摘 要:介紹了高強泵送混凝土的配合比設(shè)計方法,闡述了泵送混凝土的制備、運輸?shù)仁┕ぜ夹g(shù),并對高強泵送混凝土與普通混凝土的成型、材料、運輸以及各項技術(shù)指標的不同作了比較,以確保其施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:高強泵送混凝土,配合比設(shè)計,運輸,坍落度
中圖分類號: TU528. 31 文獻標識碼:A
近年來,隨著現(xiàn)代建筑向超高度、大跨度和超載重方向發(fā)展,高強泵送混凝土技術(shù)也隨之得到廣泛的應(yīng)用。文中就高強泵送混凝土配合比的設(shè)計、拌制、運輸及泵送中的質(zhì)量控制等方面作探討。
1 高強泵送混凝土配合比設(shè)計
1. 1 確定配合比強度
建筑學(xué)會規(guī)定,齡期為28 d 的混凝土配合比強度須滿足以下要求:高強混凝土: F ≥Fc + T + 1. 646 ,F ≥0. 8 ( Fc + T) + 3δ。普通混凝土: F ≥Fc + T +δ,F ≥0. 7 ( Fc + T) + 3δ。
式中: F ———配合比強度(試配強度) ,MPa ;
δ———混凝土標準差;
Fc ———混凝土的設(shè)計標準強度,MPa ;
Fc + T ———混凝土的氣溫修正度;
T ———混凝土的氣溫修正值。
高強泵送混凝土一般是通過混凝土攪拌站制備,材料質(zhì)量穩(wěn)定、計量標準、拌和均勻,因此,其試配強度略低于普通混凝土的試配強度。
1. 2 確定水灰比
根據(jù)實際使用的材料,按幾種水灰比進行試拌,求出其關(guān)系式,然后再用此關(guān)系式計算所需要的水灰比,若現(xiàn)場配制時,可以參考JASS5 的公式計算。確定水灰比還必須滿足耐久性的要求,
高強混凝土的水灰比最大值為0. 65 ,普通混凝土的水灰比最大為0. 70 。
1. 3 確定坍落度
影響混凝土坍落度的因素有混凝土的種類、使用材料、運輸、基體混凝土的坍落度、澆筑等條件。除了這些施工經(jīng)驗,坍落度可按表1 選用。
表1 泵送高度與坍落度的關(guān)系表
1. 4 骨料的選擇
骨料的最大粒徑和顆粒級配對可泵性影響很大。粗骨料,凡顆粒級配符合標準、規(guī)程要求,空隙率小且無超規(guī)格大顆粒者,均能順利泵送,反之,則易發(fā)生堵管現(xiàn)象,因此,對于拌制高強混凝土的泵送高度的混凝土,粗骨料的最大粒徑與輸送管道的管徑之比以1∶4 為宜。一般泵送混凝土可掌握在1∶3～1∶4 ,高強泵送混凝土以1∶4～1∶5 為宜。細骨料宜采用中砂,其顆粒級配應(yīng)在試驗規(guī)程標準規(guī)定的二區(qū)范圍之內(nèi)。對于高石子用量的高強泵送混凝土,砂子通過0. 315 mm 的顆粒不宜大于10 %。
1. 5 砂率的選擇和砂漿體積
要配制符合泵送要求的混凝土,合適的砂率和砂漿體積十分重要。泵送混凝土的砂率一般高于普通混凝土的砂率。根據(jù)掌握的情況,普通泵送混凝土的砂率一般控制在38 %～40 % ,高強泵送混凝土砂率控制在36 %～45 %。水灰比的大小、外摻料的多少與砂率選擇有很大的關(guān)系,可以用砂漿體積來控制,砂漿體積的大小與泵送混凝土的坍落度有關(guān),一般按表2 來控制。
表2 坍落度與砂漿體積的關(guān)系表
1. 6 確定單位用水量與單位水泥用量
獲得規(guī)定品質(zhì)的混凝土范圍內(nèi),應(yīng)盡量降低用水量。根據(jù)水灰比和基體混凝土的坍落度不同單位用水量宜在150 kg/ m3 ～190 kg/ m3 范圍內(nèi)選擇。確定了單位用水量,根據(jù)水灰比,單位水泥用量也便確定了。求出的水泥用量必須滿足單位水泥用量的最小值,高強混凝土為270 kg/ m3 ,普通混凝土為250 kg/ m3 。泵送混凝土單位用水量太低,工作度變壞,泌水量加大,澆筑時易造成堵管,混凝土表面也容易出現(xiàn)蜂窩麻面。
1. 7 基體混凝土的外加劑與泵送混凝土的泵送選擇
基體混凝土的外加劑一般采用AE 劑或AE 減水劑。AE 減水劑又分為標準型、緩凝型和促凝型三類。泵送劑分標準型和緩凝型兩類。
2 泵送混凝土的制備
