混凝土泵和泵送技术的发展及其应用

施工技术　毽村蜀黄晦　２０１３年７月　混凝土泵和泵送技术的发展及其应用　陈文龙　（福建巨岸建设工程有限公司）　摘要：随着我国经济建设步伐的加快，国内基础设施建设的持续发展带动了国内商品混凝土行业的腾飞，施工规模　和范围的扩大更是促进了工程机械以及相关混凝土输送机械的高速发展，为混凝土泵车提供了较大的市场空间。本文介　绍了混凝土泵车的起源及其在国内的发展现状和泵送混凝土的施工工艺，同时也介绍了我国近几年在泵送混凝土这一技　术上取得的成绩。　关键词：泵送混凝土；发展起源；原材料；配合比　中图分类号：ＴＵ６４６　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—００３８（２０１３）２０—０ｏ６２—０２　ｌ泵送混凝土技术的起源　泵送混凝土技术１９２７年创于德国，现成为建筑施工的重要　（１）粗骨料　粗骨料的级配，粒径大小和颗粒形状对混凝土拌合物的可泵　其空隙率较小，对节约水泥　技术手段，广泛应用于各类土木、建筑工程中。泵送混凝土是在　性都有较大影响。级配良好的粗骨料，混凝土泵的压力推动下沿输送管道运输并在管道出口处进行浇　砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用。粗骨料最大粒径与输送　筑的混凝土。混凝土需满足设计强度、耐久性和施工性能的要　管径之比：一般建筑混凝土用碎石不宜大于１：３，卵石不宜大于　２．５，高层控制在１：３－１：４，超高层控制在１：４　１：５。　求，满足管道输送对混凝土的要求；泵送设备需满足将混凝土运　１：输到浇筑地点的输送能力。　（２）细骨料　２０世纪５Ｏ年代我国从国外引进泵送混凝土技术，但缺少混　针、片状颗粒形状的粗骨料含量不宜大于１０％拌合物之所以　凝土泵，设备不配套以及技术、管理上的原因，在施工中无大规　能在管道内顺利移动，是靠水泥砂浆体润滑管壁，并在整个泵送　　模推广。２Ｏ世纪６０年代，上海重型机器厂生产了仿原苏联ｃ一　过程中使集料颗粒能够不离析的悬浮在水泥砂浆体之中的缘故。细骨料得对混凝土可泵性影响比粗骨料大得多，要求含量　２８４型排量４０ｍ３／ｈ的固定式混凝土泵；２０世纪７０年代，自行研　因此，　制活塞式泵，同时，大量进口日本和前联邦德国的混凝土泵，原　丰富、级配良好。４矿物掺合料　第一机械研究所和沈阳振捣器厂合作研究，于１９７５年试制成功　２．试验表明：掺入粉煤灰等硅质矿物掺合料，可显著降低混凝　排量为８ｍ　的ＨＢ一８型固定式活塞泵。中国真正应用泵送混凝　土从１９７９年上海宝钢开始。　土拌合物的屈服剪切应力，大大提高塌落度，从而提高流动性和　稳定性，粉煤灰在泵送过程中起着“滚珠”的作用，大大减少拌合　物与管壁的摩阻力。而且，粉煤灰与水泥水化析出的Ｃａ（０Ｈ）　相　互作用，生成稳定的胶结物质，对提高混凝土强度极为有利。　２泵送混凝土的原材料及配合比　２．１水泥品种　一般情况下，保水性好、泌水性小的水泥，都宜用于泵送混　凝土。比如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤　灰硅酸盐水泥均可。　２．５泵送剂　泵送剂采用由减水剂、缓凝剂、引气剂等复合而成。具有减　２．