姜興彥，蘭學(xué)柏，殷艷春，修曉明

（中建商品混凝土沈陽有限公司，遼寧　沈陽　110000）

淺談超高泵送混凝土的全過程質(zhì)量控制

姜興彥，蘭學(xué)柏，殷艷春，修曉明

（中建商品混凝土沈陽有限公司，遼寧沈陽110000）

本文結(jié)合天津117大廈項(xiàng)目，總結(jié)了影響超高泵送混凝土質(zhì)量管控的多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并對全過程質(zhì)量控制的各個環(huán)節(jié)和控制要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

混凝土；超高泵送；質(zhì)量控制；全過程

0　引言

1927年，德國首創(chuàng)了混凝土泵送施工技術(shù)，二十世紀(jì)八十年代，我國開始推廣泵送混凝土施工技術(shù)，并迅速在高層、超高層建筑、市政基礎(chǔ)設(shè)施等工程中廣泛應(yīng)用。筆者參與的中國天津117大廈為中國結(jié)構(gòu)第一高樓，項(xiàng)目位于天津高新區(qū)，地下3層，地上117層，總設(shè)計(jì)高度為597米，主塔樓核心筒剪力墻、核心筒樓板、外框架組合樓板、巨柱混凝土均采用超高泵送施工技術(shù)，混凝土實(shí)際泵送最高點(diǎn)達(dá)621m。核心筒剪力墻混凝土強(qiáng)度等級為 C60，巨柱混凝土為強(qiáng)度等級 C70、C60、C50高強(qiáng)自密實(shí)混凝土，組合樓板混凝土強(qiáng)度等級為 C30、C40。本文在分析117大廈實(shí)際施工過程中質(zhì)量案例的基礎(chǔ)上，總結(jié)影響超高泵送混凝土全過程質(zhì)量控制的要點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對提高超高泵送混凝土質(zhì)量管控水平具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

1　超高泵送混凝土配制技術(shù)（核心筒剪力墻 C60）

1.1原材料

1.1.1水泥與礦物摻合料

配制混凝土所用的水泥為冀東 P·O42.5水泥，其物理性能見表1；粉煤灰為麥迪文治Ⅰ級粉煤灰，細(xì)度9.0%，需水量比91%，燒失量1.1%，28d 活性指數(shù)80%；礦粉為典實(shí)S95級礦粉，密度2.85g/cm3，比表面積400m2/kg，流動度比96%，7d 活性指數(shù)90%，28d 活性指數(shù)105%；硅灰選用北京正源優(yōu)質(zhì)硅灰，堆積密度1560kg/m3，堿含量1.0%，需水量比115%，28d 活性指數(shù)113%。

表1　水泥的物理性能

1.1.2粗細(xì)集料

細(xì)集料和粗集料的指標(biāo)參數(shù)分別見表2、表3。

表2　中砂性能指標(biāo)

表3　碎石性能指標(biāo)

1.1.3外加劑

減水劑選用中建商品混凝土天津有限公司外加劑廠專用聚羧酸減水劑，固含量20%，減水率25%。

1.2超高泵送混凝土配合比

1.2.1超高泵送混凝土配合比的確定

配合比見表4。

表4　超高泵送混凝土配合比　kg/m3

1.2.2超高泵送混凝土工作性能和力學(xué)性能

超高泵送混凝土性能檢測結(jié)果見表5。

表5　超高泵送混凝土工作性能和力學(xué)性能

2　超高泵送混凝土輸送泵的選型與管道布置

2.1混凝土輸送泵的選擇

117大廈主塔樓最高點(diǎn)混凝土實(shí)際泵送高度達(dá)621米，為滿足“一泵到頂”的技術(shù)要求，采用三一重工HBT9050CH-5D 型超高壓混凝土輸送泵作為超高層輸送泵。備用一臺同型號的超高壓輸送泵，當(dāng)混凝土泵發(fā)生故障時，立即啟用備用泵。同時準(zhǔn)備足夠的混凝土泵的易損件備件，以便及時更換，最短時間恢復(fù)混凝土泵的運(yùn)行。

