损失、硬化后混凝土性能等几方面考虑, 经试验比较后选用广州新科的H-FDN200型缓凝高效减水剂。

5 混凝土试配及结果分析

5.1 配合比设计

早强、大流动度高性能泵送混凝土的设计比较困难, 在于它受多种因素的影响, 需要进行多次试配, 来获得最佳配合比, 以满足设计和施工的要求。根据《公路桥涵施工技术规范 (JTJ041-2000) 》的规定, 混凝土水泥用量不宜大于500 kg/m3。配制时采用绝对体积法进行配合比设计。C50大流动度高性能混凝土的配制强度为59.9 MPa, 出料坍落度控制在180 mm～190 mm左右, 设计的配合比因素水平见下表2。

4.2 试配

选用更好, 更合理的外加剂和更经济合理的混凝土配合比。利用四个厂家的外加剂, 对10个配合比进行比较试验, 试验结果见表3 (表3中①为JZB-4型减水剂, ②为DF-FDNH型减水剂, ③为H-FDN200型减水剂, ④为QL-3型减水剂) 。

4.3 试配结果分析

从表3可以得知, 外加剂的掺量与性能是影响配合比主要因素, 其次是水灰比和单位用水量, 最后是砂率。在试配过程中, 通过固定水泥、砂、石等原材料的方法, 对外加剂的早强、减水率、保塑及缓凝等一系列性能向厂家提出更高要求, 并据此来选择高性能的外加剂, 以配制高性能混凝土。其次就是调整配合比的水泥用量来获得更经济合理的配合比。表3中用第1组、2组配合比进行试验时, 其早期强度均达不到要求, 则需要调整外加剂早强成份的作用。而江门强力QL-3型因和易性太差、坍落度损失太大从中踢除;从第3组、4组的配合比试验可以得知, 在调整水泥用量的同时, 外加剂早期强度还不能满足要求, 需要进一步的调整。调整后, 第5组配合比早期强度满足了要求, 但坍落度偏小, 需要增加外加剂的掺量。从第6组配合比可以得知, 通过调整后, 建筑宝JZB-3型和新科H-FDN200型两种外加剂的早期强度满足了要求, 但和易性还需要进一步调整;而中正DF-FDNH型因早期强度不满足要求从中踢除。从第7组配合比可以看出, 2.5%的外加剂用量过大, 造成和易性不能满足要求, 则需要进一步调整。在外加剂掺量调整为2.0%, 第8组配合比中的采用新科H-FDN200型外加剂的效果比较理想, 满足了各方面的要求。

经过试验的筛选, 表3中的序号24的用新科H-FDN200型外加剂的配比满足了设计、施工的要求, 达到经济合理的目的, 初步决定采用其作为使用的配合比。

4.4 验证试验与结果

为了验证表3中的第24号配合比所用的新科H-FDN200型外加剂在混凝土配合比中的重要性、稳定性以及该配合比的适用性, 决定对其进行验证性试验, 为此抽取了6批次的该外加剂进行6次的重复性验证试验。

重复验证试验结果表明, 外加剂的选用和配合比的设计达到了预期的要求, 并且比较经济, 能满足设计、施工规范和现场施工的各方面要求。

5 施工应用

5.1 现场试拌

为了确保C50混凝土的正常生产和施工, 按配合比对C50混凝土进行了现场试拌。由于混凝土水灰比小, 并且掺入了高效减水剂, 要求搅拌要充分, 以保证混凝土的质量, 要求混凝土搅拌时间不得少于90 s。试拌时测得初始气温26 ℃, 坍落度为185 mm, 1 h后坍落度为175 mm, 2h后坍落度为165 mm。初凝时间为8h25min, 终凝时间为9h50min。现场试拌的混凝土强度满足了要求, 但和易性存在着一定的问题, 其混凝土的粘滞性较大, 时有泌水现象, 影响了混凝土的可泵性。

5.2 配合比优化与验证

为了解决上述情况, 经过分析, 把外加剂掺量调整为1.7%, 水泥用量为445 kg/m3, 用水量为160 kg/m3, 水灰比为0.36, 砂率为43%, 试验结果见表4。

为了证明优化后混凝土配合比的稳定性及其适用性, 对其进行了6次的重复性验证试验和一次现场试拌。配合比的优化达到了预期目的, 不但比较经济, 而且强度和弹性模量同步增长, 完全满足了设计、施工规范和现场施工的各方面要求。

