泵送混凝土技術發展綜述

張媛 趙鐵君 錢東來

【摘 要】隨著科學技術的迅速發展，人民生活水平不斷提高，建筑行業發展越來越快，泵送混凝土技術是一種伴隨著科學技術的進步而發展起來的先進混凝土施工技術，并扮演著一種重要的技術手段。本文綜述了泵送混凝土的發展歷史、技術要點、常見問題及防治措施和發展趨勢。

【關鍵詞】泵送混凝土;施工工藝;存在問題;發展趨勢

【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壓力推動下沿輸送管道運輸并在管道出口處進行澆筑的混凝土。近年來，隨著建筑技術迅猛發展，混凝土泵送施工技術已經廣泛應用在我國各個方面，大大提高了混凝土工程的生產效率。但是泵送混凝土在各種原材料、配合比、泵送、澆筑等方面對施工質量有較大的影響，因此施工過程中需進行嚴格的質量控制。

2. 泵送混凝土的技術要點

2.1 泵送混凝土的原材料。

泵送混凝土所需原材料種類較多，應符合有關規定：

（1）泵送混凝土所用的水泥應為符合國家現行標準規定的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。

（2）粗骨料應符合國家現行標準《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》的規定。

（3）細骨料應符合國家現行標準《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》的規定。細骨料宜采用中砂，通過0.31mm篩孔的砂不應少于15%。

（4）飲用水均可用于泵送混凝土施工;當采用其他水源時，應進行取樣檢測。未經處理的工業廢水、污水及沼澤水及海水不能使用。

（5）泵送混凝土需具有高流動性，才能夠泵送。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。

（6）泵送混凝土宜摻適量粉煤灰，可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性，從而提高了可泵性，并應符合國家現行標準《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用技術規程》等有關規定。

（7）泵送混凝土的水灰比應限制在0.4～0.6，坍落度以8～15cm為宜。

2.2 泵送混凝土配合比設計。

泵送混凝土配合比應符合國家現行標準《普通混凝土配合比設計規程》有關規定。并應根據混凝土原材料、泵送設備、混凝土輸送管徑、泵送距離氣溫等具體施工條件試配。

2.3 混凝土泵送設備

混凝土泵送設備的選擇應滿足下列要求：

（1）混凝土泵機的選型。根據混凝土工程特點、要求的最大輸送距離、最大輸出量確定。

（2）混凝土泵機的數量。根據混凝土澆筑數量、單機的實際平均輸出量、施工作業時間計算。

（3）混凝土泵機的布置位置。滿足場地平整堅實，道路暢通，距離澆筑地點近，接近排水設施和供水、供電方便等要求。在布置泵機完成后需要在其底墊一塊木板，增加附著力，保障泵機的穩定性。在混凝土泵的作業范圍內，應安置一個保護棚，周圍不得有高壓線等障礙物。

2.4 現場管道鋪設

混凝土現場管道的布置應遵循以下原則：

（1）保證施工安全和便于施工。

（2）輸送管道線路應為最短路徑，配管時盡量采用直管而少使用彎管和軟管，同時應盡量避免使用彎度過大的彎頭。

（3）方便混凝土運輸車輛行走及布料，易于管道清洗和排除故障及維修。

（4）采用螺栓式管道，接頭必須連接牢靠，保持管路密封良好。

（5）不得將混凝土輸送管道直接支承在鋼筋、模板及預埋件上，應用預制好的腳架或臺墊支承并固定牢靠。

2.5 混凝土的泵送

混凝土泵送是重要的操作環節，不容許出現差錯，需滿足以下條件：

（1）混凝土泵送的操作人員必須經過專門的培訓，經合格后，方可上崗獨立操作，在遇到一些突發事故時能夠及時處理。

（2）混凝土泵啟動后，先泵送適量水進行濕潤，排除泵管中的氣體，同時檢查泵機各部位是否運轉正常。

（3）經泵送水檢查，確認混凝土泵和輸送管中無異物后，再開始進行泵送，應緩慢地往管道里輸送混凝土，這樣可以檢查是否有出現漏漿的情況，如果出現漏漿事故，應當及時暫停泵機的輸送，對其進行處理修理。