2.2混凝土輸送管道布置

主塔樓混凝土輸送管道布置包括布管原點(diǎn)、垂直管、水平管、彎管、樓頂水平管、布料機(jī)。泵管選用通徑φ150，可承載壓力在50MPa 以上，壽命超過10萬 m3，具有抗爆能力和耐磨性能的高壓泵管，確保整個施工過程不會因管道磨損而更換。布管原點(diǎn)為布管的起始點(diǎn)，水平管從原點(diǎn)向泵方向布置，垂直管從原點(diǎn)向布料機(jī)方向布置。布管還應(yīng)盡量少使用彎管，更要避免使用彎度過大的彎頭。水平管要按照等高固定的原則布置。水平管和垂直管均采用 U 型卡和工字鋼通過預(yù)埋件進(jìn)行安裝固定。

2.3液壓截止閥和布料機(jī)

在距離泵一段距離處需裝置液壓截止閥，通過液壓截止閥閥門開關(guān)實(shí)現(xiàn)混凝土輸送通道的切斷或流通，以實(shí)現(xiàn)各種施工流程如水洗、換管等。布料機(jī)采用三一重工 HGY20II 專用核心筒布料機(jī)。布料機(jī)安裝在頂模鋼結(jié)構(gòu)上，骨架回轉(zhuǎn)角度可達(dá)365°。

3　超高泵送混凝土全過程質(zhì)量控制

3.1原材料進(jìn)場驗(yàn)收

為確保超高泵送混凝土的質(zhì)量穩(wěn)定性，要求各項(xiàng)原材料均為優(yōu)質(zhì)專供，砂、石料要求單獨(dú)堆放，根據(jù)各原材料驗(yàn)收進(jìn)場由專職實(shí)驗(yàn)員進(jìn)行檢測驗(yàn)收。

3.1.1水泥

每車水泥進(jìn)場均需要檢測標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、與外加劑適應(yīng)性，檢測合格后方可充罐。其它各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足表6標(biāo)準(zhǔn)要求。

表6　水泥的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

3.1.2粉煤灰

每車進(jìn)場粉煤灰均檢測細(xì)度、需水量比，要求細(xì)度≤12%，需水量比≤95%，燒失量≤3%；并稱取50g 樣品用適量水浸泡靜置5分鐘后觀察是否有黑色漂浮物，檢測合格后方可充罐。

3.1.3礦粉

要求礦粉比表面積≥400m2/kg，流動度比≥95%，7d 活性指數(shù)≥75%，28d 活性指數(shù)≥95%；每車進(jìn)場礦粉均稱取50g樣品用適量水浸泡靜置后觀察是否有黑色漂浮物，檢測合格后方可充罐。

3.1.4硅灰

要求硅灰燒失量≤3.5%，需水量比≤120%，28d 活性指數(shù)≥105%；每車進(jìn)場硅灰均稱取50g 樣品用適量水浸泡靜置后觀察是否有黑色漂浮物，檢測合格后方可充罐。每月須送第三方檢測 SiO2含量，要求≥90%。

3.1.5中砂

天然中砂每批次進(jìn)場檢測含泥量（≤2.5%）、泥塊含量（≤0.5%）、細(xì)度模數(shù)（2.3～2.7），有一項(xiàng)不符合做退貨處理或降級使用，并通過試配驗(yàn)證確定生產(chǎn)配合比是否需要調(diào)整。

3.1.6碎石

每批次進(jìn)場碎石均需檢測級配、含泥量（≤1.0%）、泥塊含量（≤0.5%）、針片狀含量（≤5%），壓碎指標(biāo)（≤10%），有一項(xiàng)不符合做退貨或降級使用處理，并通過試配驗(yàn)證確定配合比是否需要調(diào)整。

3.1.7外加劑

每車外加劑進(jìn)場均需要檢測與水泥適應(yīng)性和減水率，同時進(jìn)行試配驗(yàn)證外加劑質(zhì)量穩(wěn)定性，不合格品做退貨處理。具體合格標(biāo)準(zhǔn)如表7。

表7　外加劑的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

3.2超高泵送混凝土開盤流程

3.2.1原材料的盤點(diǎn)

