輕集料混凝土研制與泵送技術(shù)總結(jié)魯班獎(jiǎng)附圖

輕集料混凝土研制與泵送技術(shù)技術(shù)總結(jié)2007年8月月1前言言外凝現(xiàn)具功性度能普一足應(yīng)提能還用物煤污產(chǎn)既資治染有濟(jì)義和輕土史挪日國(guó)輕土應(yīng)先對(duì)性混究及集的產(chǎn)性的個(gè)點(diǎn)善作性得果的層中均強(qiáng)凝混約大自基減量由分合混究作世高能研晚期產(chǎn)所料不品少集的施雜料施力耐認(rèn)輕土通這礙混國(guó)推使集的用較代隨混的強(qiáng)輕土逐有重我年用粒心墻結(jié)大模澆凝逐工推可在強(qiáng)性發(fā)當(dāng)材術(shù)向輕土大廣此況料生施行重意混施用混凝土泵送施工工工藝以其便便捷的操作方方式在普通混混凝土結(jié)構(gòu)施施工中得到了了相當(dāng)廣泛的的應(yīng)用，成為為目前普通混混凝土施工的的最重要手段段。但是在輕輕集料混凝土土中，由于輕輕集料具有與與普通砂石集集料不同的物物理、力學(xué)性性能特點(diǎn)，這這使其混凝土土的相關(guān)制備備和性能與普普通混凝土有有很大差異，由由此產(chǎn)生在混混凝土設(shè)計(jì)、使使用技術(shù)方面面的許多難題題，施工工藝藝的實(shí)施也因因此受到限制制，不如目前前大量使用的的普通混凝土土便利，以型成為影響和制約泵送輕集料混凝土大批量推廣應(yīng)用的重要因素。在這項(xiàng)工藝?yán)?，輕輕集料的吸水水率是至關(guān)重重要的技術(shù)指指標(biāo)。龔洛書(shū)書(shū)指出發(fā)展高高性能輕集料料混凝土“要首先解決決輕集料的吸吸水率問(wèn)題”，他提出“吸水率高的的陶粒，一方方面不能適應(yīng)應(yīng)現(xiàn)代泵送混混凝上施工的的要求……因此，生生產(chǎn)出一種具具有更低吸水水率，施工時(shí)時(shí)不需預(yù)濕，而而又具有更好好耐久性的人人造輕集料，即即高性能輕集集料，就成了了人們關(guān)注的的首要問(wèn)題。”而對(duì)于高性性能輕集料吸吸水率的界定定，目前存在在種觀點(diǎn)，一一種觀點(diǎn)認(rèn)為為必須具有與與普通集料相相近的極低的的吸水率(比如24h吸水率＜2%)；另一種觀觀點(diǎn)則認(rèn)為高高性能輕集料料只要具有比比普通輕集料料更低的吸水水率(一般24h吸水率不大大于5%)，用于泵送送施工時(shí)不需需飽和預(yù)濕，則則可獲得較好好的施工性能能和抗凍耐久久性，其自收收縮也較普通通碎石混凝土土小。以上兩兩種觀點(diǎn)，無(wú)無(wú)論哪種觀點(diǎn)點(diǎn)，均認(rèn)為輕輕集料的吸水水率越小越好好，而對(duì)高性性能輕集料吸吸水率的界定定，均不超過(guò)過(guò)5%?；仡檱?guó)內(nèi)內(nèi)目前成功運(yùn)運(yùn)用泵送技術(shù)術(shù)施工的工程程，幾乎都是是使用的高性性能輕集料。90年代中期的的珠海國(guó)際會(huì)會(huì)議中心10層~21層樓板使用用結(jié)構(gòu)LWC，實(shí)現(xiàn)了泵泵送施工。上上海市使用宜宜昌寶珠陶粒粒公司產(chǎn)的吸吸水率小于3%的高性能輕輕集料，將表表觀密度1200kkg/m3的砂輕輕集集料混凝土泵泵送到了100m以上高度的的屋面。2006年宜昌在“濱江國(guó)際”高層建筑中中，對(duì)6層~29層結(jié)構(gòu)使用用了密度等級(jí)級(jí)1800kg/m33的輕集料混混凝土，是國(guó)國(guó)內(nèi)近期最大大規(guī)模的一次次輕集料混凝凝土泵送施工工應(yīng)用，最高高泵送高度達(dá)達(dá)到101m，使用的陶陶粒24h吸水率＜5%。這些都說(shuō)說(shuō)明了吸水率率指標(biāo)對(duì)泵送送施工的重要要性，也指出出了研制生產(chǎn)產(chǎn)高性能輕集集料對(duì)大規(guī)模模推廣應(yīng)用輕輕集料混凝土土的關(guān)鍵性。混施要術(shù)工混物的流坍性前的土實(shí)混送要以術(shù)性集密泥泵制易料從凝性混泵到工泵土使強(qiáng)在中隱輕土控要一料的度：正商因大以其須的輕輕集料一般吸吸水量大、吸吸水速度快，所所以輕集料混混凝土，尤其其是砂輕混凝凝土在長(zhǎng)距離離運(yùn)輸以及泵用往往會(huì)因因?yàn)槭^(guò)快快而發(fā)生堵泵泵，因此如何何解決輕集料料混凝土的工工作度保持問(wèn)問(wèn)題是一個(gè)施施工難題；日通低集泵的但本適模我土問(wèn)常是進(jìn)理料飽方粗混過(guò)適如砂集工雜難質(zhì)證題集一漿該配特比和土的此輕土求配行1.4本課題的和困本課題背我們承建的武漢漢天河機(jī)場(chǎng)航航站區(qū)及配套套設(shè)施擴(kuò)建工工程（航站樓樓工程），該該工程樓面采采用60mm--100mmm厚LC7.5級(jí)輕集料混混凝土找平，混混凝土干表觀觀密度設(shè)計(jì)要要求不大于1400kkg/m3。該工程設(shè)設(shè)計(jì)輕集料找找平層1000000m2，約6000mm3，且要求60天內(nèi)完成。由由于工作量大大、工期短，按按常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)拌拌制、人工轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)方法無(wú)法法按期完成，因因此我們希望望利用泵送施施工方法解決決輕集料混凝凝土的施工問(wèn)問(wèn)題。另外，武漢世茂茂錦繡長(zhǎng)江2#樓項(xiàng)目的設(shè)設(shè)計(jì)方多次提提出使用CL30～CL40輕集料混凝凝土對(duì)100m以上高度的的結(jié)構(gòu)進(jìn)行泵泵送施工,以指導(dǎo)后續(xù)續(xù)工程的設(shè)計(jì)計(jì)。我們據(jù)此此對(duì)1900kkg/m3級(jí)CL30～CL40輕集料混凝凝土泵送施工工進(jìn)行了研制制開(kāi)發(fā)，分析析和解決該輕輕集料混凝土土勻質(zhì)性、強(qiáng)強(qiáng)度、坍落度度損失控制的的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)問(wèn)題，并以武武漢世茂錦繡繡長(zhǎng)江2#樓項(xiàng)目為支支撐點(diǎn)，進(jìn)行行高層泵送試試驗(yàn)，希望為為今后同類(lèi)型型的工程施工工積累有益的的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)進(jìn)泵送輕集料料混凝土在結(jié)結(jié)構(gòu)的大規(guī)模模推廣應(yīng)用。本課題主所本時(shí)料課要幾輕集料料混凝土勻質(zhì)質(zhì)性控制。相相關(guān)資料表明明，雖然國(guó)外外已經(jīng)應(yīng)用了了大量泵送輕輕集料混凝土土，國(guó)內(nèi)也進(jìn)進(jìn)行了大量的的工程實(shí)踐，但但是輕集料混混凝土的勻質(zhì)質(zhì)性控制技術(shù)術(shù)，仍然是一一個(gè)難點(diǎn)，如如何針對(duì)這兩兩個(gè)項(xiàng)目作好好輕集料混凝凝土勻質(zhì)性控控制，是能否否成功實(shí)現(xiàn)泵泵送必須解決決的問(wèn)題。度控輕土采凝藝工的；泵混度也要的機(jī)料求密度＜14000kg/mm3，需選用砂砂輕混凝土。如如此低密度的的凝泵送施工工，在國(guó)內(nèi)外外相當(dāng)少見(jiàn)。