超高泵送混凝土質(zhì)量通病原因及措施研究

李秀英

（西安思源學(xué)院， 陜西 西安 710038）

0 引言

伴隨著西安經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為體現(xiàn)城市的魅力，滿足人們對(duì)建筑活動(dòng)空間的需求，西安房地產(chǎn)市場(chǎng)約20年時(shí)間從多層、小高層、高層到開(kāi)啟超高層時(shí)代，當(dāng)下正是城市變遷越來(lái)越迅猛，房地產(chǎn)市場(chǎng)越來(lái)越興盛，人們也是越住越高，超高層建筑像雨后春筍一樣迅猛發(fā)展，大量的城市地標(biāo)性超高層建筑正在興建或規(guī)劃。截止目前，西安已封頂或在建及規(guī)劃超高層建筑如圖 1 和如圖2所示：

超高層建筑的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了超高泵送混凝土施工技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)，作為超高層建筑施工的核心技術(shù)之一，超高 泵送混凝土技術(shù)也越來(lái)越受到城市建設(shè)者的重視。超高層混凝土泵送技術(shù)是指利用混凝土輸送泵和管道將高強(qiáng)混凝土一泵送至施工要求高度（＞200m）。由于混凝土強(qiáng)度高泵送壓力高等問(wèn)題，易引發(fā)堵管、混凝土離析等施工通病，超高泵送混凝土施工質(zhì)量通病的多發(fā)，不利于創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)工程與保證施工質(zhì)量。本文結(jié)合西安綠地中心超高層建筑混凝土施工情況，結(jié)合實(shí)際堵管案例，分析堵管原因并提出解決措施，具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。

1 形成超高泵送混凝土質(zhì)量通?。ǘ鹿埽┑脑?/h2>

1.1 混凝土工作性不良原因

高強(qiáng)混凝土必須具有較大的黏度，使其在配比時(shí)其流動(dòng)性降低，超高層泵送混凝土一泵送至指定高度，很難滿足要求，從而導(dǎo)致堵管現(xiàn)象發(fā)生。反之，當(dāng)混凝土流動(dòng)性過(guò)大，黏性就降低，從而易發(fā)生離析現(xiàn)象，抗泌水能力就會(huì)下降，在泵壓作用下，會(huì)使骨料和砂漿脫落，導(dǎo)致潤(rùn)滑層較薄，摩擦阻力增大造成堵管現(xiàn)象。另外，現(xiàn)代工程施工一般采用都預(yù)拌混凝土，施工工期較普通工程長(zhǎng)，隨混凝土泵送的高度和季節(jié)的變化，混凝土工作性不穩(wěn)定，從而降低其坍落度值，從而導(dǎo)致混凝土堵管現(xiàn)象。

1.2 混凝土原材料的質(zhì)量及配合比原因

1）粗骨料的形狀和粒徑

混凝土中粗骨料的粒形影響配合混凝土的抗壓強(qiáng)度。粗骨料的粒形根據(jù)顆粒的長(zhǎng)度和厚度分為針狀和片狀兩種，針片狀顆粒對(duì)混凝土強(qiáng)度有一定的影響，規(guī)范規(guī)定一般在高強(qiáng)混凝土中不大于 15%，如果含量超過(guò)規(guī)定，骨料因混凝土的孔隙率增加，級(jí)配變差，從而泵送混凝土?xí)r粗骨料容易堆積發(fā)生堵管。

混凝土中粗骨料的粒徑變化對(duì)其坍落度影響不大，但會(huì)增大其離散性。試驗(yàn)表明當(dāng)粒徑為 15mm時(shí)，適當(dāng)調(diào)配減水劑的摻量、增加水泥漿的用量，可以提高混凝土的強(qiáng)度，但是如果大于40mm時(shí)，混凝土強(qiáng)度損失達(dá)15%以上，即使增加適量的外加劑也很難，彌補(bǔ)損失的強(qiáng)度。因此，在配置高強(qiáng)泵送混凝土?xí)r粒徑宜不超過(guò)30mm。

2）砂率

高強(qiáng)C60泵送混凝土砂率范圍一般是38-42%。砂率如果過(guò)大，混凝土黏聚性增加，流動(dòng)性降低，對(duì)于高強(qiáng)泵送混凝土，即使坍落度沒(méi)有明顯的影響，但會(huì)增大泵送阻力；如果砂率過(guò)小，混凝土強(qiáng)度雖然較大，但是流動(dòng)性差，骨料間的潤(rùn)滑性差，這樣在泵送壓力作用下，砂漿與粗骨料容易形成分離現(xiàn)象，從而造堵管。

3）摻合料

高強(qiáng)混凝土里面常摻有粉煤灰、礦粉來(lái)代替水泥的用量，其成本較低又不影響混凝土的強(qiáng)度，因此摻合料是配置高強(qiáng)混凝土中不可少的，但是在保證混凝土各種性能要求的前提下，所加入的摻合料不能超過(guò)規(guī)定比例。粉煤灰的增加會(huì)導(dǎo)致混凝土坍落度有升高趨勢(shì)，但是如果超過(guò) 15%，強(qiáng)度就會(huì)損失；礦粉雖然比粉煤灰好一點(diǎn)，但是摻和量不能超過(guò)25%，否則也會(huì)影響配比高強(qiáng)混凝土。

