泵送溷凝土配合比設(shè)計實例

1、目 錄一、概述2二、泵送混凝土對原材料的要求2三、泵送混凝土對配合比設(shè)計的要求4三、泵送混凝土阻力分析與降低阻力，提高泵送效率的措施7四、泵送混凝土配合比實例10五、結(jié)論19六、施工中注意的問題20七、附錄A22八、附錄B23一、概述隨著外加劑應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，推動了混凝土新工藝的不斷進(jìn)步?；炷林袚郊舆m量的外加劑和摻和料可制備自密實、大流動性混凝土，施工中可采用泵送澆注新工藝，施工效率大大提高。它適用于鋼筋或鋼筋束密集的構(gòu)件或部位，以及斷面窄小，振搗器不易到達(dá)的部位；要求灌注迅速的混凝土。為了滿足混凝土的可泵性的要求，我們嚴(yán)格控制原材料試驗，并作好泵送混凝土配合比的設(shè)計工作。用混凝土泵沿管道輸

2、送和澆注混凝土拌和物，稱泵送混凝土。由于施工工藝的變化，所采用的施工設(shè)備和混凝土配合比與用普通方法施工的混凝土有所不同。兩者不同之點在于普通混凝土是根據(jù)所需的強度進(jìn)行配置的。泵送混凝土除了根據(jù)所需強度外，還需要根據(jù)泵送工藝所需的流動性、不離析、不泌水等要求。因此，在原材料、配合比和施工方面有其特殊性。二、泵送混凝土對原材料的要求1. 拌制泵送混凝土應(yīng)選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥，不宜采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。因為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥需水量大，易泌水。所用的水泥應(yīng)符合下列國家標(biāo)準(zhǔn)：（1）硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥GB175-1999（2）礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅

3、酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥GB1344-19992. 粗骨料應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法的規(guī)定。粗骨料應(yīng)采用連續(xù)級配，針片狀顆粒含量不宜大于10%。當(dāng)針片狀顆粒含量多和石子級配不好時，輸送管道彎頭處的管壁往往易磨損或泵裂，還易造成輸送管堵塞。 粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比宜符合表1的規(guī)定。表1 粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比石子品種泵送高度（m）粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比碎石501：3.0501001：4.01001：5.0卵石501：2.5501001：3.01001：4.0控制粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比，主要是防止混凝土泵送時管道堵塞。粗骨料的最佳級配，可按

4、附錄中圖A-1圖A-4選用。3. 細(xì)骨料應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法的規(guī)定。細(xì)骨料宜采用中砂，通過0.315mm篩孔的砂，不應(yīng)少于15%。細(xì)骨料最佳級配可按附錄A中圖A-5選用。4. 拌制泵送混凝土所用的水，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土拌合用水的規(guī)定。5. 泵送混凝土應(yīng)摻用泵送劑或減水劑，泵送混凝土摻用的外加劑，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土外加劑、混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范、混凝土泵送劑和預(yù)拌混凝土的有關(guān)規(guī)定。6. 泵送混凝土宜摻用適量的粉煤灰或其他活性摻和料。當(dāng)摻用粉煤灰時，其質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用技術(shù)規(guī)程和預(yù)拌混凝土的有關(guān)規(guī)

5、定。粉煤灰的摻入能減少混凝土對管壁的摩擦阻力，改善其可泵性，同時還可節(jié)約水泥，這在不少工程中已經(jīng)證實，但摻用的粉煤灰應(yīng)符合、級的要求，質(zhì)量差的粉煤灰摻入后會使混凝土用水量增加，對強度和耐久性都不利。三、泵送混凝土對配合比設(shè)計的要求1. 泵送混凝土配合比，除必須滿足混凝土設(shè)計強度和耐久性的要求外，尚應(yīng)使混凝土滿足可泵性要求。在泵壓作用下，混凝土拌合物通過管道輸送，這是泵送混凝土的顯著特點。理論和實踐證明：可泵性差的混凝土是難以泵送的。因此泵送混凝土應(yīng)滿足可泵性要求，這是與普通混凝土配合比設(shè)計的主要不同之處。2. 泵送混凝土配合比設(shè)計，應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工