由由于其施工方方量大，在選選擇材料時(shí)，根根據(jù)供應(yīng)能力力，只能選用用宜昌光大陶陶粒有限公司司生產(chǎn)的0..5h率分別高達(dá)7%%和13%以上的的頁(yè)巖陶粒和和頁(yè)巖陶砂，吸吸水率指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了55%，在同密密度等級(jí)輕集集料混凝土泵泵送施工中，應(yīng)應(yīng)用此類(lèi)材料料，尚無(wú)文獻(xiàn)獻(xiàn)表明有成功功先例。0kg/mm3混于批以可率性但生料送1國(guó)高m了關(guān)現(xiàn)前集度加如泵國(guó)成循2輕集料混混凝土泵送施施工關(guān)鍵技術(shù)術(shù)研究2.1輕集料料混凝土勻質(zhì)質(zhì)性控制技術(shù)術(shù)輕集料混凝土勻勻質(zhì)性控制機(jī)機(jī)理圖2-1混凝土外分層形成過(guò)程示意圖圖2-2混凝土內(nèi)分層形成過(guò)程示意圖混凝土拌和物主主要是由集料料、砂、水泥泥膠結(jié)材和水水等材料組成成的。由于組組成材料的比比重各不相同同，在拌和后后混凝土必然然會(huì)出現(xiàn)分層層現(xiàn)象。輕集集料混凝土拌拌和物中各組組成材料的分分布與普通混混凝土不同。對(duì)對(duì)于普通混凝凝土，集料和和砂的密度相相近，是所有有組成中顆粒粒密度較大的的組分。在拌拌和過(guò)程中比比重較小的水水、水泥漿及及帶有較小細(xì)細(xì)集料的水泥泥砂漿上浮，而而粗集料與較較大顆粒的細(xì)細(xì)集料以及包包裹它們的水水泥漿下沉，結(jié)結(jié)果造成各組組成材料在整整體上的分布布不均勻，最最終形成普通通混凝土的外外分層結(jié)構(gòu)。對(duì)對(duì)于輕集料混混凝土尤其是是砂輕混凝土土，輕集料的的顆粒密度較較小，所以在在拌和過(guò)程中中比重較小的的輕集料、水水上浮，而水水泥漿體和細(xì)細(xì)集料下沉，結(jié)結(jié)果形成與普普通混凝上不不同的外分層層結(jié)構(gòu)。圖2-1是輕集料混混凝土外分層層結(jié)構(gòu)的形成成過(guò)程示意圖圖。由圖可見(jiàn)見(jiàn)，外分層作作用造成顆粒粒較大的輕集集料和水分集集中在混凝土土表層，其下下是攜帶水泥泥顆粒的水泥泥漿體，底層層是夾雜較細(xì)細(xì)顆粒的水泥泥砂漿。外分分層作用使得得輕集料主要要集中在混凝凝土的中上層層，處于缺少少水泥石保護(hù)護(hù)的環(huán)境中。由由于輕集料自自身顆粒強(qiáng)度度比較低，結(jié)結(jié)果在混凝土土受壓時(shí)，在在混凝土中上上層的輕集料料由于缺乏水水泥石的支撐撐和保護(hù)，將將特別容易遭遭到破壞。因因此，我們認(rèn)認(rèn)為使輕集料料混凝土拌和和物具有較高高的穩(wěn)定性、不不分層離析是是實(shí)現(xiàn)其高性性能化的技術(shù)術(shù)前提。圖2-1混凝土外分層形成過(guò)程示意圖圖2-2混凝土內(nèi)分層形成過(guò)程示意圖外分層結(jié)構(gòu)形成成的同時(shí)在混混凝土中也形形成了內(nèi)分層層結(jié)構(gòu)，形成成過(guò)程示意圖圖如圖2-2所示。內(nèi)分分層的形成主主要是由于水水在向上移動(dòng)動(dòng)的過(guò)程中，遇遇到較大的物物質(zhì)如集料、鋼鋼筋而聚集在在這些物質(zhì)下下部，與外分分層作用不同同，內(nèi)分層作作用將造成混混凝土結(jié)構(gòu)在在細(xì)觀上的不不均勻。由于于輕集料在混混凝土拌和過(guò)過(guò)程中吸入水水分，能夠降降低集料表面面的水灰比，在在混凝土硬化化后期，輕集集料的供水作作用又可以使使集料周?chē)牡乃嗨涑浞郑黾铀嗍拿軐?shí)實(shí)度，因而在在一定程度上上可以減小內(nèi)內(nèi)分層作用的的負(fù)面影響?？傊瑑?nèi)外分層層作用使混凝凝土在粗觀和和細(xì)觀上變得得不均勻，從從而降低了混混凝土的強(qiáng)度度、抗?jié)B性、抗抗化學(xué)侵蝕、抗抗碳化侵蝕、抗抗凍性和抗鋼鋼筋銹蝕等一一系列性能。從從輕集料混凝凝土內(nèi)、外分分層結(jié)構(gòu)的形形成過(guò)程可知知，消除或改改善內(nèi)、外分分層結(jié)構(gòu)，改改善混凝土的的勻質(zhì)性，是是提高輕集料料混凝土力學(xué)學(xué)性能和耐久久性的關(guān)鍵所所在，基于這這一思想，我我們創(chuàng)立了基基于拌和物穩(wěn)穩(wěn)定性控制的的高性能輕集集料混凝土設(shè)設(shè)計(jì)方法。由輕集料混凝土土拌和物的結(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析析可知，使拌拌和物具有高高穩(wěn)定性是配配制高性能混混凝土的技術(shù)術(shù)前提。但是是，為了適應(yīng)應(yīng)現(xiàn)代泵送混混凝土施工的的技術(shù)要求，在在保持高穩(wěn)定定性的前提下下，還必須使使混凝土具有有相當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)動(dòng)性。流動(dòng)性性的增加相應(yīng)應(yīng)會(huì)增大混凝凝土離析的風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)；穩(wěn)定性性越高，混凝凝土的粘聚力力越大，必然然會(huì)降低混凝凝土的流動(dòng)性性。因此流動(dòng)動(dòng)性和穩(wěn)定性性之間是一對(duì)對(duì)矛盾體。輕輕集料具有較較小的密度使使得協(xié)調(diào)解決決流動(dòng)性和穩(wěn)穩(wěn)定性之間的的矛盾具有較較大的技術(shù)難難度。研究輕輕集料混凝土土拌和物穩(wěn)定定性的控制方方法顯得尤為為重要。離析是由于構(gòu)成成混凝土的各各種固體粒子子大小、比重重不同而引起起的各組分分分離，進(jìn)而造造成不均勻和和失去連續(xù)性性的現(xiàn)象。導(dǎo)導(dǎo)致顆粒從分分散介質(zhì)中分分離的直接原原因是它們之之間發(fā)生相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生生了不同的位位移。對(duì)于成成型好的混凝凝土，各種顆顆粒的相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)速度不同同就造成了顆顆粒分布不均均勻的現(xiàn)象。這這里以輕集料料作為考察對(duì)對(duì)象，假設(shè)輕輕集料是半徑徑為r的球體。依依據(jù)假設(shè)，作作用在輕集料料上的作用力力有重力、粘粘性抵抗力和和浮力。根據(jù)據(jù)流體力學(xué)原原理，輕集料料的運(yùn)動(dòng)方程程可以寫(xiě)為：：式式2-1ρ——輕集料的的顆粒密度(g/cm3)ρc——水泥漿漿體的密度(g/cm3)r——顆粒半徑徑(cm)η——混凝土的的粘性系數(shù)(泊，達(dá)因秒/厘米2)ν——顆粒的運(yùn)運(yùn)動(dòng)速度(cm/s)經(jīng)過(guò)整理式2--1可得式2-2：式2-2式2-2通過(guò)對(duì)式2-22積分，設(shè)定定模型的初始始條件為t==0，v=0，由此此可得到式2-3：式2-3式2-3設(shè)v為顆粒的最最終速度，則則計(jì)算可得到到式2-4：式2-4式2-4輕集料的顆粒密密度一般小于于水泥漿體的的密度，即ρρ-ρc<0，所以輕集集料的運(yùn)動(dòng)速速度為負(fù)值，這這表示輕集料料的運(yùn)動(dòng)方向向與重力作用用的方向相反反，即輕集料料向上浮。輕輕集料向上運(yùn)運(yùn)動(dòng)的速度越越大，混凝土土分層離析程程度就越高。