（4）混凝土泵送應連續進行。如必須中斷時，其中斷時間不得超過混凝土從攪拌至澆筑完畢所允許的時間。

（5）在混凝土泵送即將結束前，應正確計算尚需用的混凝土數量，并及時告知混凝土攪拌站;泵送結束后，應將混凝土泵中混凝土清理干凈，并將輸送管道清洗干凈。

（6）當使用多臺混凝土泵進行泵送時，應預先規定各自的輸送能力、泵送距離、澆筑區域和澆筑順序，而且應當分工明確、互相配合、統一指揮。

2.6 混凝土的澆筑

由于泵送混凝土的流動性比一般的混凝土要大，容易導致振搗不均勻，因此在施工現場應做好管理工作，主要表現在以下幾個方面：

（1）根據工程結構特點、平面形狀、混凝土泵機能力、周圍場地大小等條件，預先劃分好混凝土澆筑區域。

（2）混凝土的澆筑順序，應符合下列規定：

當采用輸送管輸送混凝土時，應由遠而近澆筑;

同一區域的混凝土，應按先豎向后水平的順序，分層連續澆筑;

當不允許留施工縫時，區域之間、上下層之間的混凝土澆筑間歇時間，不得超過混凝土的初凝時間;

當下層混凝土初凝后，澆筑上層混凝土時，應先按留施工縫的規定處理。

（3）混凝土水平澆筑的時候，不得在同一處連續布料，應在2～3m范圍內水平移動布料，宜垂直于模板布料。為了消除不均勻現象，應該注意倉面的滲水，并進行及時處理。

（4）振搗混凝土時，必須要掌握好振動棒的規律，振動棒移動的間距一般在40cm左右為佳，同樣振搗的時間也有嚴格要求，一般為15～30s，不能進行長時間的振搗，且隔20～30min后，進行第二次復振，不僅有效避免氣泡的產生，而且使骨料下沉分離。

（5）澆筑混凝土完成以后，應在其上覆蓋一層保溫材料，注意防水防潮。澆筑混凝土時，應經常觀察，一發現混凝土有不密實等現象，應立即采取措施。

（6）對于有預留洞、預埋件或鋼筋太密的部位，應預先制訂技術措施，確保布料順利和振搗密實。

3. 泵送混凝土的常見問題及防治措施

3.1 泵送混凝土的堵管及防治措施。

3.1.1 泵送混凝土在施工過程中，經常會發生輸送管道堵塞事故。發生上述事故的主要原因有：

（1）混凝土骨料級配不合理，粗骨料中混有超大粒徑的石子，砂率不合理。

（2）混凝土配合比設計不合理，水灰比過大，水泥用量過多。

（3）混凝土輸送管道布置不合理，管道彎頭太多，用膠管過多，泵管過長。

（4）混凝土泵送過程中停歇間隔時間過長，導致管道中混凝土發生離析。

（5）混凝土在泵送過程中，塌落度損失過大。

（6）泵送劑減水率過大或摻量過多，造成混凝土離析。

3.1.2 相應的解決措施：

（1）在混凝土泵的料斗上加裝濾網，杜絕過大粒徑的石子或異物進入料斗內，嚴格控制骨料的直徑。

（2）及時調整混凝土的配合比，根據砂細度模數的不同調整砂率，以保證出罐混凝土的和易性。

（3）設計管道線路時，選擇路線最短、彎道最少的線路，并且管道必須固定牢靠。

（4）每20分鐘啟動一次泵或反、正重復，以防堵管;對于停泵時間過長，超過初凝時間的混凝土，不宜繼續泵送。

（5）嚴禁在混凝土泵送過程中，向料斗內加水;混凝土出料后應盡可能在較短的時間內泵送入模，盡量減少坍落度的損失值。

（6）檢測泵送劑的質量，隨時調整泵送劑的摻量;使用高效的減水劑如氨基磺酸鹽或聚梭酸類。

3.2 泵送混凝土裂縫產生原因及防治措施。

3.2.1 溫度裂縫。

混凝土中的水泥在化學反應過程中，會釋放出大量熱，水化熱由于大量聚積在混凝土的內部，極難釋放出去，使內部溫度短時間內急劇上升?；炷羶韧獠啃纬蓽夭?，表面就會產生拉應力，當拉應力大小超過混凝土的抗拉強度時，混凝土的表面就出現裂縫。