泵送混凝土的時間觀念強,單位時間內(nèi)拌制和運輸?shù)幕炷亮勘仨氝B續(xù)均勻滿足泵送澆筑的速度要求,否則將會影響混凝土的施工質(zhì)量和進度。因此,在混凝土的攪拌前要做好原材料的質(zhì)量和數(shù)量儲備以及機械設(shè)備及控制系統(tǒng)的完好狀況的工作。泵送混凝土是在預(yù)拌的坍落度為8 cm～12 cm 的基體混凝土拌合物中,加入外加劑,經(jīng)過二次拌和,使基體混凝土拌合物的坍落度頓時增加到12 cm～22 cm 的混凝土。
各項工作準備就緒,即可開始攪拌混凝土。在攪拌過程中要注意防止外加劑特別是溶液的沉淀,攪拌時間要與規(guī)定攪拌時間相符,坍落度要經(jīng)常抽查,由于砂中含水率變化,要注意經(jīng)常調(diào)整
配比,石子料倉若使用的不是水洗石子,要間隔進行清倉。
3 泵送混凝土運輸
1) 攪拌車在裝料前,必須倒凈積水或其他廢物。2) 必須先運送與混凝土配合比相同的水泥砂漿,其量以能全部濕潤泵送管內(nèi)壁為宜。3) 攪拌車在運輸過程中,攪拌筒必須保持慢速轉(zhuǎn)動,以減少坍落度損失,攪拌筒停轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速太快,都會增大坍落度的損失。4) 攪拌車在運輸途中以及卸料前,嚴禁任意加水,加水不但直接影響混凝土強度,而且破壞混凝土的和易性,在泵送時產(chǎn)生離析現(xiàn)象而堵管。5) 混凝土的運輸時間指第一拌混凝土自攪拌機卸出至現(xiàn)場入泵時止的時間。混凝土的允許運送時間長短是隨氣溫、水泥和外加劑品種、混凝土強度等級高低而變化的,主要取決于混凝土初凝時間的長短。混凝土的允許運送時間不宜超過所測得的混凝土初凝時間的1/ 2 。
4 混凝土的泵送
4. 1 泵位選擇和泵管布置
混凝土泵的定位原則是:要保證周圍攤鋪混凝土運輸車?？考皶嚨膱龅?同時還要使泵機用水用電方便,泵管的布置應(yīng)符合“線路短、彎道少、接頭密”的要求,同時要注意水平與垂直長度的關(guān)系,一般水平距離應(yīng)大于垂直落差的三倍。
垂直向上輸送時,由于水錘作用而使混凝土產(chǎn)生逆流,輸送效率下降,這種現(xiàn)象隨著向上垂直高度的增加而愈加明顯。為此,泵與垂直管之間應(yīng)設(shè)置一段10 m～15 m 的水平管以抵消反
墜力的影響,并在混凝土泵出料口15 m 處的輸送管上加一個止流閥,泵送開始時,將止流閥打開,混凝土能順利地輸送,當混凝土?xí)和］斔突蚧炷脸霈F(xiàn)倒流時,應(yīng)及時予以關(guān)閉。
4. 2 泵管的固定
在混凝土泵送過程中,由于泵送的沖擊力會使泵管來回竄動,這樣會損壞泵管的接頭連接件(緊箍變性、密封圈損壞) ,還會使泵壓降低,特別是在遠距離或超高混凝土泵送施工中,泵管的固定尤為重要,根據(jù)以往的施工經(jīng)驗通常采取以下措施:
1) 在泵機前地面水平管段設(shè)置兩個混凝土墩,泵管注入一墩內(nèi),同時連接鋼件將泵管與另一墩固定。2) 混凝土在泵送過程中,管路中有較大的脈沖振動,故輸送管道的支撐必須與模板、鋼筋的支架分離,以防止泵送過程中振動引起模板和鋼筋位置的變異,泵管也不得與模板、鋼筋等直接接觸。3) 水平泵管要設(shè)置一定量的支撐點,以防止泵送混凝土?xí)r,因自重和脈沖振動引起泵管變形和接頭連接損壞。4) 為防止地面水平管轉(zhuǎn)向垂直管處的90°彎管變形,應(yīng)增加鋼筋支撐以加固。
5 安全措施
1) 超高度泵送時,為了防止泵送突然中斷而產(chǎn)生的混凝土逆流壓力的沖擊,必須在泵出口的水平管道上安裝截止閥,每泵送200 m3 的混凝土,對管路及卡箍要進行檢查。
2) 因堵塞管等原因必須拆管時,應(yīng)反泵清除輸送管內(nèi)的殘余壓力,泵送混凝土的攪拌、運輸、泵送、澆筑形成一個有節(jié)奏的整體,因此要建立及時、準確的通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng),以確保泵送混凝土的施工質(zhì)量。
參考文獻:
[1]長安大學(xué). 工程材料[M] . 北京:人民交通出版社,2001. 8.
