泵送混凝土在烏市維泰大廈工程中的配合比設計及應用

徐洪蓮    陳明宇

（新疆西部建設股份有限公司預拌混凝土分公司  830006  烏魯木齊）

    烏市維泰大廈工程位于喀什西路延伸區（西北側），由新疆市政工程有限公司承建。該工程結構體系為框架剪力墻結構，主樓地下二層，地上十七層；裙樓地下二層，地上四層。采用的混凝土強度等級為C30、C40、C50泵送混凝土。工程計劃開工日期為2009年5月20日，我公司針對該工程實際情況對該工程泵送混凝土進行了配合比設計和試配，并在實際施工中得到了成功的使用和驗證。

    泵送混凝土在現代商品混凝土的澆筑中已經很普遍，它的特點是要求泵送機械的性能要能夠滿足泵送高度，混凝土拌合物具有可泵送性能，即具備適應于泵送要求的流動性、粘聚性；運輸和輸送過程中混凝土拌合物工作性損失小；混凝土拌合物在泵壓輸送的過程中，不分層離析、不泌水；與泵管管壁的摩擦阻力小等特點。因此，泵送混凝土要滿足以上要求，原材料的選擇和配合比的優化是最關鍵的因素，配制出的混凝土不僅要滿足硬化后抗壓強度等性能的要求，還需要滿足拌合物的可泵性能要求。具有施工速度快、周期短、質量穩定、節省人工、提高工效、施工方便等特點。

1.配合比設計及試配

    1.1 原材料的選擇

    1.1.1 水泥

    選用新疆天山水泥股份有限公司的普通硅酸鹽水泥，水泥出廠日期不超過一個月。水泥實測強度為（P.O42.5R）R3d=28.1MPa，R28d=48.3MPa。

    1.1.2 骨料

    ① 粗骨料的選擇主要考慮石子的種類、最大粒徑、級配及其強度、表面特征，有害雜質和針片狀含量等。由于泵送高度為地面以上50余米，因此粗骨料最大粒徑與輸送管內徑之比，應≤1:3~1:4。（現場泵送管內徑為100mm）。

    GB50204中規定的“骨料最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4；對于混凝土實心板骨料的最大粒徑不宜超過板厚的1/3，且不得超過40mm”。因此我們在混凝土配合比試驗的時候，從一開始粗骨料的最大粒徑就選擇了小粒徑的方案，工程施工中必須嚴禁使用超規格的大石子顆粒，并保持到場材料的品質穩定和連續性。

    針對該工程實際情況，我們選用了5～20mm的連續級配的河卵石，生產廠家為新疆和砼源建材有限公司。壓碎指標為4.2%，針片狀顆粒含量為5%，含泥量0.3%，泥塊含量0.1%，顆粒級配符合JGJ52—2006標準技術要求。

    ② 細骨料級配宜采用中粗砂，本地砂子經檢測屬于Ⅰ區粗砂，若選用粗砂配制混凝土，混凝土拌合物容易泌水、易堵塞泵管，但是這種情況可以通過適當調整砂率、增加水泥或者粉煤灰用量來解決這一問題。

    1.1.3 摻合料

    粉煤灰作為一種優質礦物摻合料在泵送混凝土中應用已經非常普遍，作為一種工業副產品，粉煤灰在混凝土中的使用可以起到二次火山灰效應、堆積效應、自填充效應等作用，可以顯著增加混凝土拌合物的流動性，也就提高了混凝土拌合物的可泵送性能，減少混凝土拌合物的泌水、坍落度損失和干燥收縮，降低水泥的水化熱，延長混凝土的凝結時間，有利于混凝土的長距離運輸及高溫季節和大體積混凝土的施工。

    選用新疆西建股份預拌混凝土分公司粉煤灰車間生產的磨細粉煤灰，比表面積560m2/kg，符合GB/T18736—2002標準Ⅱ級磨細粉煤灰技術要求。磨細粉煤灰的摻量通過試配、強度核算后確定。

    1.1.4 外加劑

    泵送混凝土的外加劑要求有三點：①高減水率；②有一定的緩凝作用，適當抑制水泥的早期水化速度以減少坍落度損失；③有一定的引氣組分，引入混凝土拌合物中的微小氣泡起到滾珠作用，增加混凝土拌合物的流動性，利于泵送；

    泵送劑還可以根據不同的耐久性要求、施工工藝要求和施工環境復合使用。但應注意多種外加劑復合使用的效果并不等于各種外加劑單獨使用效果的疊加，應通過試驗證實符合要求后再應用。本工程根據配合比的要求選用了新疆昊霖工貿有限公司生產的三聚氰胺泵送劑，該泵送劑具有早強、緩凝、減水、坍落度損失小等特點，R7強度可達到R28強度的80%以上。

