泵送溷凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)例

1、目 錄一、概述2二、泵送混凝土對(duì)原材料的要求2三、泵送混凝土對(duì)配合比設(shè)計(jì)的要求4三、泵送混凝土阻力分析與降低阻力，提高泵送效率的措施7四、泵送混凝土配合比實(shí)例10五、結(jié)論19六、施工中注意的問題20七、附錄A22八、附錄B23一、概述隨著外加劑應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了混凝土新工藝的不斷進(jìn)步?；炷林袚郊舆m量的外加劑和摻和料可制備自密實(shí)、大流動(dòng)性混凝土，施工中可采用泵送澆注新工藝，施工效率大大提高。它適用于鋼筋或鋼筋束密集的構(gòu)件或部位，以及斷面窄小，振搗器不易到達(dá)的部位；要求灌注迅速的混凝土。為了滿足混凝土的可泵性的要求，我們嚴(yán)格控制原材料試驗(yàn)，并作好泵送混凝土配合比的設(shè)計(jì)工作。用混凝土泵沿管道輸

2、送和澆注混凝土拌和物，稱泵送混凝土。由于施工工藝的變化，所采用的施工設(shè)備和混凝土配合比與用普通方法施工的混凝土有所不同。兩者不同之點(diǎn)在于普通混凝土是根據(jù)所需的強(qiáng)度進(jìn)行配置的。泵送混凝土除了根據(jù)所需強(qiáng)度外，還需要根據(jù)泵送工藝所需的流動(dòng)性、不離析、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、泵送混凝土對(duì)原材料的要求1. 拌制泵送混凝土應(yīng)選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥，不宜采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。因?yàn)榛鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥需水量大，易泌水。所用的水泥應(yīng)符合下列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：（1）硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥GB175-1999（2）礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅

3、酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥GB1344-19992. 粗骨料應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法的規(guī)定。粗骨料應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配，針片狀顆粒含量不宜大于10%。當(dāng)針片狀顆粒含量多和石子級(jí)配不好時(shí)，輸送管道彎頭處的管壁往往易磨損或泵裂，還易造成輸送管堵塞。 粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比宜符合表1的規(guī)定。表1 粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比石子品種泵送高度（m）粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比碎石501：3.0501001：4.01001：5.0卵石501：2.5501001：3.01001：4.0控制粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比，主要是防止混凝土泵送時(shí)管道堵塞。粗骨料的最佳級(jí)配，可按

4、附錄中圖A-1圖A-4選用。3. 細(xì)骨料應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法的規(guī)定。細(xì)骨料宜采用中砂，通過0.315mm篩孔的砂，不應(yīng)少于15%。細(xì)骨料最佳級(jí)配可按附錄A中圖A-5選用。4. 拌制泵送混凝土所用的水，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土拌合用水的規(guī)定。5. 泵送混凝土應(yīng)摻用泵送劑或減水劑，泵送混凝土摻用的外加劑，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土外加劑、混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范、混凝土泵送劑和預(yù)拌混凝土的有關(guān)規(guī)定。6. 泵送混凝土宜摻用適量的粉煤灰或其他活性摻和料。當(dāng)摻用粉煤灰時(shí)，其質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)用于水泥和混凝土中的粉煤灰、粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程和預(yù)拌混凝土的有關(guān)規(guī)

5、定。粉煤灰的摻入能減少混凝土對(duì)管壁的摩擦阻力，改善其可泵性，同時(shí)還可節(jié)約水泥，這在不少工程中已經(jīng)證實(shí)，但摻用的粉煤灰應(yīng)符合、級(jí)的要求，質(zhì)量差的粉煤灰摻入后會(huì)使混凝土用水量增加，對(duì)強(qiáng)度和耐久性都不利。三、泵送混凝土對(duì)配合比設(shè)計(jì)的要求1. 泵送混凝土配合比，除必須滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和耐久性的要求外，尚應(yīng)使混凝土滿足可泵性要求。在泵壓作用下，混凝土拌合物通過管道輸送，這是泵送混凝土的顯著特點(diǎn)。理論和實(shí)踐證明：可泵性差的混凝土是難以泵送的。因此泵送混凝土應(yīng)滿足可泵性要求，這是與普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要不同之處。2. 泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工