由由式2-4可見(jiàn)，輕集集料的運(yùn)動(dòng)速速度v與輕集料粒粒徑r的平方成正正比，與水泥泥漿體和輕集集料之間的密密度差(ρ-ρc)成正比，與與混凝土的粘粘度η成反比。由由此可見(jiàn)，輕輕集料的粒徑徑是最重要的的影響因素，其其次分別為水水泥漿體的粘粘度，輕集料料與水泥漿體體之間的密度度差。輕集料混凝土勻勻質(zhì)性控制方方法結(jié)合式2-4和和己有的研究究成果，我們們認(rèn)為，設(shè)計(jì)計(jì)高性能輕集集料混凝土的的主要技術(shù)方方法是：(1)嚴(yán)格控控制輕集料的的最大粒徑。根根據(jù)數(shù)學(xué)模型型可知，在其其它條件不變變的情況下，當(dāng)當(dāng)輕集料的最最大粒徑由16mm增加到31.5mmm時(shí)，輕集料料的上浮速度度將增加近4倍。因此在在使混凝土的的容重、強(qiáng)度度等綜合性能能得到保證的的條件下，應(yīng)應(yīng)盡量減小輕輕集料的最大大粒徑。球形形集料受到水水泥漿體的粘粘滯力比較小小，相比碎石石形集料更加加容易上浮，所所以配制高流流動(dòng)性混凝上上應(yīng)使用碎石石形陶粒。(2)增加水水泥漿體的粘粘度，這主要要通過(guò)摻加增增粘保塑的外外加劑或者降降低混凝土水水灰比來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。在混凝土土中加入增粘粘組分外加劑劑可提高水泥泥漿體的粘度度，同時(shí)可摻摻加粉煤灰等等發(fā)揮礦物減減水的作用，在在相同用水量量條件下增加加混凝土的流流動(dòng)性，進(jìn)而而能夠起到同同時(shí)增加輕集集料混凝土拌拌和物穩(wěn)定性性和流動(dòng)性的的作用。此外外，根據(jù)普通通混凝土配制制的特性，水水灰比越小，混混凝土的粘度度越高，因此此，在不對(duì)混混凝土流動(dòng)性性能產(chǎn)生負(fù)面面影響的前提提下降低水灰灰比，提高混混凝土粘度，也也是增加輕集集料混凝土拌拌和物穩(wěn)定性性和流動(dòng)性的的有效手段。(3)在不增增加混凝土容容重的同時(shí)，摻摻加纖維等物物質(zhì)，設(shè)置能能夠抑制輕集集料上浮的網(wǎng)網(wǎng)架，以抑制制輕集料上浮浮?；谝陨戏治觯谠谠O(shè)計(jì)砂輕泵泵送輕集料混混凝土?xí)r，課課題組將粗集集料的粒徑控控制在5~16mmm，粉煤灰摻摻量為330kgg/m3左右，同時(shí)時(shí)引入高分子子增粘組分和和纖維，取得得了良好的效效果，混凝土土的勻質(zhì)性能能良好。實(shí)踐證明，該方方案在天河機(jī)機(jī)場(chǎng)砂輕輕集集料混凝土的的生產(chǎn)施工中中取得了較好好的效果，混混凝土的分層層離析得到了了有效地控制制，工作性能能有了明顯改改善；而在180m高層泵送施施工中，課題題組則采用了了降低水膠比比，提高混凝凝土粘度的方方法，使混凝凝土拌和物具具有優(yōu)良的穩(wěn)穩(wěn)定性能。2.2輕集料混混凝土工作度度保持技術(shù)輕集料混凝土工工作度損失的的原因由于輕集料具有有多孔結(jié)構(gòu)，輕輕集料混凝土土工作性能損損失的原因與與普通混凝土土有較大差異異。普通混凝凝土的坍落度度經(jīng)時(shí)損失主主要是由于水水泥水化引起起的；坍落度度泵送損失主主要是由于泵泵送過(guò)程中將將混凝土中起起“滾珠軸承”作用的微小小氣泡壓縮在在一起，形成成大氣泡排出出而引起的。輕輕集料混凝土土則不同，具具有多孔結(jié)構(gòu)構(gòu)的輕集料從從周?chē)鷿{體中中持續(xù)吸水，是是引起輕集料料混凝土坍落落度經(jīng)時(shí)損失失的主要原因因；輕集料混混凝土的坍落落度泵送損失失則是由于泵泵送過(guò)程中混混凝土受到泵泵壓，漿體中中的水被壓入入輕集料中而而引起的，本本課題組在前前期的試驗(yàn)中中既遇到過(guò)類(lèi)類(lèi)似情況?？偪傊?，輕集料料的多孔結(jié)構(gòu)構(gòu)是造成輕集集料混凝土工工作性能遜于于普通混凝土土的最主要原原因。輕集料混凝土工工作度保持原原理針對(duì)輕集料混凝凝土工作性能能保持較差的的問(wèn)題，在配配制輕集料混混凝土?xí)r，目目前所采用的的方法普遍是是選用孔隙率率小，吸水率率低的高性能能輕集料，盡盡管這樣能有有效改善輕集集料混凝土的的泵送性能，但但由于高性能能輕集料來(lái)源源緊張且價(jià)格格昂貴，選用用低吸水率的的高性能輕集集料勢(shì)必會(huì)大大幅度提高輕輕集料混凝土土的成本。本項(xiàng)目所涉及的的兩種不同施施工要求，雖雖然混凝土配配合比差異較較大，但其技技術(shù)原理基本本一致，均要要求混凝土拌拌和物具有良良好的勻質(zhì)性性，良好的工工作性能保持持能力，以及及混凝土在泵泵壓作用下的的穩(wěn)定性能。這這些都要求輕輕集料的吸水水率盡量低，同同時(shí)要求混凝凝土中水泥漿漿體必須具有有一定的粘度度，而且在壓壓力作用下的的良好保水性性能也是水泥泥漿體所必須須的。輕集料混凝土工工作度保持技技術(shù)由于本項(xiàng)目所涉涉及到兩種不不同施工要求求，混凝土配配合比差異較較大，因此采采取的工作度度保持技術(shù)也也有所區(qū)別。(1)在砂輕泵泵送輕集料研研制的過(guò)程中中。我們使用用的是吸水率率較大但是吸吸水速率較快快的頁(yè)巖陶粒粒與陶砂，因因此我們?cè)诨旎炷林屑尤肴朐稣硠┡c纖纖維以改善輕輕集料混凝土土工作性能。頁(yè)巖陶粒與陶砂砂表層質(zhì)地較較為致密，平平均孔徑較小小。由圖3-1可知，頁(yè)巖巖陶粒與陶砂砂在5min左右即可達(dá)達(dá)到90min吸水率的80%以上。利用用這一規(guī)律，在在設(shè)計(jì)砂輕輕輕集料混凝土土配合比時(shí)，可可根據(jù)頁(yè)巖陶陶粒與陶砂的的用量與吸水水率計(jì)算出其其吸水量，生生產(chǎn)混凝土?xí)r時(shí)，將輕集料料所需的水與與拌和用水一一同加入攪拌拌機(jī)，并適當(dāng)當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)時(shí)間，待輕集集料充分吸水水后再將混凝凝土卸入罐車(chē)車(chē)，運(yùn)往工地地。這樣不僅僅可以大幅度度縮短輕集料料的預(yù)濕時(shí)間間，還可以極極大地減小砂砂輕輕集料混混凝土的坍落落度經(jīng)時(shí)損失失，改善其工工作性能。增粘劑是高分子子聚合物和無(wú)無(wú)機(jī)材料的混混合物，該增增粘劑具有極極強(qiáng)的吸水能能力，且吸水水速度快，能能在數(shù)分鐘內(nèi)內(nèi)達(dá)到其飽和和吸水率。在在輕集料混凝凝土中引入增增粘劑，一方方面可以明顯顯提高漿體粘粘度，減小輕輕集料上浮，改改善輕集料混混凝土的勻質(zhì)質(zhì)性；另一方方面，增粘劑劑在混凝土拌拌和過(guò)程中，儲(chǔ)儲(chǔ)存了部分拌拌和用水，輕輕集料混凝土土泵送時(shí)，在在泵壓作用下下，增粘劑可可將拌和時(shí)儲(chǔ)儲(chǔ)存的水分釋釋放到水泥漿漿體中，減小小由于輕集料料吸水造成的的混凝土坍落落度泵送損失失。纖維是一種具有有多孔結(jié)構(gòu)的的有機(jī)纖維。在在輕集料混凝凝土拌和過(guò)程程中，纖維在在混凝土中均均勻分散，形形成纖維網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，對(duì)輕集料料的上浮起到到明顯的抑制制作用。另外外，由于纖維維具有多孔結(jié)結(jié)構(gòu)，在混凝凝土拌和過(guò)程程中可吸收部部分拌和用水水，當(dāng)輕集料料從周?chē)嗄酀{體中吸收收水分時(shí)，纖纖維可將其吸吸收的水分釋釋放出來(lái)，緩緩解由于輕集集料持續(xù)吸水水造成的坍落落度經(jīng)時(shí)損失失。