摘 要:介紹了高強泵送混凝土的配合比設計方法,闡述了泵送混凝土的制備、運輸等施工技術,并對高強泵送混凝土與普通混凝土的成型、材料、運輸以及各項技術指標的不同作了比較,以確保其施工質量。
關鍵詞:高強泵送混凝土,配合比設計,運輸,坍落度
中圖分類號: TU528. 31 文獻標識碼:A
近年來,隨著現代建筑向超高度、大跨度和超載重方向發展,高強泵送混凝土技術也隨之得到廣泛的應用。文中就高強泵送混凝土配合比的設計、拌制、運輸及泵送中的質量控制等方面作探討。
1 高強泵送混凝土配合比設計
1. 1 確定配合比強度
建筑學會規定,齡期為28 d 的混凝土配合比強度須滿足以下要求:高強混凝土: F ≥Fc + T + 1. 646 ,F ≥0. 8 ( Fc + T) + 3δ。普通混凝土: F ≥Fc + T +δ,F ≥0. 7 ( Fc + T) + 3δ。
式中: F ———配合比強度(試配強度) ,MPa ;
δ———混凝土標準差;
Fc ———混凝土的設計標準強度,MPa ;
Fc + T ———混凝土的氣溫修正度;
T ———混凝土的氣溫修正值。
高強泵送混凝土一般是通過混凝土攪拌站制備,材料質量穩定、計量標準、拌和均勻,因此,其試配強度略低于普通混凝土的試配強度。
1. 2 確定水灰比
根據實際使用的材料,按幾種水灰比進行試拌,求出其關系式,然后再用此關系式計算所需要的水灰比,若現場配制時,可以參考JASS5 的公式計算。確定水灰比還必須滿足耐久性的要求,
高強混凝土的水灰比最大值為0. 65 ,普通混凝土的水灰比最大為0. 70 。
1. 3 確定坍落度
影響混凝土坍落度的因素有混凝土的種類、使用材料、運輸、基體混凝土的坍落度、澆筑等條件。除了這些施工經驗,坍落度可按表1 選用。
表1 泵送高度與坍落度的關系表
1. 4 骨料的選擇
骨料的最大粒徑和顆粒級配對可泵性影響很大。粗骨料,凡顆粒級配符合標準、規程要求,空隙率小且無超規格大顆粒者,均能順利泵送,反之,則易發生堵管現象,因此,對于拌制高強混凝土的泵送高度的混凝土,粗骨料的最大粒徑與輸送管道的管徑之比以1∶4 為宜。一般泵送混凝土可掌握在1∶3～1∶4 ,高強泵送混凝土以1∶4～1∶5 為宜。細骨料宜采用中砂,其顆粒級配應在試驗規程標準規定的二區范圍之內。對于高石子用量的高強泵送混凝土,砂子通過0. 315 mm 的顆粒不宜大于10 %。
1. 5 砂率的選擇和砂漿體積
要配制符合泵送要求的混凝土,合適的砂率和砂漿體積十分重要。泵送混凝土的砂率一般高于普通混凝土的砂率。根據掌握的情況,普通泵送混凝土的砂率一般控制在38 %～40 % ,高強泵送混凝土砂率控制在36 %～45 %。水灰比的大小、外摻料的多少與砂率選擇有很大的關系,可以用砂漿體積來控制,砂漿體積的大小與泵送混凝土的坍落度有關,一般按表2 來控制。
表2 坍落度與砂漿體積的關系表
1. 6 確定單位用水量與單位水泥用量
獲得規定品質的混凝土范圍內,應盡量降低用水量。根據水灰比和基體混凝土的坍落度不同單位用水量宜在150 kg/ m3 ～190 kg/ m3 范圍內選擇。確定了單位用水量,根據水灰比,單位水泥用量也便確定了。求出的水泥用量必須滿足單位水泥用量的最小值,高強混凝土為270 kg/ m3 ,普通混凝土為250 kg/ m3 。泵送混凝土單位用水量太低,工作度變壞,泌水量加大,澆筑時易造成堵管,混凝土表面也容易出現蜂窩麻面。
1. 7 基體混凝土的外加劑與泵送混凝土的泵送選擇
基體混凝土的外加劑一般采用AE 劑或AE 減水劑。AE 減水劑又分為標準型、緩凝型和促凝型三類。泵送劑分標準型和緩凝型兩類。
