泵送混凝土技术发展综述

来源:用户上传      作者:张媛 赵铁君 钱东来

　　【摘 要】随着科学技术的迅速发展，人民生活水平不断提高，建筑行业发展越来越快，泵送混凝土技术是一种伴随着科学技术的进步而发展起来的先进混凝土施工技术，并扮演着一种重要的技术手段。本文综述了泵送混凝土的发展历史、技术要点、常见问题及防治措施和发展趋势。
　　【关键词】泵送混凝土;施工工艺;存在问题;发展趋势
　　Summary of the development of pumping concrete technology
　　Zhang Yuan，Zhao Tie-jun，Qian Dong-lai
　　（Zhejiang Yixia Construction Co.， Ltd Shengzhou Zhejiang 312400）
　　【Abstract】With the rapid development of science and technology， people's living standards continue to improve， the construction industry is developing faster and faster， pumping concrete technology is an advanced concrete construction technology developed along with the advancement of science and technology， and plays an important role. Technical means. This paper reviews the development history， technical points， common problems， prevention measures and development trends of pumped concrete.
　　【Key words】Pumping concrete;Construction technology;Problems;Development trend
　　1. 引言：
　　泵送混凝土是指在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筑的混凝土。近年来，随着建筑技术迅猛发展，混凝土泵送施工技术已经广泛应用在我国各个方面，大大提高了混凝土工程的生产效率。但是泵送混凝土在各种原材料、配合比、泵送、浇筑等方面对施工质量有较大的影响，因此施工过程中需进行严格的质量控制。
　　2. 泵送混凝土的技术要点
　　2.1 泵送混凝土的原材料。
　　泵送混凝土所需原材料种类较多，应符合有关规定：
　　（1）泵送混凝土所用的水泥应为符合国家现行标准规定的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。
　　（2）粗骨料应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。
　　（3）细骨料应符合国家现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。细骨料宜采用中砂，通过0.31mm筛孔的砂不应少于15%。
　　（4）饮用水均可用于泵送混凝土施工;当采用其他水源时，应进行取样检测。未经处理的工业废水、污水及沼泽水及海水不能使用。
　　（5）泵送混凝土需具有高流动性，才能够泵送。在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。
　　（6）泵送混凝土宜掺适量粉煤灰，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而提高了可泵性，并应符合国家现行标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》等有关规定。
　　（7）泵送混凝土的水灰比应限制在0.4～0.6，坍落度以8～15cm为宜。
　　2.2 泵送混凝土配合比设计。
　　泵送混凝土配合比应符合国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》有关规定。并应根据混凝土原材料、泵送设备、混凝土输送管径、泵送距离气温等具体施工条件试配。