綜上所述，通過(guò)過(guò)延長(zhǎng)混凝土土攪拌時(shí)間、在在混凝土中引引入增粘劑與與纖維，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了在頁(yè)巖陶陶砂不預(yù)濕、頁(yè)頁(yè)巖陶粒僅淋淋水預(yù)濕的情情況下對(duì)砂輕輕輕集料混凝凝土的泵送施施工。(2)在泵送輕輕集料混凝土土的研制過(guò)程程中，我們選選用吸水率＜＜5%的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖巖陶粒，生產(chǎn)產(chǎn)前通過(guò)灑水水預(yù)濕使陶粒粒吸水飽和。同同時(shí)通過(guò)提高高膠凝材料用用量，降低水水灰比，提高高水泥漿體的的粘度。使混混凝土中水泥泥漿體本身具具有很好的保保水性能，在在泵壓作用下下，漿體中的的水分不易分分離出來(lái)，從從而能夠很好好的控制混凝凝土的工作性性能損失。砂輕泵送送輕集料混凝凝土的研制與與泵送技術(shù)3.1砂輕泵泵送輕集料混混凝土的配制制本課題以天河機(jī)機(jī)場(chǎng)新航站樓樓項(xiàng)目為依托托進(jìn)行研究工工作。天河機(jī)機(jī)場(chǎng)新航站樓樓是武漢市天天河國(guó)際機(jī)場(chǎng)場(chǎng)標(biāo)志性建筑筑，新建航站站樓近11.63萬(wàn)m2，規(guī)模是現(xiàn)現(xiàn)有航站樓的的5倍。根據(jù)設(shè)設(shè)計(jì)需要在一一層、二層樓樓板鋪設(shè)總面面積超過(guò)1000000m2的混凝土層層，以埋設(shè)管管道提高建筑筑的保溫隔熱熱效果，為節(jié)節(jié)省采用自重重高的普通混混凝土鋪裝層層而產(chǎn)生的加加固費(fèi)用，采采用高性能輕輕集料混凝土土，其性能應(yīng)應(yīng)滿(mǎn)足要求：：=1\*GB2⑴強(qiáng)度等級(jí)不不低于LC7.5；=2\*GB2⑵干密度不大大于1400kkg/m3。課題組以以此為依托，進(jìn)進(jìn)行了砂輕泵泵送輕集料混混凝土的研制制與應(yīng)用綜合合技術(shù)的研究究，取得了顯顯著的成效。3.2材料性性能圖3-1輕集料的吸水率隨時(shí)間的變化規(guī)律課題組選用了亞亞?wèn)|普通硅酸酸鹽P.O422.5水泥，漢川Ⅱ級(jí)粉煤灰，作作為主要膠凝凝材料；選用用了宜昌光大大陶粒有限公公司的600級(jí)、700級(jí)頁(yè)巖陶粒粒、700級(jí)頁(yè)巖陶砂砂；武漢青山山的600級(jí)粘土陶粒粒，作為主要要的集料材料料，這些主要要的集料材料料的吸水率指指標(biāo)均較大（見(jiàn)見(jiàn)圖3-1），這也是是本課題的主主要難點(diǎn)之一一；選用了西西卡中國(guó)建材材生產(chǎn)的聚羧羧酸高效減水水劑；這些材材料的關(guān)鍵技技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表表3-1~表3-5。圖3-1輕集料的吸水率隨時(shí)間的變化規(guī)律表3-1水泥的相關(guān)關(guān)技術(shù)參數(shù)序號(hào)廠家品牌品種初凝時(shí)間(miin)終凝時(shí)間(h))3d強(qiáng)度(Mppa)28d強(qiáng)度(MMpa)1亞?wèn)|洋房1804.2528.551.7表3-2粉煤灰相關(guān)關(guān)技術(shù)參數(shù)序號(hào)廠家品牌品種密度(g/ccm3)細(xì)度(%)需水量(%)燒失量(%)1漢川電廠Ⅱ級(jí)1.913.0994.0表3-3使用的粗輕輕集料技術(shù)參參數(shù)序號(hào)產(chǎn)地廠家品種級(jí)配(mm)密度等級(jí)編號(hào)1宜昌光大碎石型頁(yè)巖陶粒粒5~16600GYTL60002武漢青山圓球形粘土陶粒粒5~16600QNTL60003宜昌光大碎石型頁(yè)巖陶粒粒5~16700GYTL6000表3-4細(xì)集料技術(shù)術(shù)參數(shù)序號(hào)品種產(chǎn)地廠家細(xì)度模數(shù)含泥量(%)0.5h吸水率率(%)密度等級(jí)1河砂巴河2.70.5/2頁(yè)巖陶砂宜昌光大//13700表3-5減水劑技術(shù)術(shù)參數(shù)序號(hào)品種品名產(chǎn)地廠家固含量(%)減水率(%)1聚羧酸系列Viscocrrete33301C上海20.025.02專(zhuān)用泵送劑武漢理工大學(xué)為為本課題研制制的輕集料混混凝土專(zhuān)用泵泵送劑3.3配制試試驗(yàn)研究以及及配合比優(yōu)化化選擇第一次試配為滿(mǎn)足容重要求求，我們選用用了600級(jí)及700級(jí)輕集料，以以配制大流態(tài)態(tài)輕集料混凝凝土，試驗(yàn)首首先采用了表表3-6、表3-7中的1~4#配合比，其其相關(guān)的試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3-8。表3-6利用600級(jí)頁(yè)巖巖陶粒配制混混凝土試驗(yàn)配配合比(kg/m3)編號(hào)水泥粉煤灰GYTL6000陶砂河砂水減水劑1250250396348—202422502503963001001984表3-7利用700級(jí)頁(yè)巖陶粒粒配制混凝土土試驗(yàn)配合比比(kg/m3)編號(hào)水泥粉煤灰GYTL7000頁(yè)巖陶砂河砂水減水劑3250170490336—1943.3642501704902901001973.36表3-8試驗(yàn)結(jié)果編號(hào)濕密度(kg//m3)混凝土坍落度及及經(jīng)時(shí)損失（mm）混凝土擴(kuò)展度及及經(jīng)時(shí)損失（mm）0h0.5h1h0h0.5h1h11514230185160460400300215922502402055605104403--崩塌，無(wú)法進(jìn)行行坍落度試驗(yàn)驗(yàn)4--崩塌，無(wú)法進(jìn)行行坍落度試驗(yàn)驗(yàn)由表3-8可見(jiàn)見(jiàn)，本次試驗(yàn)驗(yàn)的3#、4#配比的工作作性能無(wú)法達(dá)達(dá)到施工要求求，主要存在在以下幾個(gè)問(wèn)問(wèn)題：=1\*GB2⑴混凝土漿集集比過(guò)小，輕輕集料上浮嚴(yán)嚴(yán)重，漿體無(wú)無(wú)法包裹集料料，混凝土無(wú)無(wú)流動(dòng)性。=2\*GB2⑵1#配比的的濕密度較小小，且初始流流動(dòng)性較好，但但混凝土坍落落度和擴(kuò)展度度經(jīng)時(shí)損失較較大，60mmin時(shí)已基本失失去流動(dòng)性，難難以滿(mǎn)足施工工要求。=3\*GB2⑶2#配比的工工作性能優(yōu)于于1#配比，但濕濕密度太大，達(dá)達(dá)到了1592kkg/m3，難以確保保其干密度小小于1400kkg/m3。本次試配配未能得到滿(mǎn)滿(mǎn)足配制要求求的配比。第二次試配根據(jù)第一次試配配的結(jié)果，我我們發(fā)現(xiàn)要達(dá)達(dá)到泵送要求求，必須解決決三個(gè)方面的的問(wèn)題：(1)輕集料料容易上浮，混混凝土勻質(zhì)性性難以得到保保證；(2)混凝土土的坍落度以以及擴(kuò)展度損損失較快；(3)配制的的混凝土密度度偏大，達(dá)不不到小于14400kg//m3的要求。為了解決上述問(wèn)問(wèn)題，課題組組決定在第一一次試配的1#配比中引入入硅灰作為增增粘組分，以以改善混凝土土的泵送性能能。相關(guān)的試試驗(yàn)配比見(jiàn)表表3-9。試驗(yàn)結(jié)果果見(jiàn)表3-10。