每次生產(chǎn)前，生產(chǎn)科確定準(zhǔn)確生產(chǎn)時間，材料科根據(jù)任務(wù)量組織原材料有序進(jìn)場，確保單次生產(chǎn)過程中所有原材料質(zhì)量穩(wěn)定且供應(yīng)充足。

3.2.2料倉巡視及鏟車交底

接到生產(chǎn)任務(wù)后，當(dāng)班質(zhì)檢員需再次對料倉進(jìn)行巡視，同時對當(dāng)班鏟車司機(jī)進(jìn)行上料交底，確保砂石料使用準(zhǔn)確、均勻、穩(wěn)定。

3.2.3砂含水檢測

生產(chǎn)前，由實(shí)驗(yàn)員對中砂進(jìn)行砂含水檢測，檢測結(jié)果通知實(shí)驗(yàn)室主任和當(dāng)班質(zhì)檢員。

3.2.4組織開盤鑒定

每周三開展試配驗(yàn)證生產(chǎn)配合比，主要針對環(huán)境氣溫變化及原材料指標(biāo)變化來調(diào)整外加劑配方，并形成最新生產(chǎn)配合比，接到生產(chǎn)任務(wù)后，由實(shí)驗(yàn)室主任根據(jù)砂含水量提供生產(chǎn)配合比，砂漿需取樣檢驗(yàn)合格后方可出站，首車混凝土每盤均需取樣檢測并調(diào)整配合比，檢測指標(biāo)包括含氣量、流空時間、擴(kuò)展度。開盤鑒定需站總工、技術(shù)中心、實(shí)驗(yàn)室主任、質(zhì)檢員共同參與。

3.3超高泵送混凝土出廠檢測

要求每車混凝土均需經(jīng)過檢測合格后方可出站，C60混凝土出廠合格標(biāo)準(zhǔn)如表8。

表8　超高泵送混凝土出廠合格標(biāo)準(zhǔn)

每車出廠均需滿足上述標(biāo)準(zhǔn)要求，否則需做調(diào)整至合格后方可出站，首車混凝土除需檢測上述指標(biāo)外，還需檢測1小時擴(kuò)展度損失。

3.4超高泵送混凝土現(xiàn)場入泵檢測

要求每車混凝土上泵前均需經(jīng)過現(xiàn)場質(zhì)檢員檢測合格后方可上泵，C60混凝土入泵合格標(biāo)準(zhǔn)如表9。

表9　超高泵送混凝土入泵合格標(biāo)準(zhǔn)

每車入泵均需滿足上述標(biāo)準(zhǔn)要求，如擴(kuò)展度超過標(biāo)準(zhǔn)，則做退貨處理，低于標(biāo)準(zhǔn)的需經(jīng)過現(xiàn)場質(zhì)檢員調(diào)整至合格后方可入泵。為降低堵管風(fēng)險(xiǎn)，首車混凝土不允許現(xiàn)場調(diào)整，檢測不合格的均做退貨處理。

3.5超高泵送混凝土出泵檢測

要求每次施工，質(zhì)檢員必須提前到達(dá)頂?；炷脸隹诓课?，人員到位后開始泵送砂漿、混凝土，質(zhì)檢員需第一時間對出泵混凝土進(jìn)行檢測，并將配合比調(diào)整意見反饋至站內(nèi)當(dāng)班質(zhì)檢員處。C60混凝土出泵合格標(biāo)準(zhǔn)如表10。

表10　超高泵送混凝土出泵最佳標(biāo)準(zhǔn)

頂模質(zhì)檢員重點(diǎn)關(guān)注混凝土經(jīng)泵送后擴(kuò)展度損失情況、工作性能的變化和入模后的狀態(tài)。通過比對入泵、出泵狀態(tài)給出生產(chǎn)配合比的調(diào)整意見。

3.6超高泵送混凝土施工過程控制要點(diǎn)

3.6.1混凝土車輛供應(yīng)連續(xù)性控制

超高泵送施工要求混凝土運(yùn)輸車輛供應(yīng)連續(xù)且現(xiàn)場不積壓車輛，以此保證工程質(zhì)量，降低堵管風(fēng)險(xiǎn)。站內(nèi)調(diào)度可根據(jù)生產(chǎn)時間段的路況確定車輛運(yùn)輸時間，根據(jù)現(xiàn)場施工速度和站內(nèi)的生產(chǎn)效率合理安排混凝土運(yùn)輸車輛的發(fā)車間隔。努力做到“三個一”，即一車在泵送、一車在等待、一車在路上。