6、及驗收規(guī)范、混凝土強度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)拌混凝土等有關(guān)規(guī)定。并應(yīng)根據(jù)混凝土原材料、混凝土運輸距離、混凝土泵與混凝土輸送管徑、泵送距離、氣溫等具體施工條件試配。必要時，應(yīng)通過試泵送確定泵送混凝土配合比。3. 混凝土的可泵性，可用壓力泌水試驗結(jié)合施工經(jīng)驗進(jìn)行控制。一般10S時的相對壓力泌水率S10不宜超過40%。4. 泵送混凝土的坍落度，可按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范的規(guī)定選用。對不同泵送高度，入泵時混凝土的坍落度，可按表2選用?；炷两?jīng)時坍落度損失值，可按表3確定。表2 不同泵送高度入泵時混凝土坍落度選用值泵送高度（m）30以下306060100100以上坍落度（mm）1001401

7、40160160180180200 一般施工單位多要求坍落度為 160180mm的混凝土，外加劑適應(yīng)性 好是保證坍落度損失小、和易性好、不泌水不離析的重要條件。表3 混凝土經(jīng)時坍落度損失值大氣溫度（）102020303035混凝土經(jīng)時坍落度損失值（摻粉煤灰和木鈣，經(jīng)時1h）(mm)52525353550注：摻粉煤灰與其他外加劑時，坍落度經(jīng)時損失值可根據(jù)施工經(jīng)驗確定。無施工經(jīng)驗時，應(yīng)通過試驗確定。泵送混凝土試配時要求的坍落度值應(yīng)按下式計算：Tt=Tp+T式中Tt試配時要求的坍落度值 Tp入泵時要求的坍落度值 T試驗測得在預(yù)計時間內(nèi)的坍落度經(jīng)時損失值5泵送混凝土的水灰比宜為0.40.6。當(dāng)水灰比小

8、于0.4時混凝土流動阻力急劇上升，泵送極為困難，水灰比大于0.6時，混凝土易離析可泵性差。6泵送混凝土的砂率宜為38%45%。7泵送混凝土的最小水泥用量宜為300Kg/m3。水泥用量（含礦物摻合料）不宜過小，否則含漿量不足，即使在同樣坍落度情況下，混凝土顯得干澀，不利于泵送。8泵送混凝土應(yīng)摻加適量適應(yīng)性好的外加劑，并應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土泵送劑的規(guī)定。 無論何種外加劑，對水泥都有一個適宜性問題。原材料改變、試驗條件不同，都會影響外加劑的摻量。因此外加劑的品種和摻量宜由試驗確定，不得任意使用，以免影響混凝土質(zhì)量。9摻用引氣劑型外加劑的泵送混凝土的含氣量不宜大于4%。泵送混凝土中適當(dāng)?shù)暮瑲饬靠善?/p>

9、到潤滑的作用，對提高混凝土的和易性和可泵性有利，但含氣量過大，在泵送時這些空氣在混凝土中形成無數(shù)細(xì)小的可壓縮體，吸收泵壓達(dá)到高峰階段的能量，降低泵送效率，嚴(yán)重時會引起堵泵，還會引起混凝土強度就下降。一般情況下，含氣量提高1%，混凝土強度下降約6%，故對含氣量應(yīng)加以限制。10摻粉煤灰的泵送混凝土配合比設(shè)計，必須經(jīng)過試配確定，并應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程、混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程、普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程等有關(guān)規(guī)定。因為粉煤灰的質(zhì)量對混凝土的強度影響很大。我國目前因受分選技術(shù)條件的限制，一般原狀粉煤灰的品質(zhì)參數(shù)不穩(wěn)定，不能滿足結(jié)構(gòu)混凝土的要求，故需磨細(xì)并應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要