表3-9利用600級(jí)頁(yè)巖陶粒粒配制混凝土土試驗(yàn)配合比比(kg/m3)編號(hào)水泥粉煤灰硅灰GYTL6000陶砂水減水劑1235170153963482084表3-10試驗(yàn)結(jié)果編號(hào)濕密度(kg//m3)混凝土坍落度及及經(jīng)時(shí)損失（mm）混凝土擴(kuò)展度及及經(jīng)時(shí)損失（mm）0h0.5h1h0h0.5h1h11537225220210530500450由表3-10可可見(jiàn)，摻入硅硅灰后，混凝凝土的工作性性能有了明顯顯改善，60min的坍落度和和擴(kuò)展度損失失分別為15mm和80mm，混凝土性性能基本達(dá)到到了泵送施工工的要求。用硅灰作為泵送送劑雖然能顯顯著改善混凝凝土的泵送性性能，但由于于硅灰作為高高強(qiáng)混凝土常常用的礦物摻摻合料，近年年來(lái)得到了廣廣泛的應(yīng)用，經(jīng)經(jīng)常出現(xiàn)供不不應(yīng)求的局面面，價(jià)格也在在逐步攀升。據(jù)據(jù)調(diào)查，目前前硅灰的平均均價(jià)格已經(jīng)達(dá)達(dá)到了3000元/t左右。硅灰灰作為混凝土土泵送劑使用用時(shí)，摻量一一般為膠凝材材料總重量3%左右。按照照上述配比，每每方混凝土硅硅灰的用量達(dá)達(dá)到13.2kkg，按3000元/t的價(jià)格計(jì)算算，每方混凝凝土成本增加加近40元，會(huì)給業(yè)業(yè)主造成沉重重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)擔(dān)。另外，在施工現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研時(shí)發(fā)發(fā)現(xiàn)，工地上上的混凝土攪攪拌站沒(méi)有空空閑的儲(chǔ)料罐罐，若使用硅硅灰作為泵送送劑，在生產(chǎn)產(chǎn)輕集料混凝凝土之前必須須先清空一個(gè)個(gè)儲(chǔ)料罐用于于儲(chǔ)存硅灰，生生產(chǎn)完畢后又又要將該儲(chǔ)料料罐清空，用用以?xún)?chǔ)存其它它粉料。這勢(shì)勢(shì)必浪費(fèi)大量量的人力物力力，影響施工工進(jìn)度。綜上所述，在本本工程中使用用硅灰作為泵泵送劑的方案案是不可行的的。第三次試配針對(duì)輕集料混凝凝土的特點(diǎn)，總總結(jié)前兩次試試配的經(jīng)驗(yàn)，深深入分析了輕輕集料混凝土土坍落度經(jīng)時(shí)時(shí)損失與泵送送損失的原因因，提出了使使用增粘劑和和纖維改善輕輕集料混凝土土泵送性能的的方案，試驗(yàn)驗(yàn)配合比與試試驗(yàn)結(jié)果分別別見(jiàn)表3-11、表3-12和表3-13。表3-11利用600級(jí)頁(yè)巖陶粒粒配制混凝土土試驗(yàn)配合比比(kg/m3)編號(hào)水泥粉煤灰GYTL600陶砂河砂水減水劑泵送劑備注1200330490370—2644.240.445陶粒、陶砂都不不預(yù)濕22003304902961402374.240.445陶粒預(yù)濕30mmin陶砂不預(yù)濕濕32003304902222802424.240.445陶粒預(yù)濕30mmin陶砂不預(yù)濕濕表3-12利用600級(jí)粘土陶粒粒配制混凝土土試驗(yàn)配合比比(kg/m3)編號(hào)水泥粉煤灰GYNT600陶砂河砂水減水劑泵送劑備注4200330440390—2644.240.445陶粒、陶砂都不不預(yù)濕52003304403121402424.240.445陶粒預(yù)濕30mmin陶砂不預(yù)濕濕表3-13試驗(yàn)結(jié)果編號(hào)濕密度(kg//m3)混凝土工作性能能及經(jīng)時(shí)損失失（mm）0h坍落度0h擴(kuò)展度1h坍落度1h擴(kuò)展度113602756752656352142028068028067531560270675----4137027567527564551460270675270670由表3-13可可見(jiàn)，與前兩兩次試配相比比，在輕集料料混凝土中加加入增粘劑和和纖維后，混混凝土的工作作性能均有明明顯改善，即即使是用吸水水率較高的粘粘土陶粒配制制的輕集料混混凝土，其工工作性能損失失也很小。所所有配比的60min坍落度損失失均不超過(guò)20mm，60min擴(kuò)展度損失失最大不超過(guò)過(guò)40mm，工作性能能良好。3#配比由于濕濕密度較大，難難以達(dá)到干密密度小于1400kkg/m3的要求，沒(méi)沒(méi)有做坍落度度損失試驗(yàn)。盡管增粘劑和纖纖維的價(jià)格較較高，但摻量量極低，僅為為膠凝材料總總量的萬(wàn)分之之幾到千分之之幾，遠(yuǎn)低于于硅灰3%左右的摻量量。經(jīng)計(jì)算，使使用增粘劑作作為泵送劑，每每方混凝土成成本僅增加約約6元，而使用用硅灰作為泵泵送劑，每方方混凝土成本本增加約40元，且硅灰灰對(duì)輕集料混混凝土工作性性能的改善效效果尚不如增增粘劑，同時(shí)時(shí)采用泵送工工藝節(jié)省人工工費(fèi)用和縮短短工期產(chǎn)生的的平均經(jīng)濟(jì)效效益為每方220元。因此，使使用增粘劑作作為泵送劑，不不僅能更好地地改善輕集料料混凝土的泵泵送性能，還還可產(chǎn)生顯著著的綜合經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益。圖3-2砂輕輕集料混凝土的坍落度試驗(yàn)（左圖為初始坍落度，右圖為90min坍落度）圖3-2砂輕輕集料混凝土的坍落度試驗(yàn)（左圖為初始坍落度，右圖為90min坍落度）3.4中試以以及生產(chǎn)施工工應(yīng)用為確保施工時(shí)泵泵送成功，選選擇第3次試配中工工作性能較好好的2#配比，在中中建三局商品品混凝土公司司漢口攪拌站站進(jìn)行了中間間試驗(yàn)，試驗(yàn)驗(yàn)過(guò)程如下：：3.4.1準(zhǔn)備備工作將料倉(cāng)殘余的石石料清空，堆堆入頁(yè)巖陶粒粒與頁(yè)巖陶砂砂；清洗攪拌拌機(jī)；安排兩兩輛罐車(chē)與一一輛37m車(chē)泵，用于于裝載和泵送送混凝土。3.4.2混混凝土生產(chǎn)按事先設(shè)定的配配合比與攪拌拌工藝生產(chǎn)混混凝土，泵送送劑在投料完完畢攪拌30s后打開(kāi)攪拌拌機(jī)的檢修蓋蓋投放，繼續(xù)續(xù)攪拌3min左右即可。第1盤(pán)：生產(chǎn)11m3，用水量2445kg/m3。卸入罐車(chē)車(chē)后取樣，發(fā)發(fā)現(xiàn)輕集料上上浮，混凝土土離析嚴(yán)重，將將該盤(pán)混凝土土廢棄。第2盤(pán)：生產(chǎn)11m3，用水量180kgg/m3。卸入罐車(chē)車(chē)后取樣，混混凝土和易性性明顯改善，但但粘聚性較差差，輕集料仍仍有較明顯的的上浮，將該該盤(pán)混凝土?xí)簳簳r(shí)留置。圖3-3混凝土取樣圖3-4坍落度試驗(yàn)第3盤(pán)：生產(chǎn)00.5m3，用水量170kgg/m3?；炷梁秃鸵仔暂^好，基基本消除了輕輕集料上浮現(xiàn)現(xiàn)象。將該盤(pán)盤(pán)混凝土卸入入罐車(chē)，與第第2盤(pán)混凝土混混合，在罐車(chē)車(chē)中攪拌約30s后取樣，測(cè)測(cè)試坍落度為為270mm，擴(kuò)展度為650mm，混凝土和和易性良好，達(dá)達(dá)到泵送要求求，準(zhǔn)備泵送圖3-3混凝土取樣圖3-4坍落度試驗(yàn)3.4.3混混凝土泵送泵送前，先生產(chǎn)產(chǎn)1m3普通砂漿潤(rùn)潤(rùn)濕泵管，然然后將混凝土土在罐車(chē)中快快速攪拌30s后卸入泵車(chē)車(chē)，打完砂漿漿后，采用50%的排量開(kāi)始始泵送輕集料料混凝土，泵泵壓為7.5MPPa左右，待混混凝土出泵后后，確認(rèn)泵送送穩(wěn)定后，將將排量降為30%，泵壓降至5MPa，混凝土仍仍能順利泵送送。