    1.1.5 配合比設計指標

    ① 粗骨料：5~20mm河卵石；

    ② 細骨料：Ⅰ區粗砂（河砂）；

    ③ 坍落度：180±30mm；

    ④ 抗壓強度：C40要求R7d≥75%；

    ⑤ 泵送劑，固含量30%，減水率19.5%；

    ⑥ 新疆天山牌P.O42.5R水泥。

    1.2 設計配合比

    (1) 按照普通混凝土配合比設計規程，泵送混凝土配合比設計首先按照JGJ55—2000要求計算各參數值，其次在滿足運輸和泵送高度等要求下進行配合比調整，按照生產水平一般來確定混凝土強度標準差σ=5.0~6.0MPa。

    (2) 進行泵送混凝土配合比設計除了應滿足機構設計所需要的強度、耐久性及施工工藝所要求的工作性以外，進行了混凝土的配合比調整和驗證來滿足現場施工條件差異、變化和對早期強度的要求。

    (3) 配合比設計考慮了滿足混凝土的運輸時間、運輸時的氣候、施工條件以及可泵性要求，又能滿足早拆模以及預應力張拉對混凝土早期強度的要求。該工程的預應力混凝土張拉時要求C40的7d強度需達到設計強度的75%以上，經過配合比試驗驗證三聚氰胺泵送劑可以滿足此要求。

    (4) 礦物摻合料的摻量以達到最佳的技術經濟性能為準，不應影響施工進度所要求的混凝土早期強度。

    1.3 配合比試驗

    在以上配合比設計思路的指導下，經過多次反復配合比試驗調整及驗證，配制出了摻合料摻量大、和易性良好、無分層離析現象且具有較大的流動性和良好的粘聚性的泵送混凝土，配合比見表1，通過現場實際泵送效果良好，混凝土拌合物經泵送至大于50m高度時，粘聚性良好，骨料、漿體均勻分布，未發生分層離析現象。

表1                     泵送混凝土配合比（1m3材料用量）

    注：泵送劑含固量30%，摻加比例是按照總膠凝材料用量百分比例；

2.該泵送混凝土28d齡期立方體抗壓強度值

    (1) C30：標養R28d=37.5MPa；同條件10組，mfcu=35.2MPa，fcumin=31.1MPa，評定合格。

    (2) C40：標養R7d=42.9MPa；同條件R7d=41.6MPa。【28d】標養10組，mfcu=55.8MPa，Sfcu=2.63MPa，fcumin=52.0MPa，評定合格。【28d】同條件63組，mfcu=51.4MPa，Sfcu=6.12MPa，fcumin=41.4MPa，評定合格。

   (3) C50：28d同條件11組，mfcu=60.0MPa，Sfcu=4.58MPa，fcumin=52.1MPa，評定合格。

    該泵送混凝土各齡期的立方體抗壓強度值證明，設計的配合比滿足了工程實際特點，及對早期、后期強度的設計要求。

3.泵送混凝土施工中的注意事項

    (1) 配合比設計后，應對所用原材料的波動、混凝土拌合物運輸至工地后的坍落度損失、壓力泌水率、混凝土凝結時間等參數詳細了解，在以上情況發生變化時能及時進行混凝土配合比調整。

    (2) 禁止工地任意加水，是保證泵送混凝土澆筑質量、保證混凝土強度滿足設計要求極其重要的一點。

    (3) 在現場，混凝土泵應設在盡可能靠近澆筑點。泵管應盡量少設彎頭，支撐要牢固，應用可移動的靈活管道或者軟管，使其能在大面積范圍內可直接澆入模板而無須再次倒運。

    (4) 泵送前先用清水(飲用水)潤濕料斗、活塞、輸送管道等直接與混凝土接觸部位，再用水泥砂漿潤滑泵機及管道。之后再開始泵送混凝土。

    (5) 開始泵送混凝土時，速度要慢，待泵壓和各部分工作正常后，才可開始正常速度泵送。

    (6) 混凝土應在90min內，且在初凝時間的1/2時間前入泵，在初凝前澆筑完畢。

    (7) 混凝土向下泵送時應使泵管傾斜，防止因混凝土自重下落形成空段而引起阻塞和混凝土拌合物分層。

    (8) 混凝土應保證連續供應，以保證連續泵送。暫時中斷泵送時，應采取倒泵措施，使管中混凝土形成前后往復運動。把拌合物從管道內抽回重新攪拌，再泵入管道，也可以降低泵送速度，以保證良好的可泵性。

    (9) 根據不同的季節，施工時應對泵送管道進行相應的降溫或防凍措施。以防止混凝土拌合物坍落度損失過大或入模溫度下降。

    (10) 泵送混凝土施工過程中，供料和施工點的工作人員應有良好的通訊聯絡，使之能夠合理組織施工、澆筑準確、確保混凝土的連續泵送和澆筑。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)