3.6.2混凝土質(zhì)量穩(wěn)定性的控制

超高泵送施工要求混凝土具有更高的質(zhì)量穩(wěn)定性。因此，當(dāng)班質(zhì)檢員需在生產(chǎn)過程中每生產(chǎn)100m3混凝土檢測一次砂含水并及時調(diào)整生產(chǎn)配合比。每車混凝土均需經(jīng)過檢測合格后方可出站。所有運(yùn)輸車輛在裝料前需經(jīng)過清洗且中途不允許更換車輛。

3.6.2超高泵送混凝土配合比調(diào)整權(quán)限

（1）基準(zhǔn)配合比

基準(zhǔn)配合比由每周三試配驗(yàn)證后確定，依據(jù)前一周的取樣膠凝材料和料場砂石進(jìn)行試配，試配結(jié)束后形成下周生產(chǎn)配合比確認(rèn)單，參與人員簽字確定并交由領(lǐng)導(dǎo)審批。配合比確認(rèn)單除有試配記錄外，需要附帶最近原材料的檢測數(shù)據(jù)。

（2）調(diào)整依據(jù)

依據(jù)原配合比試配時原材料性能檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、拌合物工作性能狀態(tài)、實(shí)際生產(chǎn)時原材料性能檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（3）調(diào)整權(quán)限

① 水量調(diào)整：基準(zhǔn)用水量不允許超過170kg/m3，超過后需請示站總工；

② 外加劑摻量調(diào)整：質(zhì)檢員±0.4kg/m3，實(shí)驗(yàn)室主任調(diào)整±0.8kg/m3，超過后報(bào)站總工；

③ 膠凝材料的調(diào)整需得到站總工的批準(zhǔn)；

④ 砂率的調(diào)整：質(zhì)檢員可以進(jìn)行±2% 的調(diào)整。

3.6.4不合格品處理準(zhǔn)則

（1）砂、石料不合格時，一種是直接退場，另外就是當(dāng)做普通材料驗(yàn)收，但不允許堆放專用料倉。

（2）Ⅰ級粉煤灰需水量和細(xì)度有任何一種不能滿足要求時，直接按照Ⅱ級粉煤灰驗(yàn)收。

（3）若硅灰需水量超標(biāo)，做退貨處理。

（4）礦粉指標(biāo)不能滿足要求的，做退貨處理。

（5）進(jìn)場水泥溫度過高（大于65℃）時，開蓋降溫等待；對不符合驗(yàn)收要求的單獨(dú)使用到其它部位；水泥指標(biāo)不合格的做退貨處理。

（6）當(dāng) C60混凝土擴(kuò)展度小于600mm，混凝土出現(xiàn)離析、分層現(xiàn)象嚴(yán)重的，等待時間超過3小時后混凝土擴(kuò)展度損失大于50mm，直接做退貨處理。

（7）當(dāng) C60混凝土擴(kuò)展度大于600mm 小于650mm，現(xiàn)場質(zhì)檢人員可通過添加減水劑來進(jìn)行調(diào)整，單方外加劑用量不能超過1kg，現(xiàn)場只允許調(diào)整一次。

（8）退回站內(nèi)處理后的混凝土不得重新發(fā)回117大廈項(xiàng)目。

（9）現(xiàn)場有混凝土退回時，現(xiàn)場質(zhì)檢員第一時間給技術(shù)科長反饋。

（10）現(xiàn)場連續(xù)出現(xiàn)兩車進(jìn)行調(diào)整或者退回時，現(xiàn)場質(zhì)檢員需將此信息反饋給站總工。

3.6.5超高泵送過程信息采集

站內(nèi)質(zhì)檢員詳細(xì)記錄每車混凝土的出站時間和檢測數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場質(zhì)檢員除做好現(xiàn)場混凝土質(zhì)量把關(guān)外，還需做好數(shù)據(jù)采集工作，重點(diǎn)關(guān)注泵送過程中每車混凝土的性能變化情況以及泵壓，并做好相關(guān)記錄。剪力墻每層拆模后需派人到現(xiàn)場了解混凝土表觀質(zhì)量及裂縫情況的收集、整理和分析，做好氣候條件的收集，并與外加劑廠溝通外加劑配方的調(diào)整工作。