　　2.3 混凝土泵送设备
　　混凝土泵送设备的选择应满足下列要求：
　　（1）混凝土泵机的选型。根据混凝土工程特点、要求的最大输送距离、最大输出量确定。
　　（2）混凝土泵机的数量。根据混凝土浇筑数量、单机的实际平均输出量、施工作业时间计算。
　　（3）混凝土泵机的布置位置。满足场地平整坚实，道路畅通，距离浇筑地点近，接近排水设施和供水、供电方便等要求。在布置泵机完成后需要在其底垫一块木板，增加附着力，保障泵机的稳定性。在混凝土泵的作业范围内，应安置一个保护棚，周围不得有高压线等障碍物。
　　2.4 现场管道铺设
　　混凝土现场管道的布置应遵循以下原则：
　　（1）保证施工安全和便于施工。
　　（2）输送管道线路应为最短路径，配管时尽量采用直管而少使用弯管和软管，同时应尽量避免使用弯度过大的弯头。
　　（3）方便混凝土运输车辆行走及布料，易于管道清洗和排除故障及维修。
　　（4）采用螺栓式管道，接头必须连接牢靠，保持管路密封良好。
　　（5）不得将混凝土输送管道直接支承在钢筋、模板及预埋件上，应用预制好的脚架或台垫支承并固定牢靠。
　　2.5 混凝土的泵送
　　混凝土泵送是重要的操作環节，不容许出现差错，需满足以下条件：
　　（1）混凝土泵送的操作人员必须经过专门的培训，经合格后，方可上岗独立操作，在遇到一些突发事故时能够及时处理。 　　（2）混凝土泵启动后，先泵送适量水进行湿润，排除泵管中的气体，同时检查泵机各部位是否运转正常。
　　（3）经泵送水检查，确认混凝土泵和输送管中无异物后，再开始进行泵送，应缓慢地往管道里输送混凝土，这样可以检查是否有出现漏浆的情况，如果出现漏浆事故，应当及时暂停泵机的输送，对其进行处理修理。
　　（4）混凝土泵送应连续进行。如必须中断时，其中断时间不得超过混凝土从搅拌至浇筑完毕所允许的时间。
　　（5）在混凝土泵送即将结束前，应正确计算尚需用的混凝土数量，并及时告知混凝土搅拌站;泵送结束后，应将混凝土泵中混凝土清理干净，并将输送管道清洗干净。
　　（6）当使用多台混凝土泵进行泵送时，應预先规定各自的输送能力、泵送距离、浇筑区域和浇筑顺序，而且应当分工明确、互相配合、统一指挥。
　　2.6 混凝土的浇筑
　　由于泵送混凝土的流动性比一般的混凝土要大，容易导致振捣不均匀，因此在施工现场应做好管理工作，主要表现在以下几个方面：
　　（1）根据工程结构特点、平面形状、混凝土泵机能力、周围场地大小等条件，预先划分好混凝土浇筑区域。
　　（2）混凝土的浇筑顺序，应符合下列规定：
　　当采用输送管输送混凝土时，应由远而近浇筑;
　　同一区域的混凝土，应按先竖向后水平的顺序，分层连续浇筑;
　　当不允许留施工缝时，区域之间、上下层之间的混凝土浇筑间歇时间，不得超过混凝土的初凝时间;
　　当下层混凝土初凝后，浇筑上层混凝土时，应先按留施工缝的规定处理。
　　（3）混凝土水平浇筑的时候，不得在同一处连续布料，应在2～3m范围内水平移动布料，宜垂直于模板布料。为了消除不均匀现象，应该注意仓面的渗水，并进行及时处理。
　　（4）振捣混凝土时，必须要掌握好振动棒的规律，振动棒移动的间距一般在40cm左右为佳，同样振捣的时间也有严格要求，一般为15～30s，不能进行长时间的振捣，且隔20～30min后，进行第二次复振，不仅有效避免气泡的产生，而且使骨料下沉分离。
　　（5）浇筑混凝土完成以后，应在其上覆盖一层保温材料，注意防水防潮。浇筑混凝土时，应经常观察，一发现混凝土有不密实等现象，应立即采取措施。
　　（6）对于有预留洞、预埋件或钢筋太密的部位，应预先制订技术措施，确保布料顺利和振捣密实。
　　3. 泵送混凝土的常见问题及防治措施
　　3.1 泵送混凝土的堵管及防治措施。
　　3.1.1 泵送混凝土在施工过程中，经常会发生输送管道堵塞事故。发生上述事故的主要原因有：
　　（1）混凝土骨料级配不合理，粗骨料中混有超大粒径的石子，砂率不合理。
　　（2）混凝土配合比设计不合理，水灰比过大，水泥用量过多。
　　（3）混凝土输送管道布置不合理，管道弯头太多，用胶管过多，泵管过长。
　　（4）混凝土泵送过程中停歇间隔时间过长，导致管道中混凝土发生离析。
　　（5）混凝土在泵送过程中，塌落度损失过大。
　　（6）泵送剂减水率过大或掺量过多，造成混凝土离析。
　　3.1.2 相应的解决措施：
　　（1）在混凝土泵的料斗上加装滤网，杜绝过大粒径的石子或异物进入料斗内，严格控制骨料的直径。
