王志國

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展,對混凝土的要求越來越高?，F(xiàn)代建筑不僅對混凝土材料有著高強、防水、耐熱、耐酸等性能要求,相應地對混凝土施工技術也有著更高要求。高強泵送混凝土正是在這種條件下產(chǎn)生的一種新型混凝土施工工藝。近年來,高強泵送混凝土技術也隨之得到廣泛的應用。下面就高強泵送混凝土配合比的設計、拌制、運輸及泵送中的質量控制等方面提出幾點見解。

1 高強泵送混凝土的配制

1.1 高強泵送混凝土的配制原理

高強泵送混凝土的配制主要是解決強度高與混凝土可泵性好的這一矛盾。泵送要求混凝土拌合物能夠提供一定水分在管壁上形成一層連續(xù)的潤滑水膜,使泵送摩擦阻力減少。同時,要求混凝土拌合物有一定的稠度,在泵壓力下不會發(fā)生組分分離產(chǎn)生堵泵現(xiàn)象。前一要求實際上是要求混凝土加足夠的水,保持坍落度在15 cm以上。但高強度混凝土要求小水灰比能滿足強度而盡可能少用水泥。要解決這一矛盾,關鍵要選擇高性能的泵送型減水劑,并準確計算其摻量和級配良好的砂石料。

1.2 高強泵送混凝土配合比設計

1.2.1 確定配合比強度

日本建筑學會規(guī)定,齡期為28 d的混凝土配合比強度須滿足以下要求：

高強混凝土

普通混凝土

其中,F為配合比強度(試配強度),MPa;δ為混凝土標準差;Fc為混凝土的設計標準強度,MPa;Fc+T為混凝土的氣溫修正度;T為混凝土的氣溫修正值。

1.2.2 確定水灰比

根據(jù)實際使用的材料,按幾種水灰比進行試拌,求出其關系式,然后再用此關系式計算所需要的水灰比,若現(xiàn)場配制時,可以參考JASS5的公式計算：

其中,F為配合比強度,MPa;K為水泥強度,MPa。

確定水灰比還必須滿足耐久性的要求,高強混凝土的水灰比最大值為0.65,普通混凝土的水灰比最大為0.70。

1.2.3 確定坍落度

影響混凝土坍落度的因素有混凝土的種類、使用材料、運輸、基體混凝土的坍落度、澆筑等條件。除了這些施工經(jīng)驗,坍落度可按表1選用。

表1 坍落度的選用

混凝土運輸中的坍落度損失與運距和氣溫有關,因此選用高緩凝性的減水劑極為重要。一般可選用減水增塑型外加劑。

1.2.4 骨料的選擇

對于拌制高強混凝土的泵送高度的混凝土,粗骨料的最大粒徑與輸送管道的管徑之比以1∶4為宜。一般泵送混凝土可掌握在1∶3～1∶4,高強泵送混凝土以1∶4～1∶5為宜。細骨料宜采用中砂,其顆粒級配應在試驗規(guī)程標準規(guī)定的二區(qū)范圍之內。對于高石子用量的高強泵送混凝土,砂子通過0.315 mm的顆粒不宜大于10%。

1.2.5 砂率的選擇和砂漿體積

根據(jù)掌握的情況,普通泵送混凝土的砂率一般控制在38%～40%,高強泵送混凝土砂率控制在36%～45%。水灰比的大小、外摻料的多少與砂率選擇有很大的關系,可以用砂漿體積來控制,砂漿體積的大小與泵送混凝土的坍落度有關,一般按表2來控制。

表2 砂漿體積與坍落度的關系

1.2.6 確定單位用水量與單位水泥用量

獲得規(guī)定的品質的混凝土范圍內,應盡量降低用水量。根據(jù)水灰比和基體混凝土的坍落度不同單位用水量宜在150 kg/m3～190 kg/m3選擇。確定了單位用水量,則根據(jù)水灰比,單位水泥用量也便確定了。求出的水泥用量必須滿足單位水泥用量的最小值,高強混凝土為270 kg/m3,普通混凝土為 250 kg/m3。泵送混凝土單位用水量太低,工作度變壞,泌水量加大,澆筑時易造成堵管,混凝土表面也容易出現(xiàn)蜂窩麻面。