1.3 泵送管道的選用和布置

在超高層建筑中。若按計(jì)劃將混凝土輸送到指定高度和位置，離不開(kāi)混凝土泵送設(shè)備，因此，恰當(dāng)?shù)倪x用混凝土泵，是整個(gè)超高層施工中不可缺少的一部分。

混凝土泵送機(jī)，首先是發(fā)動(dòng)機(jī)的選用，其功率要滿足混凝土泵額定功率。第二，混凝土輸送管選型。輸送管的種類有直管、錐形管和彎管、軟管等，管道布置要遵循最短距離、最少?gòu)澒?、最大彎頭、零點(diǎn)原則、異形管分散、提前布置等原則?；炷凛斔凸艿囊?guī)格選擇應(yīng)綜合考慮粗骨料的最大粒徑、混凝土的輸出量和輸送距離以及拌合物的工作性能等方面，而且還應(yīng)符合《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》對(duì)混凝土輸送管的規(guī)定。

1.4 施工方法不當(dāng)

超高泵送混凝土是一個(gè)各個(gè)環(huán)節(jié)緊密連接、環(huán)環(huán)相扣，非常復(fù)雜的施工工程，要保證泵送順利進(jìn)行，就得明確控制施工要點(diǎn)。因此要進(jìn)行泵送混凝土之前是否做好以下幾點(diǎn)施工方案：1）加強(qiáng)泵送組織管理、完善制定各個(gè)崗位人員的工作責(zé)任制，減少由于人為操作或管理不善而造成泵送混凝土工程失敗；2）泵送混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，是否進(jìn)行了良好的試驗(yàn)檢查；泵送的速度是否過(guò)快，油溫升高時(shí)壓力是否穩(wěn)定，混凝土泵送是否連續(xù)進(jìn)行；混凝土由運(yùn)輸車輸送之前是否在車內(nèi)反向高速旋轉(zhuǎn)攪拌；是否因供應(yīng)問(wèn)題造成混凝土凝固，導(dǎo)致堵管現(xiàn)象。

2 采取應(yīng)對(duì)措施

2.1 對(duì)于原材料選用出現(xiàn)的問(wèn)題

高強(qiáng)混凝土原材料選用不當(dāng)引起混凝土泵送管堵塞，是混凝土工程中最基本的問(wèn)題。首先要加強(qiáng)與材料供應(yīng)商協(xié)調(diào)，加強(qiáng)攪拌站內(nèi)材料員與質(zhì)檢員的崗位職責(zé)，進(jìn)貨時(shí)必須嚴(yán)格驗(yàn)收，但凡有不滿足質(zhì)量要求的一律拒收，水泥出廠進(jìn)場(chǎng)必須檢驗(yàn)水泥的五大技術(shù)性質(zhì)，摻合料先進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收后充料，如有任何異常及時(shí)調(diào)整，保證原材料的質(zhì)量。

2.2 加強(qiáng)高強(qiáng)混凝土配合比精準(zhǔn)度

西安·綠地中心超高強(qiáng)C60混凝土是鋼管內(nèi)澆筑混凝土，內(nèi)部不易振搗，所以采用自密實(shí)的方法。由于混凝土強(qiáng)度過(guò)高，水灰比小，膠凝材料用量大導(dǎo)致黏性大，不利于泵送，從而在本工程中摻入了硅灰，有利于C60自密實(shí)的混凝土，但是顯著降低C60混凝土的黏度。因此只有通過(guò)優(yōu)化混凝土配合比，優(yōu)選粗骨料級(jí)配，在保證混凝土達(dá)到自密實(shí)效果基礎(chǔ)上，盡可能不影響C60的強(qiáng)度；也可以摻入石墨或沸石粉摻合料，降低成本，同時(shí)能達(dá)到自密實(shí)高強(qiáng)混凝土。

2.3 正確的布置甭管且及時(shí)清理甭管

在安裝與設(shè)計(jì)管道時(shí)，應(yīng)盡可能避免90度和S形彎管，常見(jiàn)的幾種管道的布置如下圖所示；

圖1 水平直管固定方式

圖2 水平彎管固定方式

圖3 水平轉(zhuǎn)垂直處的彎管固定

圖4 混凝土輸送管豎直管固定方式

在使用之前對(duì)泵管道用氣洗法或水洗法（超高壓水洗），清洗泵送輸送管。

2.4 在施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)

1）進(jìn)行泵機(jī)泵送的混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)合格后方可進(jìn)行；

2）要控制好泵送的速度，不得使甭管劇烈晃動(dòng)，否則停止進(jìn)行泵送；

3）泵送混凝土運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，要連續(xù)且保證泵送時(shí)良好的和易性，若出現(xiàn)供應(yīng)中斷，必須在15分鐘內(nèi)進(jìn)行正反泵的操作，以免造成管內(nèi)混凝土凝固堵管。

3 結(jié)論

超高泵送混凝土的施工是一項(xiàng)龐大的復(fù)雜的工程，要想成功的將混凝土一泵送到指定高度，且確保泵送混凝土的工程質(zhì)量、產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效益，就要嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，配比最優(yōu)配合比，摻入高效低成本的摻合料，加強(qiáng)施工管理等問(wèn)題。

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