5.3 现场应用

根据优化后的C50混凝土配合比进行现场施工, 对主体结构混凝土共进行了123次浇注, 混凝土的施工性能均满足了浇注技术需要求, 共取样615组, 其性能均满足了设计要求, 确保消除可能出现的收缩裂缝。混凝土性能的具体情况见表9。

6结论

通过C50大流动度高性能混凝土的试配与现场施工应用, 得出下面的施工体会:

(1) 配制大流动度高性能混凝土应掺用减水率大於25%的高效减水剂, 并应考虑高效减水剂与水泥的相容性和减水剂的掺量, 以保证混凝土坍落度的经时损失小。

(2) 通过优选外加剂, 解决了延长凝结时间和提高早强这一相矛盾的问题。由于选用的复合型高效减水剂具有缓凝、早强的作用, 使得混凝土初凝时间大于8 h, 3 d强度超过了设计强度等级, 确保了混凝土早期强度和弹性模量的快速发展, 为及时进行预应力张拉和加快工期提供了可靠保证。

(3) 选用质量可靠、稳定的高效减水剂, 可以优化混凝土配合比, 达到经济实用的目的。

(4) 严格控制好原材料, 是保证高性能混凝土正常生产和质量稳定的必要手段。

(5) 为了确保混凝土的可泵性, 除了合理选用外加剂和砂率外, 现场新拌混凝土坍落度的检测应增加抽检频率。正常生产后, 应至少1 h检测一次。

参考文献

[1]冯乃谦, 混凝土技术新进度J, 建筑机械, 1999.3

[2]吴中伟, 廉慧珍, 高性能混凝土M, 北京:中国铁道出版社, 1999.31

[3]吴中伟.高性能混凝土及其矿物掺合料J.建筑技术, 1999 (3) :160-163

泵送性能 第8篇

1 混凝土泵送技术

混凝土泵送指的是在100 毫米以上控制混凝土拌合物的坍落度, 并且通过泵方式对混凝土进行施工。能够在施工场地通过输送管道及压力泵对混凝土进行浇筑。

1927 年德国首创泵送混凝土技术, 在建筑施工中, 它已经逐渐成为重要的技术措施, 在各类建筑工程和土建工程中都得到了大量的应用。该技术的主要特征为: 首先, 其发展主流为液压活塞式混泥土泵。活塞泵- 挤压泵- 活塞泵为其发展的大体经历。从低压到高压、从固定到拖式再到汽车式、从机械到液压式的发展流程; 其次, 具有布料杆功能的汽车式混凝土泵车是一个重要的发展方向。这种泵车能够灵活的移动, 可以方便、快捷的浇筑布料; 再次, 将混凝土泵的输出压力进一步提升。因为在混凝土中大量的应用了复合胶凝材料, 所以, 会有着很大的粘度存在于混凝土拌合物中, 这样就会在某种程度上提升泵送的施工难度。此外, 轻集料的混凝土特征也在某种程度上表明了在泵送过程中出现小坍落度的可能性。一旦有着较大的泵送阻力, 就需要混凝土的阀门密封性能要优越、输送管耐高压、有着较高输出压力。

2 超高泵送分析

泵送高度高于200 米的当代混泥土泵送技术即我们所说的超高泵送混凝土技术。就200 米以上的超强混凝土超高层泵送装置而言, 由于有着较高的泵送压力, 混凝土粘度大、强度高, 施工泵送就会遇到很多的阻碍, 从而就会将很多的技术难题带给整个施工浇筑过程。在超高层建筑施工中, 超高泵送混凝土技术已经成为其中一项重要的技术措施, 并且, 在未来建筑行业中, 它已经成为一种重要的发展趋势, 必将得到很多国家的重视。对高强混凝土的超高泵送技术进行研究和分析, 在对高层建筑施工效率和施工质量进行强化与提升的过程中会发挥出巨大的经济效益和实用价值。

2. 1 技术重点及难点

通常有高强混凝土存在于超高泵送的建筑结构中。然而, 我们也清楚, 同一般的混凝土扩展度与坍落度相同时, 高强混凝土会有着不尽相同的扩展时间, 有着较大的粘度存在于高强混凝土中。所以, 在进行高层泵送时, 会面对这些问题: ( 1) 有矛盾存在于易性和黏度之间; ( 2) 扩展度与坍落度泵送损失的掌控; ( 3) 黏度与扩展度的损失问题; ( 4) 有抗压强度问题存在于高流动性混凝土中。

