吳合志，趙明明，車光臨，唐霞書，吳海松

（臨沂市金泰混凝土有限公司，山東　臨沂　276000）

低膠材輕骨料混凝土在細(xì)管徑長距離泵送工程中的應(yīng)用

吳合志，趙明明，車光臨，唐霞書，吳海松

（臨沂市金泰混凝土有限公司，山東臨沂276000）

由于輕骨料孔隙率和吸水率較普通骨料大得多，正常的輕骨料混凝土比普通混凝土泵送也困難得多。根據(jù)國內(nèi)外的輕骨料混凝土泵送施工經(jīng)驗(yàn)，其泵管徑不宜小于125mm，而 LC7.5低膠材輕骨料混凝土，在只有80mm管徑的條件下完成長距離泵送，其泵送難度更大。本文從材料的選擇、配比設(shè)計、優(yōu)化調(diào)整、前期的試驗(yàn)驗(yàn)證及實(shí)體泵送澆筑等環(huán)節(jié)分別予以闡述。

輕骨料混凝土；泵送；應(yīng)用

0　前言

隨著建筑領(lǐng)域的科技水平不斷發(fā)展，人們對建筑物的智能化、多功能化的要求也越來越高。節(jié)能、環(huán)保、防水、隔音、隔熱、輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗震等各項(xiàng)貼近人們物質(zhì)生活的建筑功能，愈加受到人們的青睞。輕骨料混凝土等各種特種混凝土在建筑市場也將逐漸普及。

輕骨料混凝土是一種同時兼?zhèn)溆袕椥?、粘性、塑性的?fù)合材料，其拌合物主要是由輕骨料、細(xì)骨料、膠凝材料和水及化學(xué)外加劑五部分組成。采用不同的原材料（如粉煤灰、粘土、頁巖等）和燒結(jié)工藝會焙燒出不同顆粒形狀和不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的輕骨料。由于輕骨料表觀密度較小，它與輕骨料混凝土中的其他組分原材料密度差較大，導(dǎo)致拌合物極易出現(xiàn)離析、分層現(xiàn)象，同時由于輕骨料混凝土拌合物內(nèi)摩擦阻力遠(yuǎn)大于普通混凝土，更增加了泵送施工的難度。

本文以臨沂市市民活動中心工程五層室內(nèi)游泳池地面保護(hù)層為例，研究并闡述低膠材LC7.5輕骨料混凝土如何能克服泵管口徑較小且輸送距離較長等不利因素，滿足實(shí)體結(jié)構(gòu)施工過程中的工作性能及力學(xué)耐久性能指標(biāo)。

1　工程概況

臨沂市市民活動中心工程位于臨沂市蘭山區(qū)新華路與開陽路交匯處，其待澆筑結(jié)構(gòu)為輕骨料LC7.5五層室內(nèi)游泳池內(nèi)地面保護(hù)層，澆筑方量約為1000m3，由于受陶粒靜泡池容積所限，擬分三次澆筑完成。

本次泵送限于泵管口徑較小及水平加垂直泵送距離長達(dá)110m，更加劇了泵送施工的難度，而采用自卸的方式很難滿足本次施工的要求。我們對原材料進(jìn)行嚴(yán)格篩選，優(yōu)化配合比并做前期試驗(yàn)驗(yàn)證，生產(chǎn)及施工時采取適當(dāng)措施，以滿足施工要求。

2　LC7.5輕骨料混凝土的配制及優(yōu)化調(diào)整

輕骨料陶?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計任務(wù)和普通配合比設(shè)計一樣，也是確定能滿足設(shè)計性能和施工工作性能而又最為經(jīng)濟(jì)的混凝土各組成材料的用量。兩者的設(shè)計理念也相同，即在確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、后期耐久性等一系列技術(shù)指標(biāo)的前提下，力求達(dá)到便于施工和經(jīng)濟(jì)節(jié)約的要求。與普通混凝土設(shè)計技術(shù)上的區(qū)別是：砂率較大，其表征方式是絕對體積砂率或松散體積砂率，用水量的取值也略有不同。

設(shè)計步驟中確定試配強(qiáng)度、材料品種及使用量的選擇，以及各種技術(shù)參數(shù)的確定可參照J(rèn)GJ51—2002《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》，這里不再贅述。

3　材料的選擇

（1）水泥：P·O42.5水泥，主要性能指標(biāo)見表1。

表1　水泥主要性能指標(biāo)

（2）粉煤灰：采用F類Ⅰ級粉煤灰，主要性能指標(biāo)見表2。

表2　粉煤灰主要性能指標(biāo)　%

（3）外加劑：采用全泰聚羧酸高效減水率，此外加劑通過合成配方及合成工藝的改進(jìn)，其與膠凝材料的適應(yīng)性廣、匹配性良好。

（4）細(xì)骨料：采用優(yōu)質(zhì)河砂（中砂），主要性能指標(biāo)見表4。

（5）粗骨料：采用碎石型頁巖陶粒，其主要性能指標(biāo)見表5。

表3　外加劑的性能指標(biāo)

表4　細(xì)骨料主要性能指標(biāo)

表5　頁巖陶粒性能指標(biāo)