6、及驗(yàn)收規(guī)范、混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)拌混凝土等有關(guān)規(guī)定。并應(yīng)根據(jù)混凝土原材料、混凝土運(yùn)輸距離、混凝土泵與混凝土輸送管徑、泵送距離、氣溫等具體施工條件試配。必要時(shí)，應(yīng)通過試泵送確定泵送混凝土配合比。3. 混凝土的可泵性，可用壓力泌水試驗(yàn)結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制。一般10S時(shí)的相對(duì)壓力泌水率S10不宜超過40%。4. 泵送混凝土的坍落度，可按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定選用。對(duì)不同泵送高度，入泵時(shí)混凝土的坍落度，可按表2選用?；炷两?jīng)時(shí)坍落度損失值，可按表3確定。表2 不同泵送高度入泵時(shí)混凝土坍落度選用值泵送高度（m）30以下306060100100以上坍落度（mm）1001401

7、40160160180180200 一般施工單位多要求坍落度為 160180mm的混凝土，外加劑適應(yīng)性 好是保證坍落度損失小、和易性好、不泌水不離析的重要條件。表3 混凝土經(jīng)時(shí)坍落度損失值大氣溫度（）102020303035混凝土經(jīng)時(shí)坍落度損失值（摻粉煤灰和木鈣，經(jīng)時(shí)1h）(mm)52525353550注：摻粉煤灰與其他外加劑時(shí)，坍落度經(jīng)時(shí)損失值可根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)確定。無施工經(jīng)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)確定。泵送混凝土試配時(shí)要求的坍落度值應(yīng)按下式計(jì)算：Tt=Tp+T式中Tt試配時(shí)要求的坍落度值 Tp入泵時(shí)要求的坍落度值 T試驗(yàn)測(cè)得在預(yù)計(jì)時(shí)間內(nèi)的坍落度經(jīng)時(shí)損失值5泵送混凝土的水灰比宜為0.40.6。當(dāng)水灰比小

8、于0.4時(shí)混凝土流動(dòng)阻力急劇上升，泵送極為困難，水灰比大于0.6時(shí)，混凝土易離析可泵性差。6泵送混凝土的砂率宜為38%45%。7泵送混凝土的最小水泥用量宜為300Kg/m3。水泥用量（含礦物摻合料）不宜過小，否則含漿量不足，即使在同樣坍落度情況下，混凝土顯得干澀，不利于泵送。8泵送混凝土應(yīng)摻加適量適應(yīng)性好的外加劑，并應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土泵送劑的規(guī)定。 無論何種外加劑，對(duì)水泥都有一個(gè)適宜性問題。原材料改變、試驗(yàn)條件不同，都會(huì)影響外加劑的摻量。因此外加劑的品種和摻量宜由試驗(yàn)確定，不得任意使用，以免影響混凝土質(zhì)量。9摻用引氣劑型外加劑的泵送混凝土的含氣量不宜大于4%。泵送混凝土中適當(dāng)?shù)暮瑲饬靠善?/p>

9、到潤(rùn)滑的作用，對(duì)提高混凝土的和易性和可泵性有利，但含氣量過大，在泵送時(shí)這些空氣在混凝土中形成無數(shù)細(xì)小的可壓縮體，吸收泵壓達(dá)到高峰階段的能量，降低泵送效率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起堵泵，還會(huì)引起混凝土強(qiáng)度就下降。一般情況下，含氣量提高1%，混凝土強(qiáng)度下降約6%，故對(duì)含氣量應(yīng)加以限制。10摻粉煤灰的泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)，必須經(jīng)過試配確定，并應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程、混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程、普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程等有關(guān)規(guī)定。因?yàn)榉勖夯业馁|(zhì)量對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響很大。我國(guó)目前因受分選技術(shù)條件的限制，一般原狀粉煤灰的品質(zhì)參數(shù)不穩(wěn)定，不能滿足結(jié)構(gòu)混凝土的要求，故需磨細(xì)并應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要

