泵送混凝土配合比设计实例

1目录一、概述......................................................................................................2二、泵送混凝土对原材料的要求.............................................................2三、泵送混凝土对配合比设计的要求.....................................................4三、泵送混凝土阻力分析与降低阻力，提高泵送效率的措施.............7四、泵送混凝土配合比实例....................................................................10五、结论....................................................................................................19六、施工中注意的问题............................................................................20七、附录A................................................................................................22八、附录B................................................................................................232一、概述随着外加剂应用技术的发展，推动了混凝土新工艺的不断进步。混凝土中掺加适量的外加剂和掺和料可制备自密实、大流动性混凝土，施工中可采用泵送浇注新工艺，施工效率大大提高。它适用于钢筋或钢筋束密集的构件或部位，以及断面窄小，振捣器不易到达的部位；要求灌注迅速的混凝土。为了满足混凝土的可泵性的要求，我们严格控制原材料试验，并作好泵送混凝土配合比的设计工作。用混凝土泵沿管道输送和浇注混凝土拌和物，称泵送混凝土。由于施工工艺的变化，所采用的施工设备和混凝土配合比与用普通方法施工的混凝土有所不同。两者不同之点在于普通混凝土是根据所需的强度进行配置的。泵送混凝土除了根据所需强度外，还需要根据泵送工艺所需的流动性、不离析、不泌水等要求。因此，在原材料、配合比和施工方面有其特殊性。二、泵送混凝土对原材料的要求1.拌制泵送混凝土应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。因为火山灰质硅酸盐水泥需水量大，易泌水。所用的水泥应符合下列国家标准：（1）《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999（2）《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥》GB1344-199932.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。粗骨料应采用连续级配，针片状颗粒含量不宜大于10%。当针片状颗粒含量多和石子级配不好时，输送管道弯头处的管壁往往易磨损或泵裂，还易造成输送管堵塞。粗骨料最大粒径与输送管径之比宜符合表1的规定。表1粗骨料最大粒径与输送管径之比石子品种泵送高度（m）粗骨料最大粒径与输送管径之比碎石＜50≤1：3.050~100≤1：4.0＞100≤1：5.0卵石＜50≤1：2.550~100≤1：3.0＞100≤1：4.0控制粗骨料最大粒径与输送管径之比，主要是防止混凝土泵送时管道堵塞。粗骨料的最佳级配，可按附录中图A-1~图A-4选用。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0.315mm筛孔的砂，不应少于15%。