提高熱帶地區(qū)機制砂混凝土泵送性能

黃棗

（中交第三航務工程局有限公司南京分公司，南京210011）

1 項目概述

本項目為位于環(huán)加勒比海地區(qū)洪都拉斯東海岸的科爾斯特港的OPC集裝箱碼頭工程。科爾特斯港是該國最大港口，項目建成后，將極大地促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。

碼頭全長350m，寬41m，共計47個排架，現(xiàn)澆軌道梁700m；南引橋?qū)?6m，長75m，共計6個排架；北引橋?qū)?0m，長40m，共計5個排架。

該工程除預制板外均采用泵送混凝土工藝，泵送混凝土約占總方量的85%。混凝土由當?shù)刈畲蠼ㄖ藾URACRETO（都日格瑞道）供應。由于地材限制，混凝土配合比采用機制砂混凝土，加之洪都拉斯地處熱帶地區(qū)，如何提高熱帶地區(qū)機制砂混凝土的泵送性能對于本項目至關(guān)重要。

2 項目狀況

2.1 熱帶地區(qū)

項目所在地洪都拉斯科爾特斯港，屬熱帶雨林氣候，盛行西北風。年平均氣溫約31℃。全年平均降雨量約2 000mm，雨量集中在夏季，常年有丘巴斯科雷雨。熱帶地區(qū)特有的高溫、多雨、大風等客觀因素，對混凝土施工造成了影響。

2.2 機制砂混凝土

洪都拉斯是一個多山的國家，缺乏天然河砂，配合比設計時采用機制砂。配合比為：水泥∶粗集料∶細集料∶水∶DX（美標D類普通減水劑）∶FXL（美標F類高效減水劑）∶616（防腐劑）=465.79kg∶851.05kg∶898.15kg∶177kg∶2.73L∶2.13L∶10kg=1∶1.827∶1.928∶0.38∶0.006∶0.005∶0.021【1】。水灰比0.38，砂率48.7%。

2.3 泵車等機械設備

泵車采用從國內(nèi)新購中聯(lián)重科90地泵。

2.4 機制砂混凝土泵送性能差

本工程首件26#橫梁于2017年9月28日澆筑完畢，9月30日拆除模板后發(fā)現(xiàn)橫梁外觀質(zhì)量差，冷縫明顯（見圖1）。

圖1 由于泵送停擱，混凝土表面出現(xiàn)冷縫

2.5 解決問題的緊迫性

2.5.1 質(zhì)量問題危害大

因泵送性能差，造成現(xiàn)場混凝土施工困難，極易出現(xiàn)質(zhì)量問題，甚者泵送中斷，引起質(zhì)量事故。

2.5.2 成本代價高

混凝土泵送性能差，對設備的損耗也加大，設備維護費用增大，對混凝土造成浪費，增加勞動力成本。

2.5.3 進度要求高

拖延施工時間，影響下道工序的正常開展，對節(jié)點目標有著重大影響。

2.5.4 合同約定

若節(jié)點工期延期，將面臨6.5萬美元/d的罰款。

2.5.5 社會效應

向業(yè)主和咨詢工程師證明施工能力和履約能力，營造二次經(jīng)營范圍。

3 原因調(diào)查與分析

3.1 熱帶地區(qū)

科爾特斯港常年高溫，白天期間紫外線特別強烈，曬在人身上有很強的灼燒感。澆筑混凝土時，表面水分散發(fā)很快，以至坍落度損失非常快，尤其在泵管中，混凝土溫度上升很快，一旦稍有停頓，混凝土凝固非常快，泵車泵送壓力陡增，如若處理不及時，堵管的概率非常高。

當?shù)氐那鸢退箍评子辏陝輧疵停炅枯^大，在施工過程中，只能采取避讓的方式，另選其他時間段澆筑。對于熱帶地區(qū)特有的高溫多雨季節(jié)，晴天避開中午高溫，雨季避開下雨，盡管也做了相應的夏季雨季措施，但還是以盡量避開不利天氣為最佳方案。