混凝土泵泵出約1m3后停泵，靜靜置約20min后繼續(xù)泵送送，直至將剩剩余的混凝土土泵送完。在在整個(gè)泵送過(guò)過(guò)程中，未發(fā)發(fā)生堵管現(xiàn)象象。表3-14泵送前后混混凝土工作性性能對(duì)比坍落度(mm))擴(kuò)展度(mm))濕密度(kg//m3)泵送前2706501420泵送后2455501409圖3-5混凝土入泵圖3-6混凝土出泵泵送完畢后，取取樣測(cè)試混凝凝土坍落度為為245mm，擴(kuò)展度為550mm，濕容重為1409kkg/m3。（在不平平整的地面上上取樣，無(wú)法法保證樣品的圖3-5混凝土入泵圖3-6混凝土出泵3.4.4泵泵送施工在砂輕輕集料混混凝土泵送施施工的中間試試驗(yàn)取得成功功的基礎(chǔ)上，在在天河機(jī)場(chǎng)工工地進(jìn)行了泵泵送施工，施施工時(shí)所用的的配合比見(jiàn)表表3-15，泵送施工工過(guò)程見(jiàn)表3-16，泵送前后后混凝土的工工作性能見(jiàn)表表3-17。表3-15利用600級(jí)頁(yè)巖陶粒粒生產(chǎn)混凝土配合比(kg/m3)編號(hào)水泥粉煤灰600級(jí)頁(yè)巖陶陶粒700級(jí)頁(yè)巖陶陶砂河砂水減水劑泵送劑備注1200330490370—2354.240.445陶粒淋水預(yù)濕，陶陶砂不預(yù)濕22003304902961402204.240.445陶粒淋水預(yù)濕，陶砂不預(yù)濕表3-16泵送施工過(guò)過(guò)程車(chē)次混凝土配合比開(kāi)始泵送時(shí)間結(jié)束泵送時(shí)間泵送耗時(shí)(miin)泵送量(m3))129:409:501032210:1310:281543210:3610:44824110:5211:0192注：泵送高度112~13m，泵送壓力5.6MPPa，攪拌壓力4.8MPPa，泵送排量35%表3-17泵送前后混混凝土工作性性能對(duì)比（試試樣配比為2#配比）坍落度(mm))擴(kuò)展度(mm))28d強(qiáng)度(MMpa)泵送前27075012.5泵送后27067511.8由表3-16可可見(jiàn)，泵送過(guò)過(guò)程中最長(zhǎng)停停泵時(shí)間達(dá)到到23min（第1車(chē)與第2車(chē)之間），但但并未造成堵堵泵等事故，說(shuō)說(shuō)明混凝土在在停泵時(shí)間較較長(zhǎng)時(shí)，仍能能維持良好的的工作性能，而而在實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)中，由于調(diào)調(diào)度不合理等等原因，停泵泵事件時(shí)有發(fā)發(fā)生，該混凝凝土良好的工工作性能對(duì)確確保泵送施工工的順利進(jìn)行行具有重要意意義。表3-17是輕集料混混凝土泵送前前后工作性能能對(duì)比，從表表中可見(jiàn)，泵泵送前后混凝凝土坍落度幾幾乎沒(méi)有損失失，擴(kuò)展度損損失僅為75mm。綜上所述述，該混凝土土泵送性能良良好，可望實(shí)實(shí)現(xiàn)大高度、長(zhǎng)長(zhǎng)距離的泵送送施工。3.5砂輕輕集集料混凝土的的隔熱保溫性性能由于此次施工的的天河機(jī)場(chǎng)砂砂輕泵送輕集集料主要是用用于鋪裝層，因因此我們對(duì)輕輕集料混凝土土的隔熱保溫溫性能也進(jìn)行行了檢測(cè)。就泵送施工時(shí)的的兩個(gè)配比（見(jiàn)見(jiàn)表3-155）取樣，烘烘干后測(cè)得其其密度為12290kg//m3，根據(jù)JGJJ51-20002的規(guī)定定，其密度等等級(jí)為13000級(jí)。按JGJJ51-20002規(guī)定的的方法對(duì)混凝凝土進(jìn)行各種種熱物理性能能測(cè)試，數(shù)據(jù)據(jù)見(jiàn)表2-11。由表2-1可見(jiàn)見(jiàn)，砂輕輕集集料混凝土的的各項(xiàng)熱物理理性能都達(dá)到到了JGJ551-20002的要求。摻摻有20%河砂的的砂輕混凝土土由于干表觀觀密度較大，其其熱物理性能能略差，但仍仍然能夠滿(mǎn)足足規(guī)范的要求求；砂輕輕集集料混凝土的的熱物理性能能更是明顯優(yōu)優(yōu)于規(guī)范的規(guī)規(guī)定。表2-1輕集料混混凝土的熱物物理性能指標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)熱系數(shù)比熱容導(dǎo)溫系數(shù)蓄熱系數(shù)λdλccdccαdαcSd24Sc24(W/m·K))(kJ/m/kkg·K)(m2/h)(W/m2·KK)JGJ51-220020.420.520.840.921.381.435.736.93表81#配比比0.330.420.760.821.271.325.146.33表82#配比比0.360.480.800.871.301.365.316.463.6結(jié)論通過(guò)課題組的研研究，本課題題對(duì)以下兩個(gè)個(gè)方面的問(wèn)題題進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)創(chuàng)性工作，很很好地解決了了泵送工藝中中存在的問(wèn)題題。(1)通過(guò)優(yōu)優(yōu)化混凝土配配合比，使用用輕集料混凝凝土專(zhuān)用泵送送劑，實(shí)現(xiàn)了了對(duì)使用高吸吸水率的普通通輕集料甚至至劣質(zhì)輕集料料的混凝土的的泵送施工，如如圖3-1所示，本工工程所用的頁(yè)頁(yè)巖陶粒和頁(yè)頁(yè)巖陶砂的0.5h吸水率分別別高達(dá)7%和13%以上，對(duì)利利用這些輕集集料配制、生生產(chǎn)、成功泵泵送輕集料混混凝土的研究究在國(guó)內(nèi)外均均未見(jiàn)相關(guān)報(bào)報(bào)道；(2)通過(guò)對(duì)對(duì)生產(chǎn)工藝的的改進(jìn)，我們們發(fā)現(xiàn)，在配配制生產(chǎn)混凝凝土?xí)r，輕細(xì)細(xì)集料可以不不用預(yù)濕，輕輕粗集料僅在在生產(chǎn)前淋水水預(yù)濕即可，基基本上避免了了為預(yù)濕輕集集料而產(chǎn)生的的額外費(fèi)用，簡(jiǎn)簡(jiǎn)化了輕集料料混凝土的生生產(chǎn)工藝。綜上所述，可得得出如下結(jié)論論：(1)輕集料料混凝土的勻勻質(zhì)性控制技技術(shù)是泵送施施工工藝控制制的關(guān)鍵技術(shù)術(shù)；(2)利用高高吸水率輕質(zhì)質(zhì)頁(yè)巖陶粒配配制混凝土?xí)r時(shí)，通過(guò)摻用用增粘劑、使使用聚合物纖纖維適當(dāng)提高高其粘聚性能能，可配制出出性能優(yōu)良的的泵送輕集料料混凝土；(3)泵壓作作用對(duì)本研究究的輕集料混混凝土的工作作性能幾乎沒(méi)沒(méi)有影響，這這主要是由于于混凝土的粘粘聚性能增加加的結(jié)果；(4)本項(xiàng)目目使用的輕集集料混凝土，具具有良好的工工作性能和坍坍落度保持性性能，可望實(shí)實(shí)現(xiàn)大高度、長(zhǎng)長(zhǎng)距離的泵送送施工。4度180m輕集料混凝凝土的研制與與泵送施工技技術(shù)4.1配制要要求按照建筑單體的的施工要求，配配制的輕集料料混凝土強(qiáng)度度必須滿(mǎn)足LC30要求，密度度滿(mǎn)足1900kgg/m3級(jí)別要求，由由于攪拌距施施工現(xiàn)場(chǎng)的路路程較遠(yuǎn)，運(yùn)運(yùn)輸以及施工工所需要的時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)，我我們還需要對(duì)對(duì)混凝土的2h坍落度、擴(kuò)擴(kuò)展度損失進(jìn)進(jìn)行控制。