10、求。粉煤灰在泵送混凝土中的應(yīng)用離不開“雙摻技術(shù)”。粉煤灰與外加劑應(yīng)相適應(yīng)，且同時(shí)摻用均應(yīng)達(dá)到預(yù)期效果。故摻粉煤灰時(shí)，外加劑的選用務(wù)必先通過試驗(yàn)。粉煤灰對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度、抗凍性及鋼筋的防銹存在微小不利影響，故應(yīng)通過試驗(yàn)嚴(yán)格控制粉煤灰的最大摻量，合理確定粉煤灰摻量，限制其不利影響。粉煤灰的最佳摻量應(yīng)根據(jù)所用水泥的品種、不同的工程對(duì)象、施工工藝通過試驗(yàn)確定。三、泵送混凝土阻力分析與降低阻力，提高泵送效率的措施1. 混凝土在輸送管中的運(yùn)動(dòng)和受力情況，如圖附錄B所示： 泵活塞傳來的推力fT 混凝土與管壁的摩擦阻力fM 混凝土的重力fW 混凝土中砂、石、水泥漿的內(nèi)摩擦阻力fN 混凝土氣泡等在管內(nèi)受壓力作

11、用的變形NN 混凝土在泵推力作用下變?yōu)榱鲃?dòng)動(dòng)能ND2. 對(duì)混凝土在管中受力與運(yùn)動(dòng)情況分析 為防止石子在管內(nèi)形成堵塞，石子最大粒徑必須滿足表1的要求。 泵送混凝土坍落度在140-200mm時(shí)，入泵時(shí)坍落度最佳值應(yīng)為160mm?；炷林袘?yīng)有一定粘度的水泥漿，一般要求每M3混凝土的水泥漿量為300-350L。 摻加粉煤灰的作用為了節(jié)約水泥，改善和易性。其它礦物摻合料如磨細(xì)渣或沸石也是很好的活性摻合料。除了節(jié)約水泥外，其作用一是保證有足夠的漿體量，二是粉煤灰顆粒多為圓球顆粒，使?jié){體有一定的稠度，又起到滾珠的作用。它可減小混凝土與管壁的摩擦阻力，也降低混凝土內(nèi)部各種顆粒之間的內(nèi)摩擦阻力，以使混凝土在泵活

12、塞推力作用下，各種顆粒保持相對(duì)位置變化不大的情況向前運(yùn)動(dòng)。即 使消耗在摩擦阻力內(nèi)能方面的能量減小到最低。三是粉煤灰能減低混凝土的泌水率，這是保證混凝土不離析和可泵性好的必要措施。要使混凝土不泌水不離析，還要求石子級(jí)配應(yīng)為連續(xù)級(jí)配，砂率為最佳的砂率，外加劑的適應(yīng)性好等。 外加劑的作用1 高效減水的作用 優(yōu)質(zhì)的泵送劑或流化劑對(duì)降低水灰比，減小顆粒粒子間摩擦阻力，降低混凝土與管壁的摩擦阻力是很有效的。因?yàn)檫@類外加劑中最有效的成分如萘磺酸鹽甲醛縮合物（高效減水劑）與各種無機(jī)固體粒子發(fā)生吸附作用，將大分子聚合物吸附在固體粒子周圍，形成切動(dòng)滑移面。由于聚合物與水溶液的極性不同，相互排斥，切動(dòng)面很易滑動(dòng)，并

13、阻止固體粒子對(duì)水溶液的吸附作用，使水不能進(jìn)入固定吸附層，而留在與固定表面距離較遠(yuǎn)的地方，從而增大了混凝土的流動(dòng)性，降低了摩擦阻力。木質(zhì)磺酸鈣減水效果較差，屬普通減水劑。芳香族氨基磺酸減水劑，三聚 氰胺磺酸鈉甲醛縮合物，聚羧酸類減水劑和萘系減水劑屬高效減水劑。 緩凝的作用泵送劑或流化劑中還含有一定量的緩凝劑，以保證在運(yùn)輸泵送混凝土的過程中保持一定的流動(dòng)性，不會(huì)因溫度提高，時(shí)間延長(zhǎng)，而使水泥過早生成絮凝結(jié)構(gòu)，凝結(jié)而增加阻力，堵塞管道。改善和易性的作用 混凝土泌水是破壞混凝土均勻的表現(xiàn)，也是離析的開始。對(duì)泵送混凝土，泌水更是大忌。因?yàn)榛炷猎诒盟凸艿乐惺艿胶艽髩毫Γ趬毫ψ饔孟旅谒x析會(huì)更為嚴(yán)重，水

