關鍵詞  泵送混凝土、粉煤灰、高效泵送劑、坍落度損失

1  前言

　　寧夏中衛(wèi)供電局生產調度大樓，是半圓形框剪結構的小高層，地下一層，地上八層，局部九層，建筑總高度38m，建筑面積15500m²，混凝土澆筑總量約9000m³。

　　混凝土生產采取攪拌樓集中拌制，泵送直接入倉。僅2008年的4～7月份，混凝土集中攪拌站為工程順利輸送泵送混凝土6000多m³。這對于保證混凝土質量，確保施工進度，降低工程成本，起到了很好的作用。同時我們在試驗和生產中也積累了大量的第一手資料，現(xiàn)將泵送混凝土在工程中的應用情況簡介如下。

2　泵送混凝土原材料的選擇

2.1　粗骨料（石子）

　　泵送混凝土對石子粒徑大小和級配的要求比普通混凝土嚴格，泵送是否順利與石子的最大粒徑和形狀密切相關，最大粒徑除應符合施工規(guī)范外，還要滿足最大粒徑與輸送管道之比的要求，石子形狀以圓形或近似圓形者為佳，石子級配應符合自然連續(xù)級配。根據(jù)本工程鋼筋混凝土的特點及泵送管道的管徑，選用孟家灣5～25mm碎石，大量試驗證明級配合理，質量符合要求。

2.2　細骨料（砂子）

　　泵送混凝土要求細骨料有良好的級配，通過0.315mm篩孔的這一部分細小顆粒累計篩余應大于15%。根據(jù)工程施工地區(qū)的砂源特點和施工技術要求，選用營盤水Ⅲ區(qū)中砂，細度模數(shù)2.6～3.1，含泥量在2～3%范圍內，其它品質符合規(guī)范要求。

2.3　水泥

　　泵送混凝土一般選用普通硅酸鹽水泥，但為了降低水泥的水化熱，有利于大體積混凝土結構控制裂縫開展，往往也采用礦渣水泥。根據(jù)本工程抗?jié)B及冬季施工等特點，選用華泰新普通硅酸鹽P.042.5水泥，水泥質量符合要求。

2.4　粉煤灰 

　　粉煤灰作為準活性材料，摻入混凝土中能使其和易性得到改善，后期強度得到提高，并能降低水化熱，改善充分水化的水泥漿體微結構。應選用需水比小于100% 的優(yōu)質粉煤灰，因為粉煤灰的需水比大于100%時，會增加混凝土的用水量，降低坍落度，使得混凝土粘度增加，降低混凝土的可泵性。當摻用粉煤灰取代部分水泥后，混凝土的早期強度會略低，但使用高效減水劑后，能使混凝土的早期強度及后期強度均有顯著提高。本工程選用寧夏天利Ⅰ級粉煤灰。

2.5　外加劑

　　在混凝土中摻加外加劑，除滿足施工工藝及質量要求同時，要達到降低水泥用量，減少混凝土成本為目的。我們主要摻用的外加劑有山西永紅NF-4高效泵送劑、RT-B4膨脹劑，質量符合規(guī)定。 [Page]

3　泵送混凝土配合比設計

　　泵送混凝土與傳統(tǒng)的混凝土施工方法不同，是用混凝土輸送泵，借助于泵的壓力，將混凝土通過輸送管道，壓送至澆注部位的施工方法。泵送混凝土配合比設計與普通混凝土配合比設計有共同的要求，即保證混凝土有良好的和易性、滿足強度等級要求、滿足耐久性和降低成本的要求。但泵送混凝土必須滿足以下幾項要求，才能基本保證正常輸送。

3.1　混凝土與輸送管壁之間，具有較小的摩擦力；

3.2　混凝土壓送過程中，不產生離析現(xiàn)象；

3.3　保證在壓送過程中，不引起混凝土質量和性能變化，避免由于時間過長，溫度高而出現(xiàn)的早凝阻管現(xiàn)象；

3.4　混凝土必須具有較好的流動性和足夠的初凝時間。為獲得較好的泵送效果,必須選用適宜的配合比，JGJ55-2000《普通混凝土配合比設計規(guī)程》規(guī)定：

　　⑴ 泵送混凝土的用水量與水泥和礦物摻和料的總量之比不宜大于0.60；

　　⑵ 泵送混凝土的水泥和礦物摻和料的總量不宜小于300 kg/m³；

　?、?泵送混凝土的砂率宜為35%～45%；

4　泵送混凝土配合比設計計算

　　我們在中衛(wèi)供電局生產調度大樓工程施工中，抓住其施工特點，結合原材料供應情況及機械設備性能特點，先后試配、調整、投入使用了C35/P6、C35/P8、C35、C30、C25、C15六個不同強度等級的粉煤灰泵送混凝土配合比，取得了良好的效益。主體結構基本全為C30強度等級，現(xiàn)以C30強度等級混凝土為例，說明配合比設計過程。

4.1　采用材料

　?、?華泰新普通硅酸鹽P.O42.5水泥；

　?、?營盤水Ⅲ區(qū)中砂，細度模數(shù)2.80，表觀密度.2.60；

　?、?孟家灣5～25mm的碎石，級配良好；

　?、?拌和用水為自來水；

　?、?NF-4高效泵送劑，摻量1.2%；

　?、?寧夏天利Ⅰ級粉煤灰。

　?、?混凝土坍落度出機要求100～140mm。

4.2　基準泵送混凝土配合比計算

　?、?混凝土試配強度f_cu.o= f_cu.k+1.645σ=30+1.645×5=38.2MPa

　　⑵ 確定水灰比W/C=（α_a×f_ce）/（f_cu.o+α_a×α_b×f_ce）=（0.41×42.5）/（38.2+0.41×0.07×42.5）=0.44