10、求。粉煤灰在泵送混凝土中的應(yīng)用離不開“雙摻技術(shù)”。粉煤灰與外加劑應(yīng)相適應(yīng)，且同時摻用均應(yīng)達(dá)到預(yù)期效果。故摻粉煤灰時，外加劑的選用務(wù)必先通過試驗。粉煤灰對混凝土的早期強度、抗凍性及鋼筋的防銹存在微小不利影響，故應(yīng)通過試驗嚴(yán)格控制粉煤灰的最大摻量，合理確定粉煤灰摻量，限制其不利影響。粉煤灰的最佳摻量應(yīng)根據(jù)所用水泥的品種、不同的工程對象、施工工藝通過試驗確定。三、泵送混凝土阻力分析與降低阻力，提高泵送效率的措施1. 混凝土在輸送管中的運動和受力情況，如圖附錄B所示： 泵活塞傳來的推力fT 混凝土與管壁的摩擦阻力fM 混凝土的重力fW 混凝土中砂、石、水泥漿的內(nèi)摩擦阻力fN 混凝土氣泡等在管內(nèi)受壓力作

11、用的變形NN 混凝土在泵推力作用下變?yōu)榱鲃觿幽躈D2. 對混凝土在管中受力與運動情況分析 為防止石子在管內(nèi)形成堵塞，石子最大粒徑必須滿足表1的要求。 泵送混凝土坍落度在140-200mm時，入泵時坍落度最佳值應(yīng)為160mm。混凝土中應(yīng)有一定粘度的水泥漿，一般要求每M3混凝土的水泥漿量為300-350L。 摻加粉煤灰的作用為了節(jié)約水泥，改善和易性。其它礦物摻合料如磨細(xì)渣或沸石也是很好的活性摻合料。除了節(jié)約水泥外，其作用一是保證有足夠的漿體量，二是粉煤灰顆粒多為圓球顆粒，使?jié){體有一定的稠度，又起到滾珠的作用。它可減小混凝土與管壁的摩擦阻力，也降低混凝土內(nèi)部各種顆粒之間的內(nèi)摩擦阻力，以使混凝土在泵活

12、塞推力作用下，各種顆粒保持相對位置變化不大的情況向前運動。即 使消耗在摩擦阻力內(nèi)能方面的能量減小到最低。三是粉煤灰能減低混凝土的泌水率，這是保證混凝土不離析和可泵性好的必要措施。要使混凝土不泌水不離析，還要求石子級配應(yīng)為連續(xù)級配，砂率為最佳的砂率，外加劑的適應(yīng)性好等。 外加劑的作用1 高效減水的作用 優(yōu)質(zhì)的泵送劑或流化劑對降低水灰比，減小顆粒粒子間摩擦阻力，降低混凝土與管壁的摩擦阻力是很有效的。因為這類外加劑中最有效的成分如萘磺酸鹽甲醛縮合物（高效減水劑）與各種無機固體粒子發(fā)生吸附作用，將大分子聚合物吸附在固體粒子周圍，形成切動滑移面。由于聚合物與水溶液的極性不同，相互排斥，切動面很易滑動，并

13、阻止固體粒子對水溶液的吸附作用，使水不能進(jìn)入固定吸附層，而留在與固定表面距離較遠(yuǎn)的地方，從而增大了混凝土的流動性，降低了摩擦阻力。木質(zhì)磺酸鈣減水效果較差，屬普通減水劑。芳香族氨基磺酸減水劑，三聚 氰胺磺酸鈉甲醛縮合物，聚羧酸類減水劑和萘系減水劑屬高效減水劑。 緩凝的作用泵送劑或流化劑中還含有一定量的緩凝劑，以保證在運輸泵送混凝土的過程中保持一定的流動性，不會因溫度提高，時間延長，而使水泥過早生成絮凝結(jié)構(gòu)，凝結(jié)而增加阻力，堵塞管道。改善和易性的作用 混凝土泌水是破壞混凝土均勻的表現(xiàn)，也是離析的開始。對泵送混凝土，泌水更是大忌。因為混凝土在泵送管道中受到很大壓力，在壓力作用下泌水離析會更為嚴(yán)重，水