4.2原材料料相關(guān)性能課題組選用了亞亞?wèn)|普通硅酸酸鹽P.O422.5水泥，漢川Ⅱ級(jí)粉煤灰，作作為主要膠凝凝材料；選用用了宜昌寶珠珠陶粒有限公公司生產(chǎn)的800級(jí)高強(qiáng)陶粒粒、巴河河砂砂作為主要的的集料材料；；選用了西卡卡中國(guó)建材生生產(chǎn)的聚羧酸酸高效減水劑劑。這些材料料的關(guān)鍵技術(shù)術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4-1~表4-5。表4-1水泥的相關(guān)關(guān)技術(shù)參數(shù)序號(hào)廠家品牌品種初凝時(shí)間(miin)終凝時(shí)間(h))3d強(qiáng)度(Mppa)28d強(qiáng)度(MMpa)1亞?wèn)|洋房1804.2528.551.7表4-2粉煤灰相關(guān)關(guān)技術(shù)參數(shù)序號(hào)廠家品牌品種密度(g/ccm3)細(xì)度(%)需水量(%)燒失量(%)1漢川電廠Ⅱ級(jí)1.913.0994.0表4-3輕集料相相關(guān)技術(shù)參數(shù)數(shù)序號(hào)產(chǎn)地廠家品種級(jí)配(mm)密度等級(jí)24h吸水率((%)1宜昌寶珠碎石型頁(yè)巖陶粒粒5~208004.8表4-4細(xì)集料技術(shù)術(shù)參數(shù)序號(hào)品種產(chǎn)地廠家細(xì)度模數(shù)含泥量(%)堆積密度(kgg/m3)空隙率(%)1河砂巴河2.70.5146042表4-5高效減水劑劑技術(shù)參數(shù)序號(hào)品種品名產(chǎn)地廠家固含量(%)減水率(%)1聚羧酸系列Viscocrrete33301C上海20.025.04.3配合比比試驗(yàn)以及優(yōu)優(yōu)化選擇混凝土配制的技技術(shù)路線(xiàn)由砂輕泵送輕集集料混凝土研研制與應(yīng)用綜綜合技術(shù)中的的式2-1可知，輕集集料在混凝土土中向上運(yùn)動(dòng)動(dòng)的速度越大大，混凝土分分層離析程度度就越高。輕輕集料的運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度v與輕集料粒粒徑r的平方成正正比，與水泥泥漿體和輕集集料之間的密密度差(ρ-ρc)成正比，與與混凝土的粘粘度η成反比。由由此可見(jiàn)，輕輕集料的粒徑徑是最重要的的影響因素，其其次分別為水水泥漿體的粘粘度，輕集料料與水泥漿體體之間的密度度差。另外，考考慮到輕集料料的吸水率是是影響混凝土土坍落度損失失的原因，在在設(shè)計(jì)該混凝凝土配合比時(shí)時(shí)，提出以下下幾點(diǎn)解決方方案：(1)嚴(yán)格控控制輕集料的的最大粒徑。根根據(jù)數(shù)學(xué)模型型可知，在其其它條件不變變的情況下，當(dāng)當(dāng)輕集料的粒粒徑越大，輕輕集料的上浮浮速度越快。因因此在使混凝凝土的容重、強(qiáng)強(qiáng)度等綜合性性能得到保證證的條件下，應(yīng)應(yīng)盡量減小輕輕集料的最大大粒徑。球形形集料受到水水泥漿體的粘粘滯力比較小小，相比碎石石形集料更加加容易上浮，所所以配制高流流動(dòng)性混凝上上應(yīng)使用碎石石形陶粒；(2)選用吸吸水率小的宜宜昌寶珠高強(qiáng)強(qiáng)頁(yè)巖陶粒，吸吸水率＜5%，而且采用用生產(chǎn)前預(yù)濕濕的處理手段段，使陶粒預(yù)預(yù)先吸水飽和和；(3)提高膠膠凝材料用量量，增加混凝凝土的粘度，提提高輕集料混混凝土體系的的勻質(zhì)性，同同時(shí)摻加粉煤煤灰發(fā)揮其礦礦物減水的作作用，在相同同用水量條件件下增加混凝凝土的流動(dòng)性性，進(jìn)而能夠夠起到同時(shí)增增加輕集料混混凝土拌和物物穩(wěn)定性和流流動(dòng)性的作用用。基于以上分析，在在設(shè)計(jì)本工程程的超高層泵泵送輕集料混混凝土?xí)r，將將粗集料的粒粒徑控制在5~20mmm，同時(shí)在保保證混凝土坍坍落度的前提提下，提高混混凝土的粘聚聚性、控制混混凝土的坍落落度以確保混混凝土的勻質(zhì)質(zhì)性。實(shí)踐證證明，該方案案在錦繡長(zhǎng)江江超高層泵送送輕集料混凝凝土的生產(chǎn)施施工中取得了了較好的效果果，混凝土的的分層離析得得到了有效地地控制，工作作性能有了明明顯改善。配合比初步試驗(yàn)驗(yàn)根據(jù)提出的技術(shù)術(shù)路線(xiàn)，參照照《輕集料混混凝土技術(shù)規(guī)規(guī)程》（JGJ511-20022），按照絕絕對(duì)體積法進(jìn)進(jìn)行配合比設(shè)設(shè)計(jì)，混凝土土設(shè)計(jì)容重1900kkg/m3。試驗(yàn)配合合比見(jiàn)表4-6。表4-6利用700級(jí)頁(yè)巖陶粒粒配制混凝土土試驗(yàn)配合比比(kg/m3)編號(hào)水泥粉煤灰GYTL8000河砂水減水劑1320806007201805.022801206007201805.03360906006901804.543151356006901804.5表4-7表4-6配合比試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果編號(hào)濕密度(kg//m3)坍落度（mm）擴(kuò)展度（mm）新拌混凝土狀態(tài)態(tài)描述28d強(qiáng)度(MMpa)倒坍落度流動(dòng)時(shí)時(shí)間(s)11940220580包裹差，輕集料料上浮嚴(yán)重50.51421930235575包裹一般，輕集集料輕微上浮浮51.12131910250565包裹一般，輕集集料輕微上浮浮55.0941930265630包裹一般，輕集集料輕微上浮浮52.88從表4-7試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果可以看看出，各配合合比強(qiáng)度均能能夠達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)要求，但是是在大坍落度度情況下均不不同程度存在在輕集料上浮浮的現(xiàn)象，以以第一組為甚甚（見(jiàn)圖4-1），嚴(yán)重影影響輕集料混混凝土的勻質(zhì)質(zhì)性，混凝土土的粘聚性能能、施工性能能較差，達(dá)不不到泵送施工工要求。通過(guò)過(guò)分析，我們們認(rèn)為必須提提高混凝土中中水泥漿體的的粘性，增加加輕集料的粘粘滯阻力來(lái)提提高混凝土的的勻質(zhì)性。因因此，我們通通過(guò)提高膠凝凝材料總量、提提高粉煤灰用用量、提高混混凝土體積砂砂率進(jìn)行進(jìn)一一步的試驗(yàn)。圖4-1勻質(zhì)性差、輕集料上浮離析的混凝土圖4-2和易性能良好的輕集料混凝土圖4-1勻質(zhì)性差、輕集料上浮離析的混凝土圖4-2和易性能良好的輕集料混凝土配合比優(yōu)化調(diào)整整以及確定表4-8是調(diào)整整后的試驗(yàn)配配合比，表4-9是表4-8配比試驗(yàn)的的結(jié)果。