4　配合比的確定及生產(chǎn)前的試拌驗(yàn)證

4.1配合比

配合比的理論設(shè)計依據(jù)JGJ51—2001《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》。試拌驗(yàn)證則根據(jù)待澆工地運(yùn)距在15km以上，且處鬧市區(qū)，紅綠燈較多等不利影響因素，確保1.5h無坍損，2h坍損為30mm仍能完全滿足泵送施工要求。

通過松散體積法設(shè)計確定配合比，經(jīng)試拌驗(yàn)證觀察和易性良好，雖然膠材較低，但設(shè)計體積砂率較大，初始坍落度在240mm時，仍無輕骨料上浮現(xiàn)象。

4.2試拌調(diào)整后的配合比及各項(xiàng)指標(biāo)

試拌調(diào)整后的混凝土配合比及各項(xiàng)性能指標(biāo)見表6。

表6　試拌調(diào)整后的配合比

4.3技術(shù)措施

摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰。其作用除改善界面區(qū)微觀結(jié)構(gòu)以及拌合物的和易性之外，與水泥復(fù)合使用，兩者之間的不同表觀密度又減小了漿體與陶粒之間的密度差，加之碎石型頁巖陶粒自身的顆粒外表粗糙，因此增加漿體與骨料間的摩擦力和粘結(jié)力，使拌合物的保水性、勻質(zhì)性得以提高，從而對最終的泵送效果產(chǎn)生了重大的影響。

輕骨料混凝土的工作性能優(yōu)劣，又取決于其初始塑性粘度，它是新拌混凝土拌合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)阻礙混凝土漿體流動的一種特性，反映了混凝土流動變形速度的快慢。塑性粘度產(chǎn)生在相互平行的各層流之間，產(chǎn)生的方向與混凝土流動方向相反。使用顆粒表面粗糙的頁巖陶?；蜻x擇使用顆粒外表光滑的粉煤灰陶粒，應(yīng)通過用水量、體積砂率及外加劑摻量的微調(diào)等技術(shù)措施調(diào)整好其初始塑性粘度。塑性粘度大則流動性小，不利于泵送及澆搗施工，塑性粘度小，雖然流動性較大，同時也易發(fā)生分層離析、泌水、泌漿及陶粒上浮現(xiàn)象。適宜的塑性粘度是在不發(fā)生離析分層及泌水、泌漿現(xiàn)象的同時，達(dá)到最大的流動性。

5　拌合物生產(chǎn)及泵送施工、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)注意事項(xiàng)

為保證拌合物的勻質(zhì)性，攪拌時間應(yīng)相應(yīng)延長1min，入泵前應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)1～2min。由于泵管徑為80mm，泵送距離110m，為確保泵送的順利進(jìn)行，采用夜晚20:00以后開始生產(chǎn)。因道路車流量小而縮短了運(yùn)輸時間，混凝土的工作性能得到充分保證。

杜絕加水現(xiàn)象?，F(xiàn)場加水不但嚴(yán)重影響實(shí)體強(qiáng)度而且會因此造成分層離析、輕骨料上浮，增加堵泵的概率。如果長時間壓車造成坍損，可在卸料前加入適量的減水劑高速旋轉(zhuǎn)后再放料。

輕骨料混凝土成型后，應(yīng)加強(qiáng)濕養(yǎng)護(hù)工作，避免因表面失水，導(dǎo)致內(nèi)外濕差引起的收縮應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。應(yīng)確保濕養(yǎng)護(hù)14天以上。

6　結(jié)論

本次泵送澆筑輕骨料混凝土，雖然分三次澆筑完成，由于所選備的材料均為同一批次，無質(zhì)量波動，生產(chǎn)配方經(jīng)過前期的反復(fù)驗(yàn)證，連續(xù)三次澆筑均順利完成，贏得了施工、監(jiān)理及甲方的首肯。事后，施工方表示，考慮到泵送施工的難度和不確定性，他們已選備了第二套非泵送施工方案，沒想到此次泵送進(jìn)行如此順利。

由于是游泳池底部澆筑，硬化后的輕骨料混凝土具備了蓄水養(yǎng)護(hù)的條件，14天后無裂縫出現(xiàn)，也為強(qiáng)度值的發(fā)展及后期耐久性提供了保障。

此次泵送效果良好，凸顯了優(yōu)質(zhì)粉煤灰的顆粒形態(tài)優(yōu)勢、礦物減水及微集料效應(yīng)、以及碎石型頁巖陶粒粗糙的顆粒形狀表面特性對界面區(qū)的良好粘結(jié)力，同時高減水率的外加劑及較小含泥量的優(yōu)質(zhì)河砂也為獲得大流動性提供了較低用水量，特別是河砂中0.315mm的顆粒含量較適宜，從而確保了拌合物的黏聚性和勻質(zhì)性，在獲得較大流動性的同時，又避免了輕骨料的上浮現(xiàn)象。

選取適宜的原材料，是完成泵送的前提條件，挖掘材料的品質(zhì)潛能，互補(bǔ)材料品質(zhì)的優(yōu)劣，進(jìn)行科學(xué)合理的配合比設(shè)計及動態(tài)調(diào)整是技術(shù)關(guān)鍵。

［通訊地址］山東省臨沂市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)芝麻墩辦事處前墩工業(yè)園金泰混凝土有限公司（276000）

吳合志（1966—），男，技術(shù)總工，高級工程師，主要從事高強(qiáng)、高性能及特種混凝土的技術(shù)研究及應(yīng)用。