细骨料最佳级配可按附录A中图A-5选用。4.拌制泵送混凝土所用的水，应符合国家现行标准《混凝土拌合用水》的规定。5.泵送混凝土应掺用泵送剂或减水剂，泵送混凝土掺用的外加剂，应符合国家现行标准《混凝土外加剂》、《混凝土外加剂应用技术规范》、《混凝土泵送剂》和《预拌混凝土》的有关规定。46.泵送混凝土宜掺用适量的粉煤灰或其他活性掺和料。当掺用粉煤灰时，其质量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》和《预拌混凝土》的有关规定。粉煤灰的掺入能减少混凝土对管壁的摩擦阻力，改善其可泵性，同时还可节约水泥，这在不少工程中已经证实，但掺用的粉煤灰应符合Ⅰ、Ⅱ级的要求，质量差的粉煤灰掺入后会使混凝土用水量增加，对强度和耐久性都不利。三、泵送混凝土对配合比设计的要求1.泵送混凝土配合比，除必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外，尚应使混凝土满足可泵性要求。在泵压作用下，混凝土拌合物通过管道输送，这是泵送混凝土的显著特点。理论和实践证明：可泵性差的混凝土是难以泵送的。因此泵送混凝土应满足可泵性要求，这是与普通混凝土配合比设计的主要不同之处。2.泵送混凝土配合比设计，应符合国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》、《混凝土结构工程施工及验收规范》、《混凝土强度检验评定标准》和《预拌混凝土》等有关规定。并应根据混凝土原材料、混凝土运输距离、混凝土泵与混凝土输送管径、泵送距离、气温等具体施工条件试配。必要时，应通过试泵送确定泵送混凝土配合比。3.混凝土的可泵性，可用压力泌水试验结合施工经验进行控制。一般10S时的相对压力泌水率S10不宜超过40%。54.泵送混凝土的坍落度，可按国家现行标准《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定选用。对不同泵送高度，入泵时混凝土的坍落度，可按表2选用。混凝土经时坍落度损失值，可按表3确定。表2不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值泵送高度（m）30以下30~6060~100100以上坍落度（mm）100~140140~160160~180180~200一般施工单位多要求坍落度为160~180mm的混凝土，外加剂适应性好是保证坍落度损失小、和易性好、不泌水不离析的重要条件。表3混凝土经时坍落度损失值大气温度（℃）10~2020~3030~35混凝土经时坍落度损失值（掺粉煤灰和木钙，经时1h）(mm)5~2525~3535~50注：掺粉煤灰与其他外加剂时，坍落度经时损失值可根据施工经验确定。无施工经验时，应通过试验确定。泵送混凝土试配时要求的坍落度值应按下式计算：Tt=Tp+△T式中Tt——试配时要求的坍落度值Tp——入泵时要求的坍落度值△T——试验测得在预计时间内的坍落度经时损失值65．泵送混凝土的水灰比宜为0.4~0.6。当水灰比小于0.4时混凝土流动阻力急剧上升，泵送极为困难，水灰比大于0.6时，混凝土易离析可泵性差。6．泵送混凝土的砂率宜为38%~45%。7．泵送混凝土的最小水泥用量宜为300Kg/m3。水泥用量（含矿物掺合料）不宜过小，否则含浆量不足，即使在同样坍落度情况下，混凝土显得干涩，不利于泵送。8．泵送混凝土应掺加适量适应性好的外加剂，并应符合国家现行标准《混凝土泵送剂》的规定。无论何种外加剂，对水泥都有一个适宜性问题。原材料改变、试验条件不同，都会影响外加剂的掺量。因此外加剂的品种和掺量宜由试验确定，不得任意使用，以免影响混凝土质量。9．掺用引气剂型外加剂的泵送混凝土的含气量不宜大于4%。泵送混凝土中适当的含气量可起到润滑的作用，对提高混凝土的和易性和可泵性有利，但含气量过大，在泵送时这些空气在混凝土中形成无数细小的可压缩体，吸收泵压达到高峰阶段的能量，降低泵送效率，严重时会引起堵泵，还会引起混凝土强度就下降。一般情况下，含气量提高1%，混凝土强度下降约6%，故对含气量应加以限制。10．