1.2.7 基體混凝土的外加劑與泵送混凝土的泵送選擇

表3 基體混凝土外加劑與泵送劑的組合搭配

基體混凝土的外加劑一般采用AE劑或AE減水劑。AE減水劑又分為標準型、緩凝型和促凝型三類,泵送劑分標準型和緩凝型兩類?；w混凝土外加劑與泵送劑可按表3搭配使用。

2 泵送混凝土的制備

泵送混凝土的時間觀念強,單位時間內拌制和運輸?shù)幕炷亮勘仨氝B續(xù)均勻地滿足泵送澆筑的速度要求,否則將會影響混凝土的施工質量和進度。因此,在混凝土的攪拌前要做好原材料的質量和數(shù)量儲備以及機械設備及控制系統(tǒng)的完好狀況的工作。

泵送混凝土是在預拌的坍落度為8 cm～12 cm的基體混凝土拌合物中,加入外加劑,經(jīng)過二次拌和,使基體混凝土拌合物的坍落度頓時增加到12 cm～22 cm的混凝土。

各項工作準備就緒,可以開始攪拌混凝土。在攪拌過程中要注意防止外加劑特別是溶液的沉淀,攪拌時間要與規(guī)定攪拌時間相符,坍落度要經(jīng)常抽查,由于砂中含水率變化,要注意經(jīng)常調整配合比,石子料倉若使用的不是水洗石子,要間隔進行清倉。

3 泵送混凝土運輸

1)攪拌車在裝料前,必須倒凈積水或其他廢物。

2)必須先運送與混凝土配合比相同的水泥砂漿,其量以能全部濕潤泵送管內壁為宜。

3)攪拌車在運輸過程中,攪拌筒必須保持慢速轉動,以減少坍落度損失,攪拌筒停轉或轉速太快,都會增大坍落度的損失。

4)攪拌車在運輸途中以及卸料前,嚴禁任意加水,加水不但直接影響混凝土強度,而且破壞混凝土的和易性,在泵送時產(chǎn)生離析現(xiàn)象而堵管。

5)混凝土的運輸時間指第一拌混凝土自攪拌機卸出至現(xiàn)場入泵時止的時間?；炷恋脑试S運送時間不宜超過所測得的混凝土初凝時間的1/2。

4 混凝土的泵送

4.1 泵位選擇和泵管布置

混凝土泵的定位原則是：要保證周圍混凝土運輸車?？考皶嚨膱龅?同時還要使泵機用水、用電方便,泵管的布置應符合“線路短、彎道少、接頭密”的要求,同時要注意水平與垂直長度的關系,一般水平距離應大于垂直落差的3倍。

泵與垂直管之間應設置一段10 m～15 m的水平管以抵消反墜力的影響,并在混凝土泵出料口15 m處的輸送管上加一個止流閥,泵送開始時,將止流閥打開,混凝土能順利地輸送,當混凝土暫停輸送或混凝土出現(xiàn)倒流時,就及時予以關閉。

4.2 泵管的固定

1)在泵機前地面水平管段設置2個混凝土墩,泵管筑入一墩內,同時連接鋼件將泵管與另一墩固定。2)混凝土在泵送過程中,管路中有較大的脈沖振動,故輸送管道的支撐必須與模板、鋼筋的支架分離,以防止泵送過程中振動引起模板和鋼筋位置的變異,泵管也不得與模板、鋼筋等直接接觸。3)水平泵管要設置一定量的支撐點,以防止泵送混凝土時,因自重和脈沖振動引起泵管變形和接頭連接損壞。4)為防止地面水平管轉向垂直管處的90°彎管變形,應增加鋼筋支撐以加固。

5 結語

實踐表明,高強度混凝土只有經(jīng)過嚴格的管理和控制,才能保證混凝土滿足強度指標和泵送要求。為使混凝土滿足強度要求,要嚴格控制混凝土原材料質量及施工配合比,使生產(chǎn)過程嚴格按技術要求進行;為使混凝土滿足泵送要求,在混凝土澆筑前,要組織有關人員檢查機械設備是否處于良好狀態(tài),澆筑過程中嚴格按照高強混凝土泵送工藝的規(guī)定進行,同時嚴格原材料的計量,尤其是水的稱量,通過嚴格的現(xiàn)場管理,高強度混凝土泵送施工時才能夠順利實施。

[1]吳中偉,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京：中國鐵道出版社,1999.

[2]JGJ/T 10-95,混凝土泵送施工技術規(guī)程[S].

[3]王秀娟,徐世偉.泵送混凝土施工技術探討[J].山西建筑,2008,34(34)：142-143.