２水泥的用量　水泥砂浆在输送管道里起到润滑和传递压力的作用，适宜　的水泥用量对混凝土的可泵性起着重要作用。水泥用量过少，和　易性差，泵送阻力增大，输送管易磨损，易引起堵塞。水泥用量过　多，增大工程造价和水化热，粘性增大，也会使泵送阻力增大。　就是在保证混凝土设计强度的前提下，能使混凝土顺利泵　送的最小水泥用量。《混凝土结构工程施工及验收规范》　（ＧＢＪ２０４—９２）规定：泵送混凝土最小水泥用量为３００ｋｇ／ｍｓ。试验　表明见表１。　表１　水、增塑、保塑、保水、早强和增强等特性。泵送剂的性能：具有高　流化、粘聚、润滑、缓凝之功效，适合制作高强或流态型的混凝土，　对泵送施工较为有利。　高效泵送减水剂是萘磺酸甲醛缩合物非引气型早强减水剂，　其主要成分是一种具有多萘核结构的Ｂ缩合物。具有非引气、超　塑化、高效减水和增强等功能。特点：低碱、低硫酸钠、高纯度。产　品对水泥适应性强，掺量少，使用方便，特别适合于有高效减水和　增强要求的流态混凝土、蒸养混凝土，也可用作复合混凝土外加　剂的母体材料。　２．６泵送混凝土的配合比　水泥用量　３８０－４２０ｋｇ／ｍ　３５０－３８０ｋｇ／ｍ　混凝土强度　Ｃ３０　Ｃ５Ｏ　水泥强度　４２．５ＭＰａ　５２　５ＭＰａ　２．６．１泵送混凝土配合比设计　泵送混凝土配合比的设计目的，是根据工程对混凝土性能的　要求（强度、耐久性等）和混凝土泵送的要求，选择适宜的原材料　实践还表明：适宜用量不仅与混凝土等级、水泥标号等因素　比例，设计出经济、质优、可泵性好的混凝土。由可泵性来确定，就　有关，而且还与管道尺寸、输送距离等因素有关。　是根据原材料的质量、泵送距离、泵种类、输送管径、浇筑方法和　２．３粗细骨料　・６２・　气候条件等来确定。　２０１３年７月　２．６．２设计原则　瞳耐目蒜晦　缝和龟裂。　施工技术　满足强度和耐久性等要求；满足泵送工艺要求，即要求混凝　４我国泵送混凝土技术成就介绍　４．１广州西塔Ｃ１００超高性能免振自密实混凝土泵送　土有较好的可泵性。泵送混凝土配比设计就是用适宜的外加剂　用量（兼顾减水和保坍性能）和适宜水胶比的胶凝材料浆体（不　明显离析、泌水，并可以计算出其浆体含量）制得合适的砂浆填　充合适含量的骨料的空隙并包裹骨料表面，达到流动性和可泵　性的协调。泵送混凝土配合比设计调整，经过对几次试拌结果分　析，调整材料用量，使混凝土拌和物和易性满足要求，配比的设　计应遵循如下思路：　再创新高　广州西塔将ＣＩＯ０超高性能免振自密实混凝土一次泵送至　４４０．７５ｍ高度的直升飞机停机坪，继前两次试验成功后再创新高　度。此前，西塔项目曾分别进行了３３３ｍ、４１０ｍ高度的ＣｌＯ０超高　性能混凝土和Ｃ１００超高性能免振自密实混凝土的泵送试验，均　取得圆满成功。为了再次提升Ｃ１００超高性能混凝土的各项性能　以及超高泵送工艺，西塔项目再次以主楼４４０．７５ｍ高度的直升飞　机停机坪为平台，进行了此次泵送。此次成功泵送再次证明西塔　项目研发的ＣＩＯ０超高性能混凝土和超高性能免振自密实混凝　（１）按照强度和耐久性要求，确定适宜的胶材方案、水胶比；　（２）根据坍落度要求和外加剂类别的适宜减水性能，选取适　宜的单位用水量和外加剂用量，按照拟定水胶比确定胶凝材料　用量；　（３）根据粗、细骨料的组成、级配、空隙率情况，结合浆体体积　的计算，确定骨料组成；　（４）一般情况下，可按照假定容重法进行砂率和粗骨料用量　的假定估算，对于泵送混凝土，砂率通常应增大，粗骨料应减少。　