對于溫度裂縫的控制，采取的措施主要有：

（1）選用水化熱低的混凝土，并減少水泥用量，把混凝土的水灰比降低到0.6以下。

（2）添加外加劑來減慢流動性，降低水化熱，延遲混凝土溫度上升的時間。

（3）改進傳統攪拌工藝，使澆筑時混凝土的溫度下降。

（4）澆筑后，延長養護時間，并及時灑水，保證混凝土表面得以緩慢冷卻。

3.2.2 干縮裂縫。

澆筑以后，混凝土的表面處于一種塑性狀態，由于混凝土中材料的干燥收縮性小，如遇到表面水分蒸發過快的情況，就容易導致裂縫的產生。

對于干縮裂縫的控制，采取的措施主要有：

（1）選擇合適的水泥種類，比如粉煤灰水泥，對混凝土的干燥程度影響極小。

（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，容易產生干縮裂縫。

（3）添加化學試劑來減緩混凝土的干燥速度。

（4）在混凝土凝結之前選擇正確的養護時間和方法，可以有效減少因干燥收縮而產生的裂縫。

3.2.3 沉陷裂縫。

3.2.3.1 沉降裂縫是一種早期裂縫。常出現在用泵送混凝土澆筑的鋼筋混凝土結構中，墻、板等表面結構中居多?；炷猎谀Y之前沒有壓實，導致流動性不足，同時又受到鋼筋、模板抑制及模板移動、基礎沉陷，從而形成了裂縫。

3.2.3.2 對于這種沉陷裂縫，主要的措施有：

（1）混凝土澆筑時要防止地基被水浸泡，而引起不均勻沉降。

（2）使用強度、剛度好的模板，并嚴格控制模板的拆除時間及順序。

（3）模板安裝于凍土之上時要事先采取預防措施。

3.2.4 化學反應引起的裂縫。

3.2.4.1 主要指堿骨料反應引起的裂縫。拌合混凝土后產生的堿性離子與骨料中的活性離子發生化學反應，吸收了大量的水分而導致體積膨脹，形成開裂。

3.2.4.2 針對這種化學反應引起的裂縫，主要防治措施有：

（1）選用堿活性較小的砂石骨料。

（2）水泥的堿性要低，添加劑要低堿或無堿。

（3）使用合適的摻和料來抑制堿骨料反應。

4. 泵送混凝土技術的發展趨勢

隨著科學技術的不斷進步，對于泵送混凝土施工技術的應用也有了更近一步的要求：

（1）進一步發展高泵程泵送混凝土，進一步改進混凝土級配設計，改進粉煤灰和化學外加劑技術，開發礦渣微粉混凝土優選拌制，改進布管技術和操作工藝，進一步研究開發高泵程泵送混凝土綜臺技術。

（2）進一步研究發展高性能混凝土，要開發高性能輕質骨料預拌混凝土，大流動度超高強混凝土和綠色高性能混凝土等。

（3）研究開發特種混凝土，如：纖維預拌混凝土，海水淡化拌制混凝土等，以適應高速公路，探水港和跨海橋梁建設的需要。

（4）研究開發海上泵送混凝土船作業技術，海上架設泵管技術。

隨著社會的不斷發展，無論是原材料、施工現場環境、生產運輸、施工技術和質量控制等方面都在深刻地發生變化。泵送混凝土雖然得到了廣泛的應用，但是還要結合施工現場的實際，采用適合的方法，提高其技術水平，才能確保施工工程質量。從每個環節入手，消除潛在的危害，確保工程保質保量地完成。

參考文獻

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