14、易從接縫漏出，混凝土一旦發(fā)生較明顯的泌水離析，就會使混凝土在泵送中阻力急劇增大，所以必須保證混凝土壓力泌水率要很小。所有能降低泌水率的措施都是必要使用的，如每M3混凝土的水泥用量不得小于300Kg，摻入的粉煤灰以I級粉煤灰為好，它質(zhì)輕，顆粒為圓球形，需水量比較小，不宜采用需水量大、易泌水的火山灰硅酸鹽水泥。這些都是避免泌水的重要措施。引氣劑會使混凝土產(chǎn)生微小氣泡，在壓力作用下，氣泡很易變形，而降低泵送推力和輸送效率。但適當(dāng)引氣對減小泌水是很有效的。同時為了提高混凝土耐久性也必要加入引氣劑。當(dāng)混凝土含氣量不超過4%時，引入微小的氣泡，如同可變形的小滾珠，象潤滑油一樣，對降低泵送阻力，有較大貢獻(xiàn)。

15、所以適當(dāng)引氣利大于弊，其弊端是很小的。在泵送劑或流化劑中還摻有一定的能增加水的粘度的物質(zhì)，叫保水劑，它能有效減少混凝土的泌水，所以泵送劑或流化劑中必須加有這種化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)高效減水劑摻量較大時，混凝土很易泌水離析抓底。加入這種物質(zhì)，能使高效減水劑吸附作用釋放出的大量水用于增加顆粒切動層的厚度和存于顆粒之間的間隙增大顆粒間距，從而使混凝土的和易性更好，使摩擦阻力降低更多，得到非常好的泵送混凝土。綜上所述，我們 首先考慮到石子最大粒徑，其次選擇優(yōu)質(zhì)泵送劑或流化劑，第三，摻入I級粉煤灰作為摻合料和設(shè)計出和易性好的混凝土配合比，水泥漿量為300-350L/ M3混凝土，使壓力泌水率比不大于95%，就會制

16、備出令人滿意的泵送混凝土。四、泵送混凝土配合比實例原材料的準(zhǔn)備 水泥：水泥為唐山冀東盾石P.O 42.5R的水泥，依據(jù)GB175-1999標(biāo)準(zhǔn)，符合P.O 42.5R水泥要求，28天抗壓強度為50.0Mpa。 砂砂是二區(qū)中砂，通過0.315mm篩孔的砂為18%，大于15%。 石石子是潮白河碎石，為525的連續(xù)級配，針片狀含量為5.8%,小于10%。它的級配如圖所示，在適宜泵送區(qū)之內(nèi)。 摻合料粉煤灰用的是I級粉煤灰，各項指標(biāo)均符合GB1596-91標(biāo)準(zhǔn)。 外加劑外加劑采用FS-G-III高效減水泵送劑，它屬改性萘系高性能減水劑，其特點是高效減水、緩凝、降低水化熱，適用于泵送混凝土。它的減水率可達(dá)

17、1225%，屬低堿型高效減水劑，對鋼筋無銹蝕，壓力泌水率比為28%，符合要求。混凝土配合比設(shè)計 配合比設(shè)計要求工程名稱及部位：北工大綜合樓六層頂板、梁、樓梯 強度等級：C35 坍落度： 160180mm 其他要求：現(xiàn)場攪拌泵送 原材料：P.O 42.5R,唐山冀東盾石；密云中砂，細(xì)度模數(shù)2.5；潮白河碎石525連續(xù)級配，最大粒徑25mm；FS-G-III泵送劑，摻量C1%，減水率20%；粉煤灰I級。溫度17，密實度筒1.5Kg。配合比計算基準(zhǔn)配合比試配強度fcu,0fcu,k+1.645 取5 fcu,035+1.6455=43.2 試配強度取43MPa水灰比的計算 = = = 0.50根據(jù)石