2. 2 布置管道与超高泵送的选型

( 1) 布置管道的原则: 第一, 在泵送高度的1 /4 以上控制出泵口处水平管的长度, 弯管的折算长度也被包含于其中; 第二, 将一个截止阀设置于距离泵10 米左右的地方; 第三, 泵和第一道水平弯管之间的距离不应该小于3 米; 第四, 在首次穿越楼层处, 竖向管道需要将一个截止阀设置出来; 第五, 在远离较大人流量的区域布置超高压管道, 并且, 将安全防护设施设置到两边; 第六, 将水平缓冲设置泵送高度的120 米- 160 米处或者1 /3 - 1 /2 处。

( 2) 固定泵管: 第一, 通过预埋件, 在混凝土墩上将水平管固定上去; 第二, 每间隔4 - 5 米竖向管需要将一个固定在墙体上的管夹设置出来; 第三, 通过法兰连接高压管。

( 3) 压力计算和泵送高度。文章以北京市某工程项目为例进行了论述, 主要向330 米的高度进行泵送, 对三一地泵进行应用, 在22MPa控制最大出口泵压。第一, 在对换算水平长度法进行计算的过程中, 在150 米左右控制混凝土泵送所要的最大水平输送长度, 330 米的最大垂直间距, 按照72 米计算弯管水平换算长度, 按照20 米计算分析软管水平换算长度, 在技术规范的基础上, 有着1562 米的换算水平管总长度, 这样就会有着: 1562 米< L = 2200 米= 22 /0. 01, 从而对相关的要求要给予满足; 第二, 在通过压力损失法进行相应计算过程中, 需要认真的核对压力损失计算结果与换算水平管长度; 第三, 在按照有关经验进行判断的过程中, 相关经验证明, 在水平泵送给的三倍以上设置垂直泵送的难度, 换言之, 可以对300 米进行泵送时, 也可以完成100 米的垂直泵送。进行330 米的泵送时, 同水平990 米是相接近的, 加之有着1040米的水平管长度, 在比装置最大水平间距1800 米低时, 对相关的要求能够予以满足。

2. 3 有效的泵送评价方法分析

( 1) 分析试验坍落度。传统的评价方法尽管存在相应的弊端, 然而, 在对混凝土流动性进行分析时, 却指标明确, 简便容易。在对混凝土可泵性进行评价过程中, 这是一种非常有效的方法之一。操作技术水平会对其带来较大的影响, 可以说, 这是其中的主要问题和缺陷, 主观方面会影响到其观察的保水性和粘聚性。

( 2) 试验分析压力泌水。在管道中通过一定的压力推动来输送混凝土拌合物, 很多压力是以水为压力进行传递的。在传递的时候, 因为管道弯曲、半径等出现脱水以及压力较大等情况, 并且, 水分在骨料之间的缝隙内部被渗透出去, 这样就会聚结其这些骨料, 造成堵塞情况出现。通过该试验, 能够将拌合水在压力下的内阻力和拌合料的保水性等都可以有效的测定出来。

该试验在测定时, 主要是将3. 0Mpa的压力作用到拌合物中, 在恒压的状态下, 将140s内的出水量V140 和开始10s内的出水量V10 测定出来。就所有坍塌度的拌合物质而言, 压力泌水在140s以后都会非常的小。很多脱水较快的混凝土在起初的10s之内, 通常都有着较快的出水速度, 也就是说, 有着较大的V10, 所以, V140 和V10 的差值就会比较小, 相反, 能够证明有着较好的可泵性。

3 结语

综上所述, 进入21 世纪以来, 我国工程建设行业的发展速度不断加快, 在工程施工建设中, 离不开混凝土材料和施工技术的支撑, 泵送混凝土技术是工程建设中一项重要的施工技术措施, 它的施工质量如何会对工程的施工效果带来非常直接的影响。尤其是对超层建筑结构进行泵送施工时, 需要注意的内容会更多。文章通过上文对相关方面的内容进行了分析与论述, 从而为有关单位及研究人员在实际工作中提供一定的帮助作用。

摘要：所谓混凝土泵送指的是通过水传递了压力以后, 令混凝土出现部分密实, 改变其性能并不断移动。所以说, 能否科学的掌握泵送混凝土技术和超高层混凝土泵送技术, 对于工程的建设发展会带来影响。

关键词：泵送混凝土技术超高层,分析

参考文献

[1]余成行.C60泵送顶升自密实钢管混凝土的配制与施工[J].混凝土, 2010 (10) :632-633.

[2]季克永, 施永明, 赵银亮.试验室泵送混凝土配合比优化组成设计[J].江西建材, 2012 (06) :965-966.