掺粉煤灰的泵送混凝土配合比设计，必须经过试配确定，并应符合国家现行标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》、《混凝土外加剂应用技术规程》、《普通混凝土配合比设计规程》等有关规定。因为⑴粉煤灰的质量对混凝土的强度影响很大。我国目前因受分选技术条件的限制，一般原状粉煤灰的品质参数不稳定，不7能满足结构混凝土的要求，故需磨细并应符合相应标准的要求。⑵粉煤灰在泵送混凝土中的应用离不开“双掺技术”。粉煤灰与外加剂应相适应，且同时掺用均应达到预期效果。故掺粉煤灰时，外加剂的选用务必先通过试验。⑶粉煤灰对混凝土的早期强度、抗冻性及钢筋的防锈存在微小不利影响，故应通过试验严格控制粉煤灰的最大掺量，合理确定粉煤灰掺量，限制其不利影响。粉煤灰的最佳掺量应根据所用水泥的品种、不同的工程对象、施工工艺通过试验确定。三、泵送混凝土阻力分析与降低阻力，提高泵送效率的措施1.混凝土在输送管中的运动和受力情况，如图附录B所示：①泵活塞传来的推力fT②混凝土与管壁的摩擦阻力fM③混凝土的重力fWW④混凝土中砂、石、水泥浆的内摩擦阻力fN⑤混凝土气泡等在管内受压力作用的变形NN⑥混凝土在泵推力作用下变为流动动能ND2.对混凝土在管中受力与运动情况分析①为防止石子在管内形成堵塞，石子最大粒径必须满足表1的要求。②泵送混凝土坍落度在140-200mm时，入泵时坍落度最佳值应为160mm。混凝土中应有一定粘度的水泥浆，一般要求每M3混凝土的水泥浆量为300-350L。8③掺加粉煤灰的作用为了节约水泥，改善和易性。其它矿物掺合料如磨细渣或沸石也是很好的活性掺合料。除了节约水泥外，其作用一是保证有足够的浆体量，二是粉煤灰颗粒多为圆球颗粒，使浆体有一定的稠度，又起到滚珠的作用。它可减小混凝土与管壁的摩擦阻力，也降低混凝土内部各种颗粒之间的内摩擦阻力，以使混凝土在泵活塞推力作用下，各种颗粒保持相对位置变化不大的情况向前运动。即使消耗在摩擦阻力内能方面的能量减小到最低。三是粉煤灰能减低混凝土的泌水率，这是保证混凝土不离析和可泵性好的必要措施。要使混凝土不泌水不离析，还要求石子级配应为连续级配，砂率为最佳的砂率，外加剂的适应性好等。④外加剂的作用⑴高效减水的作用优质的泵送剂或流化剂对降低水灰比，减小颗粒粒子间摩擦阻力，降低混凝土与管壁的摩擦阻力是很有效的。因为这类外加剂中最有效的成分如萘磺酸盐甲醛缩合物（高效减水剂）与各种无机固体粒子发生吸附作用，将大分子聚合物吸附在固体粒子周围，形成切动滑移面。由于聚合物与水溶液的极性不同，相互排斥，切动面很易滑动，并阻止固体粒子对水溶液的吸附作用，使水不能进入固定吸附层，而留在与固定表面距离较远的地方，从而增大了混凝土的流动性，降低了摩擦阻力。木质磺酸钙减水效果较差，属普通减水剂。芳香族氨基磺酸减水剂，三聚氰胺磺酸钠甲醛缩合物，聚羧酸类减水剂和萘系减水剂属高效减水剂。⑵缓凝的作用9泵送剂或流化剂中还含有一定量的缓凝剂，以保证在运输泵送混凝土的过程中保持一定的流动性，不会因温度提高，时间延长，而使水泥过早生成絮凝结构，凝结而增加阻力，堵塞管道。⑶改善和易性的作用混凝土泌水是破坏混凝土均匀的表现，也是离析的开始。对泵送混凝土，泌水更是大忌。因为混凝土在泵送管道中受到很大压力，在压力作用下泌水离析会更为严重，水易从接缝漏出，混凝土一旦发生较明显的泌水离析，就会使混凝土在泵送中阻力急剧增大，所以必须保证混凝土压力泌水率要很小。所有能降低泌水率的措施都是必要使用的，如每M3混凝土的水泥用量不得小于300Kg，掺入的粉煤灰以I级粉煤灰为好，它质轻，颗粒为圆球形，需水量比较小，不宜采用需水量大、易泌水的火山灰硅酸盐水泥。这些都是避免泌水的重要措施。引气剂会使混凝土产生微小气泡，在压力作用下，气泡很易变形，而降低泵送推力和输送效率。但适当引气对减小泌水是很有效的。同时为了提高混凝土耐久性也必要加入引气剂。当混凝土含气量不超过4%时，引入微小的气泡，如同可变形的小滚珠，象润滑油一样，对降低泵送阻力，有较大贡献。所以适当引气利大于弊，其弊端是很小的。在泵送剂或流化剂中还掺有一定的能增加水的粘度的物质，叫保水剂，它能有效减少混凝土的泌水