18、子最大粒徑及混凝土坍落度選用用水量mw0為235L 摻泵送劑(摻量為C1%減水率為20%)混凝土用水量： mwa = mw0(1) = 235（120%） = 188L取用水量190L。根據(jù)石子最大粒徑與水灰比及砂的細(xì)度模數(shù)選用砂率為40%每立方米混凝土的水泥用量mc0 mco = = = 380 Kg/M3水泥漿的體積 VP = +W0 = +190 = 313 L砂和石料的總體積 VA = 1000（1a） VP = 1000（12%）313 = 667 L砂的重量 S0 = VA*QS*S = 66740%2.6 = 694 Kg/M3石的重量 G0 = VA*（1QS）*g =667(

19、140%) 2.7 = 1081 Kg/M3摻加粉煤灰與泵送劑的泵送混凝土粉煤灰取代水泥量15%,粉煤灰的超量系數(shù)取1.2 F = mco* f (%) = 380 15% = 57 Kg/M3粉煤灰的總摻量 Ft =K*F = 1.257 = 68 Kg/M3粉煤灰超量部分摻量 Fe = (K1)*F =（1.21）57 = 11 Kg/M3水泥的重量 mc = mcoF = 38057 = 323 Kg/M3粉煤灰超量取代后砂的重量 Se = S0 *s = 734 *2.6 = 721 Kg/M3試配 石子最大粒徑25mm，砂含水率5%，試配每盤用量15L，如下表： WCSGFS-G-I

20、II（C1%）FA每M319032372110813.868每盤2.84.810.816.20.0571.020調(diào)整2.34.811.316.20.0571.020 經(jīng)試驗測得坍落度為190mm。經(jīng)過1h塌落度為165mm.，混凝土拌合物和易性好，無泌水，無離析。配合比調(diào)整 密度計算：測得密實的混凝土和筒總質(zhì)量為13.30Kg,筒的質(zhì)量 為1.5Kg，筒的容積為5L，則混凝土的密度實測值為： = 2360 Kg/M3 計算值為2387Kg/M3。故得校正系數(shù)=2360/2387=0.99，不用調(diào)整。 按普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程確定混凝土的配合比為： 水灰比0.50，水膠比0.49，砂率為40%

21、 重量比為水：水泥：砂：石：FS-G-III泵送劑：粉煤灰 =0.59：1：2.23：3.35：0.01：0.21。試配強度3天強度： 28.8Mpa7天強度：36.9Mpa28天強度：43.9Mpa28天強度滿足試配強度。五、結(jié)論我們按照規(guī)范、規(guī)程的要求，嚴(yán)格選擇控制原材料的品種、質(zhì)量。特別是石子的最大粒徑為25mm；水泥為P.O 42.5R；粉煤灰為I級灰，并采用超量取代，保證了混凝土不出現(xiàn)泌水、離析。以上這些使混凝土拌合物的和易性和可泵性良好。2我們對FS-G-III高效減水泵送劑進(jìn)行了復(fù)試，其壓力泌水率比為28%，遠(yuǎn)小于一等品規(guī)定的小于等于90%的指標(biāo)。試配中觀察到混凝土沒有出現(xiàn)泌水、離析的現(xiàn)象，和易性很好， 這是因為我們著重選好了泵送劑，并用超量取代法摻加粉煤灰，大大減少了出現(xiàn)泌水的可能性。減少泌水是保證可泵性好的重要措施。3FS-G-III高效減水泵送劑為非引氣型泵送劑，所以沒有測定含氣量，如果是引氣型泵送劑，應(yīng)測定混凝土的含氣量，同時采用較高強度等級的水泥保證混凝土強度達(dá)到要求。4設(shè)計配制的混凝土中，由于采用超量取代法，一部分粉煤灰取代了與其等質(zhì)量的砂，使得水泥漿體總量（或稱膠凝材料漿體，包括水泥和粉煤灰，含氣量）由313L增加到339L。水泥漿體總量應(yīng)為300350L，在這個范圍內(nèi)，