3.2 機制砂質(zhì)量

機制砂的供應商為洪都拉斯最大集料生產(chǎn)商AGRECASA（阿格日卡薩），該國缺乏優(yōu)質(zhì)天然中粗砂，只能使用機制砂，機制砂的棱角分明，拌和混凝土的流動性差，不利于機制砂混凝土的泵送，因此，需有效降低機制砂的棱角度，這是提高機制砂混凝土泵送性能的難點。另一方面，生產(chǎn)過程中機制砂質(zhì)量不穩(wěn)定，細度模數(shù)很難控制在一定的范圍內(nèi)，或粗或細，也給混凝土調(diào)節(jié)增加了很大的難度。經(jīng)過當?shù)貙＜易稍兗艾F(xiàn)場實際拌和，機制砂的細度模數(shù)控制在2.6～3.0，混凝土的和易性得到明顯改觀，流動性也得到了加強。

3.3 攪拌能力差

攪拌能力差的原因在于攪拌車和攪拌時間。混凝土攪拌所采用的攪拌車，區(qū)別于我國的強制式攪拌機，攪拌能力有限，混凝土攪不透，形成未攪開的混凝土塊團。加之該國機械化程度低，攪拌車的租金高，配備率有限，不能滿足現(xiàn)場的施工進度，經(jīng)常出現(xiàn)等待喂料的情況，攪拌時間很難得到保障，機制砂混凝土的泵送性能更差。經(jīng)過與混凝土供應商的積極協(xié)商，在調(diào)配攪拌性能好的攪拌車的基礎上，再增加2輛攪拌車，攪拌效果得到明顯好轉(zhuǎn)。

3.4 地泵泵送性能及泵管連接不合理

由于地泵是我國新購的地泵，剛開始時機械處于磨合期，泵送性能需要調(diào)節(jié)，如果泵送壓力過大，對地泵的損壞很大，一旦損壞，混凝土施工只能暫停。混凝土泵管連接的關(guān)鍵體現(xiàn)在彎頭及連接處，壓力過大的情況下，易出現(xiàn)爆管的情況。

3.5 原因統(tǒng)計及分析

經(jīng)統(tǒng)計信息，對收集的前10次澆筑數(shù)據(jù)進行分類、統(tǒng)計，整理見表1。

表1 施工及外觀質(zhì)量調(diào)查表

通過表1施工及外觀質(zhì)量調(diào)查表可以得出，混凝土泵送性能整體較差。

4 對策實施

4.1 加強組織技術(shù)交底和施工人員之間的溝通交流

現(xiàn)場質(zhì)量控制人員缺乏經(jīng)驗，施工人員缺乏質(zhì)量意識，思想意識停留在一般混凝土認識上，不能夠?qū)釒У貐^(qū)機制砂混凝土足夠重視。項目部組織研究，講解質(zhì)量控制要點和施工細節(jié)。組織所有參與混凝土施工的人員進行首件總結(jié)，制作PPT動畫演示，讓工人更加形象地了解施工細節(jié)處理措施。現(xiàn)場項目部和施工隊之間配備對講機，專門配置混凝土頻道，有問題及時溝通，及早解決。

通過組織技術(shù)總結(jié)、交底，管理人員和施工人員質(zhì)量意識明顯增強，現(xiàn)場質(zhì)量控制更加精細。

4.2 加強混凝土溫度控制及檢測

在施工過程中，通過采取冷卻機冷卻水和加冰等措施，嚴格控制混凝土的溫度在35℃以內(nèi)，并加強對混凝土的溫度檢測。

4.3 提高機制砂質(zhì)量穩(wěn)定性

組織混凝土供應商及集料供貨商在混凝土開工前就提高機制砂質(zhì)量穩(wěn)定性召開會議，在集料場的生產(chǎn)環(huán)節(jié)加強質(zhì)量控制，提高機制砂生產(chǎn)的穩(wěn)定性；在攪拌樓現(xiàn)場對進場材料加強抽樣檢測，并送專業(yè)檢測機構(gòu)進行檢測。