14、易從接縫漏出，混凝土一旦發(fā)生較明顯的泌水離析，就會(huì)使混凝土在泵送中阻力急劇增大，所以必須保證混凝土壓力泌水率要很小。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，摻入的粉煤灰以I級(jí)粉煤灰為好，它質(zhì)輕，顆粒為圓球形，需水量比較小，不宜采用需水量大、易泌水的火山灰硅酸鹽水泥。這些都是避免泌水的重要措施。引氣劑會(huì)使混凝土產(chǎn)生微小氣泡，在壓力作用下，氣泡很易變形，而降低泵送推力和輸送效率。但適當(dāng)引氣對(duì)減小泌水是很有效的。同時(shí)為了提高混凝土耐久性也必要加入引氣劑。當(dāng)混凝土含氣量不超過4%時(shí)，引入微小的氣泡，如同可變形的小滾珠，象潤(rùn)滑油一樣，對(duì)降低泵送阻力，有較大貢獻(xiàn)。

15、所以適當(dāng)引氣利大于弊，其弊端是很小的。在泵送劑或流化劑中還摻有一定的能增加水的粘度的物質(zhì)，叫保水劑，它能有效減少混凝土的泌水，所以泵送劑或流化劑中必須加有這種化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)高效減水劑摻量較大時(shí)，混凝土很易泌水離析抓底。加入這種物質(zhì)，能使高效減水劑吸附作用釋放出的大量水用于增加顆粒切動(dòng)層的厚度和存于顆粒之間的間隙增大顆粒間距，從而使混凝土的和易性更好，使摩擦阻力降低更多，得到非常好的泵送混凝土。綜上所述，我們 首先考慮到石子最大粒徑，其次選擇優(yōu)質(zhì)泵送劑或流化劑，第三，摻入I級(jí)粉煤灰作為摻合料和設(shè)計(jì)出和易性好的混凝土配合比，水泥漿量為300-350L/ M3混凝土，使壓力泌水率比不大于95%，就會(huì)制

16、備出令人滿意的泵送混凝土。四、泵送混凝土配合比實(shí)例原材料的準(zhǔn)備 水泥：水泥為唐山冀東盾石P.O 42.5R的水泥，依據(jù)GB175-1999標(biāo)準(zhǔn)，符合P.O 42.5R水泥要求，28天抗壓強(qiáng)度為50.0Mpa。 砂砂是二區(qū)中砂，通過0.315mm篩孔的砂為18%，大于15%。 石石子是潮白河碎石，為525的連續(xù)級(jí)配，針片狀含量為5.8%,小于10%。它的級(jí)配如圖所示，在適宜泵送區(qū)之內(nèi)。 摻合料粉煤灰用的是I級(jí)粉煤灰，各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB1596-91標(biāo)準(zhǔn)。 外加劑外加劑采用FS-G-III高效減水泵送劑，它屬改性萘系高性能減水劑，其特點(diǎn)是高效減水、緩凝、降低水化熱，適用于泵送混凝土。它的減水率可達(dá)

17、1225%，屬低堿型高效減水劑，對(duì)鋼筋無銹蝕，壓力泌水率比為28%，符合要求。混凝土配合比設(shè)計(jì) 配合比設(shè)計(jì)要求工程名稱及部位：北工大綜合樓六層頂板、梁、樓梯 強(qiáng)度等級(jí)：C35 坍落度： 160180mm 其他要求：現(xiàn)場(chǎng)攪拌泵送 原材料：P.O 42.5R,唐山冀東盾石；密云中砂，細(xì)度模數(shù)2.5；潮白河碎石525連續(xù)級(jí)配，最大粒徑25mm；FS-G-III泵送劑，摻量C1%，減水率20%；粉煤灰I級(jí)。溫度17，密實(shí)度筒1.5Kg。配合比計(jì)算基準(zhǔn)配合比試配強(qiáng)度fcu,0fcu,k+1.645 取5 fcu,035+1.6455=43.2 試配強(qiáng)度取43MPa水灰比的計(jì)算 = = = 0.50根據(jù)石

