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1、泵送混凝土浅析摘要：混凝土作为输送泵的工作对象，其质量和配合比，直接影响着输送泵的工作效率泵送性能，故泵用砼的设计者和使用者必须了解泵送砼的要求，包括对于泵送砼组成材料的品质，配合比设计及制备质量的要求。关键词：泵送；混凝土泵送砼配合比设计必须满足可泵性的要求，否则因此而产生的故障和堵管现象将直接影响正常施工和造成材料的浪费。泵送砼必须符合砼泵送施工技术规程的要求。一、砼的性质砼是根据不同的强度等级将水泥、水、粗、细骨料、外加剂等，经设计、试验而得出的配合比经拌制而成的，其性质可分为尚未凝固和已经凝固的砼。（一）凝固砼的性质凝固砼的特性主要包括强度、耐久性、体积稳定性及抗渗性等，而影响这些特性
2、的主要因素是材料的组成、制备方法、养护等过程，目前通常采用抗压强度来评定砼的质量。（二）未凝固砼的性质未凝固砼的性质是非常重要的，因为它不仅影响硬化后的砼性质，同时可影响工程的施工质量和成本。未凝固砼的性质主要包括流动性、可聚性、可修饰性等。为了使硬化后的砼具有满意的质量，生拌砼必须满足下列要求。（1）（必须满足拌和及输送（易于泵送）；（2）均匀性；（3）必须具有流动性，能充分填满所设计的模型；（4）必须具有充分密实的能力，而不必施加过多的能量；（5）运输、浇筑及凝固过程中，不应离析。以上特殊性统称为砼的工作性，应强调的是凝固砼的长期要求和未凝固砼的工作要求这两个方面是相互矛盾的，而泵送用砼的
3、设计，在满足凝固砼的技术要求时，应尽量提高泵送砼的工作性，要求达到泵送目的。（三）泵送砼的基本要求泵送砼配合比的设计，是泵送作业顺利而又经济的决定因素，砼配合比设计的三大原则是坚固耐用、就地取材、节省原材料，且砼配合比又包括骨料级配、水泥用量、砼稠量三大要素，这三大要素又相近交叉起作用，在满足耐久性要求的同时，当细骨料或水泥用量小而无法泵送时，可取用较理想的骨料级配、提高含砂量、多加水等方法来提高可泵性，当粗骨料级配不当、含砂量过低或针片状碎石过多，可增加2.5-5mm的卵石或石屑，改变粗骨料的级配，也可用多加水泥或水的方法，部分的改善及可泵性。（四）砼的稠度（坍落度）砼的稠度因诸多因素的影响
4、：水灰比、骨料级配及性质，时间、温度、水泥特性及外加剂等，但主要的因素是水灰比，泵送砼的稠度一般采用质量砼的坍落度值来测定，坍落度的大小及砼的泵送性能，我国规定标准锥形筒测量坍落度，测量方法应符合JTGE30-2005公路工程水泥及水泥砼试验规程中的T0522-2005水泥砼拌和物稠度试验（坍落度法），即将砼采用直径16mm ，长约600mm并具有半球形端的钢质圆棒，分三次，每次捣固25次后的高300mm 上端内径100mm，下端内径200mm的圆锥形锥体（坍落度筒）中，然后提起圆锥，测量从300mm高的上端到坍落的砼顶端的距离用cm单位表示测出来的距离，就叫砼的坍落度，一般施工时，坍落度在1
5、0-15cm的砼倾斜到料斗时，及表面易成碎裂状，坍落度在10cm以下对砼倾斜完全碎裂，并带有刀齿形边缘，垂直易裂成厚块，坍落度大于15cm时，其表面边缘无断裂。1、坍落度与泵送压力的关系砼坍落度的大小反映其流动性的好坏，因此，砼的输送阻力随着坍落度的增大而减小，换言之，泵送压力越大，尤其是坍落度值在15cm以下时，这种变化越为明显。2、泵送砼的坍落度范围及对泵送容积效率的影响泵送砼的坍落度范围为8-18cm，这个范围内可泵性最好，其吸入效果也最佳，对于长距离、大高度的泵送，一般控制在15cm左右，其原因在于：a、坍落度过小，会增加大泵送砼的压力，并造成泵送机加剧磨损，造成堵管。b、坍落度过大时
6、，一方面在压力作用下砼容易离析，造成堵管，另一方面，也影响泵送机的吸入性能，使砼在吸入过程中就产生离析，难以泵送，同时由于分配阀密封不严很容易漏浆。3、砼坍落度的保证措施砼坍落度的保证措施有：（1）严格控制砼的配合比，根据各种材料的含水量，准确换算施工配合比；（2）尽量缩短砼在泵送前的运输时间；（3）保证砼的均匀性；（4）采用符合国家标准的水泥，一般不得泵送速凝砼。二、骨料级配（一）细骨料1、细骨料的品种和质量细骨料根据来源可分为河砂、海砂、山砂、人工碎砂，海砂含氯盐量大，不用淡水冲洗，对钢筋易产生蚀锈，河砂可泵性好，山砂含泥量大，且粒径不均匀，人工碎砂表面粗糙，砂形不好，可泵性差，但其保水性
7、较好。2、细集料的粒径要求细度模数是衡量砂粗细度的指标，砂按细度模数可分为粗、中、细三种规格，其细度模数分别为：粗3.7-3.1，中3.0-2.3，细2.2-1.6，砂按其技术要求类别（筛分）分为、区。其中区中砂可泵性最好，使用细砂，需要增加砼中水泥用量和用水量，加速泵送机磨损，使用粗砂容易产生离析，导致管道堵塞。3、细骨料的用量在泵送砼中，细骨料的用量与粗骨料的空隙率有很大的关系，水泥砂浆必须充满粗骨料的空隙，这样就不容易使砼产生离析，如果含砂率偏低，空隙需要水泥来填充，这样必须增大水泥的用量，同样砼容易泌水和离析。如果含砂量偏大，则水泥砂浆的流动性严重降低，泵送阻力显著增大，故在一定条件下