通過與混凝土供應商及集料供貨商的努力，機制砂的細度模數(shù)基本控制在2.6～3.0，各級配的波動范圍很小，為混凝土的泵送性能奠定了堅實的基礎。

4.4 優(yōu)化配合比設計

根據(jù)天氣、機制砂質(zhì)量的波動、地泵泵送壓力的大小和現(xiàn)場施工要求對混凝土配合比進行調(diào)整和優(yōu)化。根據(jù)施工時段的氣溫，相應調(diào)整加冰的數(shù)量，以控制混凝土溫度在規(guī)范范圍以內(nèi)；根據(jù)天氣是否有雨，控制混凝土的坍落度符合現(xiàn)場施工要求；根據(jù)機制砂的細度模數(shù)調(diào)整混凝土的砂率，保證混凝土的和易性。在長距離泵送過程中，本項目最長泵送距離近400m，由于泵管長及彎頭數(shù)量增多，地泵的泵送壓力大。調(diào)整配合比時從砂漿就已經(jīng)開始，由于需要更多水泥漿潤管，增加水泥漿數(shù)量，由1m3調(diào)整為2m3，或者增加砂漿的水泥用量，每1m3增加100kg水泥，提高水泥漿的數(shù)量。混凝土方面，除了調(diào)整砂率增加水泥用量外，加強混凝土攪拌車的攪拌能力，提高混凝土的均勻性也是很重要的。

通過現(xiàn)場的機制砂細度模數(shù)不斷地調(diào)整混凝土配合比，以適應現(xiàn)場狀況及混凝土泵送要求，再根據(jù)現(xiàn)場泵送壓力的大小對配合比進行微調(diào)，在此基礎上加強攪拌能力以及對攪拌時間的控制，混凝土攪拌均勻，混凝土的泵送性能達到最優(yōu)。

4.5 泵車及泵管連接

提高混凝土的泵送性能，地泵本身的機械性能是很關(guān)鍵的因素，本工程采用的是從國內(nèi)進口的中聯(lián)重科90地泵。在日常的保養(yǎng)過程中，除了正常的機械保養(yǎng)維護外，對輸送缸中的活塞環(huán)要重點檢查，這是影響泵送壓力的重要原因，如果損壞更換新的活塞環(huán)即可。定期檢查切割環(huán)與眼鏡板之間的間隙，一般情況下應≤2mm。

泵管聯(lián)結(jié)順暢，減小泵送阻力，這在施工過程中也是很重要的。布管不合理，增加泵管連接長度和彎頭數(shù)，都會增大泵送壓力。泵管未清理干凈，增大混凝土泵送過程中的泵送阻力，還會對海綿球造成損壞，導致在使用過程中海綿球處水泥漿流失。泵管接口處橡膠密封圈損壞或老化，以及泵管連接環(huán)清理不干凈也會造成水泥漿流失，帶來的后果就是混凝土的和易性變差，泵送壓力陡增。在清洗泵管時要特別注意彎頭和軟管的清洗，這是堵管的常見處之一。

泵車及泵管連接處于最佳狀態(tài)，減小了設備及設施過程中的故障率，也極大地減小了混凝土在泵送過程中的阻力，在提高本工程機制砂混凝土泵送性能過程中功不可沒。

5 結(jié)語

綜上所述，通過采取一系列方法，提高熱帶地區(qū)機制砂混凝土泵送性能，該工程質(zhì)量和進度得到保證，實現(xiàn)了既定目標，同時也提升了其他分項工程建設質(zhì)量水平，工期進度得到保證。本文為洪都拉斯項目在提高熱帶地區(qū)機制砂混凝土泵送性能中不斷摸索的一點經(jīng)驗，希望對環(huán)加勒比海地區(qū)的類似項目能有所幫助。