表4-8利用800級(jí)頁(yè)巖陶粒粒配制混凝土土試驗(yàn)配合比比(kg/m3)編號(hào)水泥粉煤灰GYTL8000河砂水減水劑13301807305401906.1223301807006201856.1233002255856082006.3表4-9表4-8配合比試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果編號(hào)濕密度(kg//m3)混凝土坍落度及及經(jīng)時(shí)損失（mm）混凝土擴(kuò)展度及及經(jīng)時(shí)損失（mm）0h1h2h0h1h2h11920255200/630450/2193526024525565065052031909260260260700700700注：對(duì)3#配比比進(jìn)行倒坍落落度流動(dòng)時(shí)間間測(cè)試，分別別為初始5s、1h7s、2h9s。通過(guò)試驗(yàn)我們可可以看出，通通過(guò)調(diào)整總體體粉料用量，增增加粉煤灰用用量，提高體體積砂率，混混凝土的粘聚聚性、包裹性性、流動(dòng)性、勻勻質(zhì)性得到明明顯改善（見(jiàn)見(jiàn)圖4-3~44-6），而且2h混凝土的工工作性能基本本無(wú)損失（見(jiàn)見(jiàn)圖4-3~44-5），2h混凝土的倒倒坍落度流動(dòng)動(dòng)時(shí)間為9s（見(jiàn)圖4-6），滿(mǎn)足本本工程混凝土土泵送的要求求，3#配比的強(qiáng)度度達(dá)到55.2MMpa，基于此，初初步確定3#配比為施工工配合比。圖4-33#配比初始坍落度圖4-43#配比1h坍落度圖4-33#配比初始坍落度圖4-43#配比1h坍落度圖4-53#配比2h坍落度圖4-63#配比2h倒坍落度流動(dòng)度4.4垂直高高度130.66m操作面輕集集料混凝土泵泵送施工圖4-53#配比2h坍落度圖4-63#配比2h倒坍落度流動(dòng)度生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工工作將頁(yè)巖陶粒用水水噴淋預(yù)濕12h（圖4-7），使陶粒粒吸水飽和，清清理出一個(gè)專(zhuān)專(zhuān)用料倉(cāng)，堆堆入經(jīng)預(yù)濕吸吸水飽和的頁(yè)頁(yè)巖陶粒。此此次施工部位位為錦繡長(zhǎng)江江2#樓42層梁板，需需要將混凝土土泵送到高度度130.66m的施工作業(yè)業(yè)面上。圖3-7輕集料預(yù)濕攪拌站生產(chǎn)質(zhì)量量控制圖3-7輕集料預(yù)濕圖4-8垂直泵送泵管布置圖按照表4-8的的3#配比進(jìn)行混混凝土生產(chǎn)，當(dāng)當(dāng)天共生產(chǎn)兩兩車(chē)12m3輕集料混凝凝土，分別取取樣，檢測(cè)混混凝土工作性性能以及力學(xué)學(xué)性能。圖4-8垂直泵送泵管布置圖現(xiàn)場(chǎng)泵送過(guò)程控控制現(xiàn)場(chǎng)的垂直泵送送管路布置示示意圖見(jiàn)圖4-8，使用三一一重工的HBT80型地泵，采采用30%排量泵送施施工，泵送過(guò)過(guò)程中泵送壓壓力平穩(wěn)，基基本穩(wěn)定在12~133Mpa。混凝土的的工作性能及28d強(qiáng)度見(jiàn)表4-10。表4-10泵送現(xiàn)場(chǎng)試試驗(yàn)以及強(qiáng)度度檢驗(yàn)結(jié)果車(chē)次濕密度(kg//m3)坍落度（mm）擴(kuò)展度（mm）新拌混凝土狀態(tài)態(tài)描述28d強(qiáng)度（Mpa）第1車(chē)1930260630包裹好、粘聚好好、流動(dòng)性好好51.5第2車(chē)1960275700包裹好、粘聚好好、流動(dòng)性好好45.6現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程質(zhì)質(zhì)量控制由圖4-9可發(fā)發(fā)現(xiàn)，混凝土土泵送到操作作面上后，粘粘聚性好、不不泌水、不離離析、流動(dòng)性性好；第二車(chē)車(chē)混凝土坍落落度稍大，板板面上出現(xiàn)了了輕集料輕微微上浮的現(xiàn)象象（見(jiàn)圖4-10），其和易易性能尚能滿(mǎn)滿(mǎn)足泵送施工工要求。泵送送完畢，對(duì)混混凝土進(jìn)行振振搗，并進(jìn)行行多次收光抹抹面，采取和和普通混凝土土一樣的養(yǎng)護(hù)護(hù)方式。待拆模后，我們們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行行了觀察（圖圖4-11），發(fā)現(xiàn)混混凝土板面和和普通混凝土土澆筑的部位位基本一致，無(wú)無(wú)蜂窩狗洞，有有輕微麻面現(xiàn)現(xiàn)象，這主要要是由于坍落落度過(guò)大所導(dǎo)導(dǎo)致，這也提提醒我們生產(chǎn)產(chǎn)時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)強(qiáng)對(duì)輕集料混混凝土的工作作性能控制。本本次泵送成功功說(shuō)明使用的的配比適合高高層泵送施工工。粘聚的混凝土粘聚的混凝土圖4-9和易性好，勻質(zhì)的混凝土出泵圖4-10坍落度稍大，輕集料輕微上浮墻角墻角輕集料混凝土板面普通混凝土墻體圖4-11輕集料混凝土結(jié)構(gòu)與普通混凝土結(jié)構(gòu)4.5垂直高高度181.44m操作面的輕輕集料混凝土土泵送施工2007年5月月4日，我們按按照表4-11配合比生產(chǎn)產(chǎn)了5車(chē)混凝土，其其工作性能見(jiàn)見(jiàn)表4-12對(duì)錦繡長(zhǎng)江2#樓頂層塔樓樓的局部剪力力墻和樓板進(jìn)進(jìn)行了澆筑，澆澆筑時(shí)使用三三一重工的HBT80型地泵，采采用30%排量泵送施施工，泵送過(guò)過(guò)程中泵壓穩(wěn)穩(wěn)定，基本穩(wěn)穩(wěn)定在14~155Mpa。表4-1155月4日輕集料混混凝土生產(chǎn)配配合比(kg/m3)編號(hào)水泥粉煤灰GYTL8000河砂水減水劑13002255856082006.3表4-12泵送現(xiàn)場(chǎng)試試驗(yàn)以及強(qiáng)度度檢驗(yàn)結(jié)果濕密度(kg//m3)坍落度（mm）擴(kuò)展度（mm）新拌混凝土狀態(tài)態(tài)描述0h現(xiàn)場(chǎng)0h現(xiàn)場(chǎng)1930270270650630包裹好、粘聚好好、流動(dòng)性好好整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)澆筑施施工過(guò)程歷時(shí)時(shí)3h，中間因?yàn)闉楣さ乇ＭＭｎD了1h，期間每隔5min養(yǎng)泵一次，重重新開(kāi)始施工工時(shí)沒(méi)有發(fā)生生堵管事故。表4-12是生生產(chǎn)的輕集料料混凝土取樣樣檢測(cè)的情況況，由表可知知，該混凝土土具有良好的的工作性能，勻勻質(zhì)性、粘聚聚性能均能夠夠有效滿(mǎn)足輕輕集料混凝土土的施工要求求（見(jiàn)圖4-12）。每車(chē)混混凝土從開(kāi)始始生產(chǎn)到現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)泵送施工完完畢大約歷時(shí)時(shí)1.5h，現(xiàn)場(chǎng)坍落落度和生產(chǎn)出出機(jī)時(shí)相比幾幾乎沒(méi)有損失失（見(jiàn)圖4-13）；入泵的的混凝土粘聚聚性能良好（見(jiàn)見(jiàn)圖4-14），混凝土土在14~155Mpa的泵送壓力力下被泵送到到181.44m的操作面，此此時(shí)混凝土的的流動(dòng)性能、均均勻性能依然然良好（見(jiàn)圖圖4-15），說(shuō)明在在泵壓的作用用下，該混凝凝土的工作性性幾乎沒(méi)有損損失；同時(shí)，混混凝土還保持持了良好的勻勻質(zhì)性和粘聚聚性（見(jiàn)圖4-16）。圖4-12出站坍落度