8、都有个最佳含砂率的选择问题。在含砂率高的情况下，只要水泥用量相应增加，对砼的可泵性无显著影响，如果粗骨料级配合理，则粗骨料粒径越大，最佳含砂率就越低，在一般情况下。含砂率最小不低于40%，最大不超过50%，且通过0.315mm筛孔的砂不小于15%。（二）粗骨料1、粗骨料品种和质量泵送砼可以采用卵石，碎石及卵石和碎石混合骨料，卵石骨料砼的可泵性最好，混合骨料次之，碎石最差。碎石中针片状骨料含量过大泵送性能差，一般针片状碎石含量控制在5%以内，另外，孔隙率较大的碎石（如火山石、多孔骨料）泵送性能也差，在泵送过程中，泌水较严重，容易出现堵管现象。2、粗骨料最大粒径泵送砼粗骨料的最大粒径受泵送管路最小
9、口径的限制，对于碎石不宜超过输送管内径的1/3，对于卵石不宜超过输送管内径的2/5，同时应该符合泵送制造厂的规定。允许有小量超径骨料混入。但这种超径骨料所占的比例不得大于2%，而且它们必须是分散的。3、粗骨料的颗粒级配泵送砼粗骨料颗粒级配以最小空隙为原则，较小的空隙才能以较少的水泥及砂用量获得较好的可泵性，砼的可泵性，对于粗骨料级配间断和不均匀的反映比较敏感，特别是在大高度长距离泵送时，粗骨料的颗粒级配至关重要。多加水和多加水泥都是无用的。因此，不要误认为粗骨料的粒径越小越好，也不要误以为小颗粒骨料越多越好，最重要的是粗骨料的合理级配，通常粗骨料使用泵送砼连续级配好，间断级配差，但可用加大含砂
10、量的办法获得较好的可泵性，同时也能提高砼的强度。泵用砼用粗骨料的颗粒级配，应符合GB/T14685-2001建筑用卵石、碎石的要求。4、粗骨料用量粗骨料在骨料总量的比例对砼泵的可泵性有很大影响，主要表现在泵送压力和砼容积效率的变化（影响吸入性能），但在实际应用中，只要控制好含砂率，粗骨料的用量也就得到了控制。三、水泥（一）水泥在泵送过程中的作用未凝固砼，作为一种稀释的悬浮体，泵送过程中的压力，靠其中的液相物质传递，水泥的作用有两方面，一是胶结作用，使砼中的骨料始终保持悬浮状态，泵送过程中维持固相物质被液相物质包裹的状态，二是润滑作用，使砼因泵的机械部分，输送管道及砼内部的摩擦力减少而且有良好的
11、流动性。（二）水泥品种对砼可靠性的影响水泥应具有良好的保水性，使砼在泵送过程中不易泌水。普通硅酸盐水泥、火山灰水泥的保水性较好。而矿渣水泥的保水性差。用粉煤灰水泥，砼流动性好，但早期泌水性较大。因此，采用后两种水泥时，需加大水泥用量，并采用较低的砼坍落度，且尽可能的连续泵送，防止砼出现离析和泌水现象。（三）水泥用量水泥用量一般也存在一个最佳值。若水泥用量不足，将严重影响泵的吸入性能，同时使泵的阻力明显增加，并且砼的保水性很差，容易泌水、离析和发生堵管。如水泥用量过大，则会使砼粘性增加，增大泵送阻力，但原则上讲，水泥用量过大时不会影响泵的吸入性能。水泥用量与骨料品种有关系，同样级配的卵石和碎石，
12、后者水泥用量较大，人工破碎水和天然砂，前者的用量大。对于轻骨料或多孔性骨料，由于具有高压下吸水、低压下放水的特性，在泵送时容易使砼出现贫浆、干硬和泌水，因此，应适当增加水泥用量。骨料粒径越小，相应的水泥用量越大。因为骨料粒径小，相应的表面积大，需要包裹的水泥浆增加，但当骨料的粒径大于40mm时，超径骨料会破坏砼的连续性。水泥浆也难以将这些骨料包容，故水泥用量不宜太少。水泥用量和输送泵管口径、输送距离的关系：输送距离越长，泵送管口径越小，则要求砼的流动性、润滑性、保水性越高。故应增加水泥用量，一般实际应用中，水泥用量最低限度为320kg/m3。四、砼外加剂如前所述，砼的配合比是影响泵送性能的关键
13、因素，较严格的骨料级配，较高的水泥用量意味着砼成本的提高，但提高水灰比和含砂量又会影响砼的耐久性和强度。一个比较经济而有效的办法是采用外加剂来改善砼的可泵性。外加剂的种类很多，其中能改善砼可泵性的外加剂有加气剂、超塑化剂、缓凝剂、减水剂和泵送剂，品种繁多，故不系统分析。通常泵送砼使用减水剂居多，减水剂，顾名思义，减水剂的作用是降低达到一定砼坍落度所需的用水量，以较少的水达到要求的坍落度，意味着有效的降低了水灰比，从而能改善砼强度、水密性（不透水性）以及耐久性，但主要是能够有效的提高砼的流动性，改善泵送性能，减水剂的基本原理是改变水泥浆的凝聚结构，改善泵送性能，在不太长的时间内，使之成为分散性结构，提高流动性，以达到减水和泵送的双重目的。减水剂根据其活性可分为三类，木质硫酸盐类以及衍生物，羧酸盐及其衍生物，聚合生物材料。1