3.6.6突發(fā)狀況的處理

通常會遇到的突發(fā)狀況有以下幾種：（1）站內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備故障，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷；（2）現(xiàn)場堵管；（3）管道漏漿、加固不穩(wěn)；（4）運(yùn)輸車輛途中故障；（5）施工現(xiàn)場特殊情況導(dǎo)致泵送中斷。

所有突發(fā)狀況的處理原則為“3小時制度”，即無論發(fā)生任何突發(fā)情況，堅(jiān)持第一時間采取應(yīng)急處理辦法，且確?，F(xiàn)場混凝土在距離出站3小時內(nèi)入泵，如混凝土3小時仍未入泵需做退貨處理，入泵時間超過3小時仍無法繼續(xù)施工的需進(jìn)行洗泵處理，待恢復(fù)生產(chǎn)后重新組織開盤生產(chǎn)。

3.7超高泵送混凝土施工結(jié)束后控制要點(diǎn)

3.7.1站內(nèi)設(shè)備檢修和攪拌機(jī)清理

每次生產(chǎn)結(jié)束后需對站內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行檢修保養(yǎng)，及時清理攪拌機(jī)，避免因高強(qiáng)度等級混凝土粘攪拌機(jī)軸和攪拌葉片而影響攪拌效率和混凝土質(zhì)量。

3.7.2持續(xù)關(guān)注混凝土養(yǎng)護(hù)和凝結(jié)時間

混凝土為半成品，過程產(chǎn)品的質(zhì)量需要全程控制，無論任何季節(jié)，澆筑后混凝土均需要做好養(yǎng)護(hù)工作。要提前和項(xiàng)目做好溝通并確定最佳養(yǎng)護(hù)方案，同時需要關(guān)注留樣混凝土的凝結(jié)時間，如有異常需及時調(diào)整外加劑配方和生產(chǎn)配合比。

3.7.3召開施工總結(jié)會，持續(xù)提高管理水平

每次施工結(jié)束后，召開施工總結(jié)會，各科室、各崗位人員總結(jié)施工過程中存在的細(xì)節(jié)問題和管理漏洞，與會人員共同探討解決辦法并制定改進(jìn)措施。通過不斷地“發(fā)現(xiàn)問題—解決問題—建立制度—執(zhí)行制度”來提高質(zhì)量管控水平，為超高層泵送的技術(shù)領(lǐng)域輸出管理經(jīng)驗(yàn)。

4　結(jié)論

超高泵送混凝土施工難點(diǎn)主要有技術(shù)難點(diǎn)、施工難點(diǎn)、材料難點(diǎn)，各方面又有較多關(guān)鍵因素影響混凝土質(zhì)量，只有從生產(chǎn)澆筑全過程各個環(huán)節(jié)著手抓起，控制影響混凝土質(zhì)量的各個要點(diǎn)，確保超高泵送混凝土質(zhì)量穩(wěn)定、施工澆筑連續(xù)，才能使超高層建筑工程質(zhì)量得到保證。

[1] 張應(yīng)立．商品混凝土全過程質(zhì)量管理手冊[M]．北京：人民交通出版社，2002．

[2] 郎勇．議商品混凝土全過程的質(zhì)量控制[J]．山西建筑，2008, (5):240-243．

[3] 向靖．商品混凝土全過程質(zhì)量控制探討[J]．企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2008, (8):39-41．

[4] 朱國平．談商品混凝土的供應(yīng)與澆筑[J]．山西建筑，2006, (2):155-157．

［通訊地址］沈陽市蘇家屯區(qū)前謨家堡城大街42-1號（110100）

姜興彥（1988—），男，學(xué)士，中建商品混凝土沈陽有限公司。主要從事攪拌站技術(shù)質(zhì)量管理。研究方向：高性能超高泵送混凝土，工業(yè)固廢資源綜合利用。