2 泵送混凝土的制備
泵送混凝土的時間觀念強,單位時間內拌制和運輸的混凝土量必須連續均勻滿足泵送澆筑的速度要求,否則將會影響混凝土的施工質量和進度。因此,在混凝土的攪拌前要做好原材料的質量和數量儲備以及機械設備及控制系統的完好狀況的工作。泵送混凝土是在預拌的坍落度為8 cm～12 cm 的基體混凝土拌合物中,加入外加劑,經過二次拌和,使基體混凝土拌合物的坍落度頓時增加到12 cm～22 cm 的混凝土。
各項工作準備就緒,即可開始攪拌混凝土。在攪拌過程中要注意防止外加劑特別是溶液的沉淀,攪拌時間要與規定攪拌時間相符,坍落度要經常抽查,由于砂中含水率變化,要注意經常調整
配比,石子料倉若使用的不是水洗石子,要間隔進行清倉。
3 泵送混凝土運輸
1) 攪拌車在裝料前,必須倒凈積水或其他廢物。2) 必須先運送與混凝土配合比相同的水泥砂漿,其量以能全部濕潤泵送管內壁為宜。3) 攪拌車在運輸過程中,攪拌筒必須保持慢速轉動,以減少坍落度損失,攪拌筒停轉或轉速太快,都會增大坍落度的損失。4) 攪拌車在運輸途中以及卸料前,嚴禁任意加水,加水不但直接影響混凝土強度,而且破壞混凝土的和易性,在泵送時產生離析現象而堵管。5) 混凝土的運輸時間指第一拌混凝土自攪拌機卸出至現場入泵時止的時間。混凝土的允許運送時間長短是隨氣溫、水泥和外加劑品種、混凝土強度等級高低而變化的,主要取決于混凝土初凝時間的長短。混凝土的允許運送時間不宜超過所測得的混凝土初凝時間的1/ 2 。
4 混凝土的泵送
4. 1 泵位選擇和泵管布置
混凝土泵的定位原則是:要保證周圍攤鋪混凝土運輸車停靠及會車的場地,同時還要使泵機用水用電方便,泵管的布置應符合“線路短、彎道少、接頭密”的要求,同時要注意水平與垂直長度的關系,一般水平距離應大于垂直落差的三倍。
垂直向上輸送時,由于水錘作用而使混凝土產生逆流,輸送效率下降,這種現象隨著向上垂直高度的增加而愈加明顯。為此,泵與垂直管之間應設置一段10 m～15 m 的水平管以抵消反
墜力的影響,并在混凝土泵出料口15 m 處的輸送管上加一個止流閥,泵送開始時,將止流閥打開,混凝土能順利地輸送,當混凝土暫停輸送或混凝土出現倒流時,應及時予以關閉。
4. 2 泵管的固定
在混凝土泵送過程中,由于泵送的沖擊力會使泵管來回竄動,這樣會損壞泵管的接頭連接件(緊箍變性、密封圈損壞) ,還會使泵壓降低,特別是在遠距離或超高混凝土泵送施工中,泵管的固定尤為重要,根據以往的施工經驗通常采取以下措施:
1) 在泵機前地面水平管段設置兩個混凝土墩,泵管注入一墩內,同時連接鋼件將泵管與另一墩固定。2) 混凝土在泵送過程中,管路中有較大的脈沖振動,故輸送管道的支撐必須與模板、鋼筋的支架分離,以防止泵送過程中振動引起模板和鋼筋位置的變異,泵管也不得與模板、鋼筋等直接接觸。3) 水平泵管要設置一定量的支撐點,以防止泵送混凝土時,因自重和脈沖振動引起泵管變形和接頭連接損壞。4) 為防止地面水平管轉向垂直管處的90°彎管變形,應增加鋼筋支撐以加固。
5 安全措施
1) 超高度泵送時,為了防止泵送突然中斷而產生的混凝土逆流壓力的沖擊,必須在泵出口的水平管道上安裝截止閥,每泵送200 m3 的混凝土,對管路及卡箍要進行檢查。
2) 因堵塞管等原因必須拆管時,應反泵清除輸送管內的殘余壓力,泵送混凝土的攪拌、運輸、泵送、澆筑形成一個有節奏的整體,因此要建立及時、準確的通訊聯絡系統,以確保泵送混凝土的施工質量。
參考文獻:
[1]長安大學. 工程材料[M] . 北京:人民交通出版社,2001. 8.