　?、?每m³混凝土用水量    經驗用水量190 kg

　　⑷ 每m³混凝土水泥用量    m_co = m_wo /（W/C）=190/0.44 =432 kg

　?、?按體積法計算每立方米混凝土的砂、石用量砂率取39%，m_so =718 kg   m_go =1084 kgC30基準混凝土配合比用量（kg/m³）

　　水：水泥：砂：石=190：432：693：1060

4.3  摻粉煤灰按超量取代法計算配合比

　　⑴ 粉煤灰取代水泥率取11%，計算每m³混凝土中水泥用量

m_c=432×（1-10%）= 390 kg

　?、?超量系數(shù)（δ_c）取 1.2，計算每m³混凝土中粉煤灰用量

m_f=1.2×（432-390）= 50 kg

　　⑶ 求出粉煤灰超出水泥部分的體積，并扣除同體積的砂用量[Page]

m_s= m_so-（m_c /ρ_c+ m_f /ρ_f- m_co/ρ_c）× 2.68= 718-（390/3.1+ 50/2.2-432/3.1）× 2.68 = 693 kg

              表1  C30粉煤灰泵送混凝土配合比表（kg/m³ ）       

4.4  施工配合比的確認

　　當組成混凝土的材料確定后，進行了不同粉煤灰摻量的混凝土強度、混凝土和易性、泵送性能的試配、試驗工作。試拌結果見表2。

                        表2  混凝土試拌結果表                 

　　依據(jù)設計配合比的計算，和現(xiàn)場試拌及不同摻量粉煤灰和外加劑比較，和試拌強度及工藝性能分析，采用1施工配合比在工程中應用。

5  工程應用情況

　　自2007年11月至2008年7月，混凝土集中攪拌站為工程輸送混凝土9000多m³，混凝土澆筑順利，混凝土拌和物和易性、可泵性良好。其中2008年4月至2008年7月，C25、C30混凝土現(xiàn)場抽樣檢驗試塊129組，截止2008年08月05日，根據(jù)實驗室出具的混凝土試塊實驗報告，依據(jù)GBJ107-87《混凝土強度檢驗評定標準》的有關規(guī)定，經計算達到優(yōu)良標準。強度統(tǒng)計結果見表3。

表3  框架柱混凝土強度統(tǒng)計表

6  影響泵送混凝土難易程度和質量的幾個因素   

　　影響泵送混凝土難易程度和質量的因素很多，例如，砂石骨料級配情況，水泥與外加劑的相容性，混凝土塌落度損失的控制，還有泵車本身的性能等都對其有著直接影響。

6.1  骨料的影響

　　主要是細骨料的影響，我們所使用的砂為細度模數(shù)2.6～3.1，但有時由于料廠砂源的變化，砂變?yōu)榇稚埃ㄟ^0.315mm篩孔的細顆粒少于10%，影響混凝土的泵送效果，通過增大砂率，可以改善泵送效果，但控制砂子質量在規(guī)定范圍內是最重要的。另外，由于某些特殊原因，使拌制后混凝土塌落度增至200mm以上，產生離析，引起骨料的重疊擠壓，灰漿先行壓出，阻塞管道造成故障，同時留下混凝土的質量隱患。

6.2　外加劑的影響

　　由于水泥品種、礦物組成、含堿量、細度及生產水泥時所用石膏的不同，同一種減水劑在相同摻量下，往往因水泥品種不同而使用效果不同，甚至根本不適用。因此要通過水泥與減水劑相容性試驗，優(yōu)先選用與確定使用水泥相容性好的減水劑，以免影響減水劑的減水效果。

　　夏季施工時，由于攪拌時混凝土溫度高，水泥的水化速度和水分蒸發(fā)較快，混凝土坍落度損失較大。泵送混凝土坍落度損失是一個值得注意的問題，為防止坍落度損失過快，我們采用了高效減水劑與糖鈣緩凝劑復合使用技術，調節(jié)混凝土的凝結、硬化速度，有效地控制了混凝土坍落度損失。特別在剪力墻等較大體積混凝土施工中，摻入糖鈣緩凝劑使水化熱減慢，有利于熱量消散，使混凝土內部溫升有所降低，避免產生溫度裂縫，取得了良好的效果。[Page]

6.3　攪拌站配料及攪拌對泵送混凝土的影響

　　主要是攪拌時間的影響，保證充分攪拌，具有良好的和易性，一般控制最少攪拌時間為2min。

6.4　拖泵本身的性能

　　施工實踐證明，要保證混凝土正常輸送，泵車必須滿足幾項主要工作參數(shù)。如輸入壓力、混凝土輸出量（m³/ｈ）、最大水平輸送距離、最高垂直壓送距離等。

7　幾點認識

7.1　利用粉煤灰和高效泵送劑配制泵送混凝土較經濟和方便，既提高混凝土工程質量，又節(jié)約水泥，降低了成本。但是，施工配合比必須經試配后確定、提供。

7.2　使用粉煤灰時必須注意的一個問題是它的物理特性與化學成分有很大的變異性，這與電廠的燃煤工藝、原料煤的成分、收集方法等有很大的關系，對粉煤灰應加強檢測，特別是三氧化硫指標，若三氧化硫含量超標，會引起混凝土體積發(fā)生膨脹，導致強度大幅度下降。

7.3　由于泵送混凝土施工坍落度限制，為了解決保水性及泌水性等弊端，可以采取適當降低坍落度以防止混凝土拌和物產生離析，摻入適量的粉煤灰，以提高混凝土拌和物的保水性，以及適當提高砂率等措施。

7.4　施工中認真做好校驗材料計量設備器具工作，提高稱量精度，嚴格按施工配合比控制每盤混凝土所要求的原材料用量，確?；炷临|量。