18、子最大粒徑及混凝土坍落度選用用水量mw0為235L 摻泵送劑(摻量為C1%減水率為20%)混凝土用水量： mwa = mw0(1) = 235（120%） = 188L取用水量190L。根據(jù)石子最大粒徑與水灰比及砂的細(xì)度模數(shù)選用砂率為40%每立方米混凝土的水泥用量mc0 mco = = = 380 Kg/M3水泥漿的體積 VP = +W0 = +190 = 313 L砂和石料的總體積 VA = 1000（1a） VP = 1000（12%）313 = 667 L砂的重量 S0 = VA*QS*S = 66740%2.6 = 694 Kg/M3石的重量 G0 = VA*（1QS）*g =667(

19、140%) 2.7 = 1081 Kg/M3摻加粉煤灰與泵送劑的泵送混凝土粉煤灰取代水泥量15%,粉煤灰的超量系數(shù)取1.2 F = mco* f (%) = 380 15% = 57 Kg/M3粉煤灰的總摻量 Ft =K*F = 1.257 = 68 Kg/M3粉煤灰超量部分摻量 Fe = (K1)*F =（1.21）57 = 11 Kg/M3水泥的重量 mc = mcoF = 38057 = 323 Kg/M3粉煤灰超量取代后砂的重量 Se = S0 *s = 734 *2.6 = 721 Kg/M3試配 石子最大粒徑25mm，砂含水率5%，試配每盤用量15L，如下表： WCSGFS-G-I

20、II（C1%）FA每M319032372110813.868每盤2.84.810.816.20.0571.020調(diào)整2.34.811.316.20.0571.020 經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得坍落度為190mm。經(jīng)過1h塌落度為165mm.，混凝土拌合物和易性好，無泌水，無離析。配合比調(diào)整 密度計(jì)算：測(cè)得密實(shí)的混凝土和筒總質(zhì)量為13.30Kg,筒的質(zhì)量 為1.5Kg，筒的容積為5L，則混凝土的密度實(shí)測(cè)值為： = 2360 Kg/M3 計(jì)算值為2387Kg/M3。故得校正系數(shù)=2360/2387=0.99，不用調(diào)整。 按普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程確定混凝土的配合比為： 水灰比0.50，水膠比0.49，砂率為40%

21、 重量比為水：水泥：砂：石：FS-G-III泵送劑：粉煤灰 =0.59：1：2.23：3.35：0.01：0.21。試配強(qiáng)度3天強(qiáng)度： 28.8Mpa7天強(qiáng)度：36.9Mpa28天強(qiáng)度：43.9Mpa28天強(qiáng)度滿足試配強(qiáng)度。五、結(jié)論我們按照規(guī)范、規(guī)程的要求，嚴(yán)格選擇控制原材料的品種、質(zhì)量。特別是石子的最大粒徑為25mm；水泥為P.O 42.5R；粉煤灰為I級(jí)灰，并采用超量取代，保證了混凝土不出現(xiàn)泌水、離析。以上這些使混凝土拌合物的和易性和可泵性良好。2我們對(duì)FS-G-III高效減水泵送劑進(jìn)行了復(fù)試，其壓力泌水率比為28%，遠(yuǎn)小于一等品規(guī)定的小于等于90%的指標(biāo)。試配中觀察到混凝土沒有出現(xiàn)泌水、離析的現(xiàn)象，和易性很好， 這是因?yàn)槲覀冎剡x好了泵送劑，并用超量取代法摻加粉煤灰，大大減少了出現(xiàn)泌水的可能性。減少泌水是保證可泵性好的重要措施。3FS-G-III高效減水泵送劑為非引氣型泵送劑，所以沒有測(cè)定含氣量，如果是引氣型泵送劑，應(yīng)測(cè)定混凝土的含氣量，同時(shí)采用較高強(qiáng)度等級(jí)的水泥保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求。4設(shè)計(jì)配制的混凝土中，由于采用超量取代法，一部分粉煤灰取代了與其等質(zhì)量的砂，使得水泥漿體總量（或稱膠凝材料漿體，包括水泥和粉煤灰，含氣量）由313L增加到339L。水泥漿體總量應(yīng)為300350L，在這個(gè)范圍內(nèi)，