　　（2）及时调整混凝土的配合比，根据砂细度模数的不同调整砂率，以保证出罐混凝土的和易性。
　　（3）设计管道线路时，选择路线最短、弯道最少的线路，并且管道必须固定牢靠。
　　（4）每20分钟启动一次泵或反、正重复，以防堵管;对于停泵时间过长，超过初凝时间的混凝土，不宜继续泵送。
　　（5）严禁在混凝土泵送过程中，向料斗内加水;混凝土出料后应尽可能在较短的时间内泵送入模，尽量减少坍落度的损失值。
　　（6）检测泵送剂的质量，随时调整泵送剂的掺量;使用高效的减水剂如氨基磺酸盐或聚梭酸类。
　　3.2 泵送混凝土裂缝产生原因及防治措施。
　　3.2.1 温度裂缝。
　　混凝土中的水泥在化学反应过程中，会释放出大量热，水化热由于大量聚积在混凝土的内部，极难释放出去，使内部温度短时间内急剧上升。混凝土内外部形成温差，表面就会产生拉应力，当拉应力大小超过混凝土的抗拉强度时，混凝土的表面就出现裂缝。
　　对于温度裂缝的控制，采取的措施主要有：
　　（1）选用水化热低的混凝土，并减少水泥用量，把混凝土的水灰比降低到0.6以下。
　　（2）添加外加剂来减慢流动性，降低水化热，延迟混凝土温度上升的时间。
　　（3）改进传统搅拌工艺，使浇筑时混凝土的温度下降。
　　（4）浇筑后，延长养护时间，并及时洒水，保证混凝土表面得以缓慢冷却。
　　3.2.2 干缩裂缝。
　　浇筑以后，混凝土的表面处于一种塑性状态，由于混凝土中材料的干燥收缩性小，如遇到表面水分蒸发过快的情况，就容易导致裂缝的产生。
　　对于干缩裂缝的控制，采取的措施主要有：
　　（1）选择合适的水泥种类，比如粉煤灰水泥，对混凝土的干燥程度影响极小。
　　（2）控制水泥的使用量。泵水泥用量越大，混凝土的干燥程度就越大，容易产生干缩裂缝。
　　（3）添加化学试剂来减缓混凝土的干燥速度。
　　（4）在混凝土凝结之前选择正确的养护时间和方法，可以有效减少因干燥收缩而产生的裂缝。
　　3.2.3 沉陷裂缝。
　　3.2.3.1 沉降裂缝是一种早期裂缝。常出现在用泵送混凝土浇筑的钢筋混凝土结构中，墙、板等表面结构中居多。混凝土在凝结之前没有压实，导致流动性不足，同时又受到钢筋、模板抑制及模板移动、基础沉陷，从而形成了裂缝。 　　3.2.3.2 对于这种沉陷裂缝，主要的措施有：
　　（1）混凝土浇筑时要防止地基被水浸泡，而引起不均匀沉降。
　　（2）使用强度、刚度好的模板，并严格控制模板的拆除时间及顺序。
　　（3）模板安装于冻土之上时要事先采取预防措施。
　　3.2.4 化学反应引起的裂缝。
　　3.2.4.1 主要指碱骨料反应引起的裂缝。拌合混凝土后产生的碱性离子与骨料中的活性离子发生化学反应，吸收了大量的水分而导致体积膨胀，形成开裂。
　　3.2.4.2 针对这种化学反应引起的裂缝，主要防治措施有：
　　（1）选用碱活性较小的砂石骨料。
　　（2）水泥的碱性要低，添加剂要低碱或无碱。
　　（3）使用合适的掺和料来抑制碱骨料反应。
　　4. 泵送混凝土技术的发展趋势
　　随着科学技术的不断进步，对于泵送混凝土施工技术的应用也有了更近一步的要求：
　　（1）进一步发展高泵程泵送混凝土，进一步改进混凝土级配设计，改进粉煤灰和化学外加剂技术，开发矿渣微粉混凝土优
　　选拌制，改进布管技术和操作工艺，进一步研究开发高泵程泵送混凝土综台技术。
　　（2）进一步研究发展高性能混凝土，要开发高性能轻质骨料预拌混凝土，大流动度超高强混凝土和绿色高性能混凝土等。
　　（3）研究开发特种混凝土，如：纤维预拌混凝土，海水淡化拌制混凝土等，以适应高速公路，探水港和跨海桥梁建设的需要。
　　（4）研究开发海上泵送混凝土船作业技术，海上架设泵管技术。
　　随着社会的不断发展，无论是原材料、施工现场环境、生产运输、施工技术和质量控制等方面都在深刻地发生变化。泵送混凝土虽然得到了广泛的应用，但是还要结合施工现场的实际，采用适合的方法，提高其技術水平，才能确保施工工程质量。从每个环节入手，消除潜在的危害，确保工程保质保量地完成。
　　参考文献
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　　[2] 陈文龙.混凝土泵和泵送技术的发展及其应用[J]. 建材与装饰.
　　[3] 李伟忠.对建筑工程泵送混凝土施工技术的探讨[J]. 建筑工程.
　　[4] 胡云亮，闻卫东.混凝土泵送施工技术的探究[J]. 城市建筑.
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