为了便于掌握和分析，建议采用绝对体积法计算。　试拌：根据试拌结果，判断造成拌和物性能缺陷的原因，确定　调整方法：　土及其超高泵送工艺的成熟和稳定，具有很高的科学价值，为进　一步推广应用奠定了基础，见图１。　坍落度偏低，原因可能是：浆体数量不够、浆体流动性不足、　级配不合理、假定容重过大。测定容重和含气量，对配合比的重　新设计进行验算，结合拌和物骨料分布情况，确定适宜的砂率调　整和粗骨料调整方案：根据测定的坍落度和浆体流动性情况，结　合浆体量的计算，估计需要增加的用水量或外加剂用量；在试拌　图１　２京基金融中心项目　的拌和物中，添加额外的用水，达到要求的坍落度并观察浆体的　４．又一泵送领域世界级难题在中联重科自主研制的　流动状态，反推单位用水量作为调整用水和外加剂掺量调整的　参考。　ＨＢＴ９０．４０．５７２ＲＳ混凝土输送泵“强攻”下瓦解。在深圳第一高　楼——京基金融中心项目建设工地，一台装载着Ｃ１２０混凝土的　搅拌运输车，将粘着糯米团的混凝土倒入中联重科混凝土输送　泵料斗，竟然一口气就被泵送至３５０ｍ的高度。　３泵送混凝土的施工工艺　（１）泵送混凝土时，混凝土泵的支腿应伸出调平并插好安全　销，支腿支撑应牢固。混凝土泵与输送管连通后，应对其进行全　面检查；混凝土泵送前应进行空载试运转。混凝土泵送施工前应　检查混凝土送料单，核对配合比，检查坍落度，必要时还应测定　混凝土扩展度，在确认无误后方可进行混凝土泵送。　５结束语　混凝土泵送施工技术在我国发展很快，并已在高层建筑、道　路桥梁等工程中广泛地应用。泵送混凝土不仅与粗细骨料、泵送　（２）当混凝土泵出现压力升高且不稳定、油温升高、输送管明　剂等材料标准有关联，同时也与泵送混凝土配合比以及施工工　　显振动等现象而泵送困难时，不得强行泵送，并应立即查明原　艺密不可分。因，采取措施排除故障。当输送管堵塞时，应及时拆除管道，排除　堵塞物。拆除的管道重新安装前应湿润。　间歇泵送可采用每隔４～５ｍｉｎ进行两个行程反泵，再进行两个行　程正泵的泵送方式。向下泵送混凝土时，应采取措施排除管内空　气。泵送完毕时，应及时将混凝土泵和输送管清洗干净。　（３）泵送混凝土流动性大，输送速度快，对模板会产生较大的　侧向压力，支模时应增加模板的支撑和刚度，防止模板失稳或变　形。同时要检查布料设备，使其不得碰撞或直接放置在模板上，　４４．　参考文献　１］陈安民．超高程混凝土泵送技术及其应用ｆＪ］．建筑机械化，２００９（９）：４２～　当混凝土供应不及时，宜采取间歇泵送方式，放慢泵送速度。　［［２】张皓．浅谈泵送混凝土施工技术及温度裂缝控制　．黑龙江科技信息，　２０１ｌ（２８）：４３～４４．　【３１贾晓雷．混凝土泵送施工技术分析ｆＪ１．科技信息，２００８（２７）：２０～２１．　收稿Ｂ期：２０１３—６—１５　对布料杆下的模板和支撑要适当加固。模板缝隙应用封住以防　漏浆。混凝土浇筑过程中，应控制好混凝土的浇筑面标高及其平　整度。对已浇筑完毕的混凝土面，应适时用木抹子磨平搓毛两遍　以上，必要时，还应先用铁滚筒压两遍以上，以防止产生收缩裂　・６３・