公路工程水泥混凝土泵送劑應(yīng)用技術(shù)

摘　要: 隨著公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)工程中機(jī)械化程度的提高, 泵送劑的使用越來(lái)越普遍, 用量越來(lái)越多, 就此介紹了交通部2006 年頒布的《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應(yīng)用技術(shù)指南》中泵送劑的應(yīng)用技術(shù), 目的是為用好泵送劑, 并防止使用中出現(xiàn)不應(yīng)有的質(zhì)量問(wèn)題。

關(guān)鍵詞: 公路工程; 水泥混凝土; 泵送劑; 應(yīng)用技術(shù)

　　目前, 水泥混凝土施工的機(jī)械化程度越來(lái)越高,對(duì)于大跨、高聳、管壁、大體積公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu), 水泥混凝土的澆筑一般采用泵送工藝, 利用壓力泵通過(guò)管道將水泥混凝土拌和物漿體直接輸送到模板中。它不僅能夠加快施工進(jìn)度、縮短工期, 而且對(duì)于改善施工條件、保護(hù)環(huán)境、提高施工質(zhì)量勻質(zhì)性都具有非常重要的作用。尤其對(duì)于公路工程中一些特殊的結(jié)構(gòu), 水泥混凝土的泵送工藝更是不可或缺,如鋼管混凝土拱橋, 要使鋼管內(nèi)的水泥混凝土充填密實(shí), 必須使用水泥混凝土的泵送工藝。

　　由于水泥混凝土在泵送過(guò)程中必須保持良好的流動(dòng)性, 不堵塞管路, 同時(shí)還要具有良好的粘聚性和抗離析性, 普通水泥混凝土拌和物很難滿足這些要求, 因此必須摻入一定的助泵外加劑。水泥混凝土泵送劑就是使水泥混凝土拌和物具有順利通過(guò)輸送管道、不堵塞、不離析、保持良好粘聚性的一種外加劑,它是為了適應(yīng)快速、文明施工的水泥混凝土泵送工藝而開(kāi)發(fā)使用的一種專用外加劑。國(guó)外泵送劑的使用已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間, 國(guó)內(nèi)泵送劑在水利、建筑等行業(yè)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用。隨著公路工程建設(shè)規(guī)模的增大和機(jī)械化施工程度的提高, 泵送劑在公路水泥混凝土工程中也必將得到更廣泛的使用。在公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)中使用泵送水泥混凝土, 最大和最經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題: 一是堵管, 或泵送壓力過(guò)大, 泵送不到所需要的結(jié)構(gòu)部位; 二是公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)與其他行業(yè)不同的是絕大多數(shù)是薄壁結(jié)構(gòu), 例如箱梁、T 梁、薄壁橋墩、薄壁擋土墻、水泥混凝土路面等均為薄壁結(jié)構(gòu), 而泵送水泥混凝土若掌握不好, 這些薄壁結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象, 影響結(jié)構(gòu)的使用壽命或根本就不能使用。因此, 在公路行業(yè)中普及使用泵送劑和泵送水泥混凝土的技術(shù),必須在《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應(yīng)用技術(shù)指南》(簡(jiǎn)稱指南) 的指導(dǎo)下正確地使用, 以防止出現(xiàn)泵送水泥混凝土?xí)r泵不動(dòng)或開(kāi)裂等問(wèn)題。

　　在公路工程中, 泵送水泥混凝土主要應(yīng)通過(guò)正確使用泵送劑, 解決泵不動(dòng)要求拌和物流動(dòng)性更大、砂漿總量更多與防止薄壁結(jié)構(gòu)開(kāi)裂要求砂漿總量更小的工藝矛盾。首先是調(diào)整水泥用量及砂漿總量, 再加上泵送劑, 將相互矛盾的技術(shù)要求綜合協(xié)調(diào)到既能順暢地泵送、又不導(dǎo)致薄壁結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的適宜水平。

　　為便于廣大公路工程技術(shù)人員掌握泵送劑的技術(shù)內(nèi)容和使用要求, 規(guī)范泵送劑在公路工程中的合理應(yīng)用, 提高工程質(zhì)量, 本文結(jié)合交通部公路司2006年新發(fā)布的《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應(yīng)用技術(shù)指南》中有關(guān)泵送劑的內(nèi)容, 對(duì)應(yīng)用于公路工程的泵送劑有關(guān)技術(shù)控制指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1　常用泵送劑種類、性能

　　泵送劑首要的是應(yīng)具備良好的可泵性, 所謂可泵性, 就是水泥混凝土拌和物具有順利通過(guò)輸送管道、不堵塞、不離析、粘聚性良好的性能。泵送劑必須在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持拌和物具有較高的坍落度, 具備足夠的緩凝時(shí)間、優(yōu)良的粘聚性和抗離析性, 以利于順暢泵送施工。

1．1　公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)工程常用泵送劑種類

　　(1) 保水增稠劑: ①水溶性樹(shù)脂類, 如聚乙烯醇、纖維素醚、水溶性淀粉等; ②聚合物電解質(zhì)類, 如堿性聚乙烯吡啶等; ③丙烯酸類, 如酸性聚甲基丙烯酸鹽、聚丙烯酸鹽; ④纖維素類, 如羧甲基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等; ⑤蛋白質(zhì)類, 如兩性水解蛋白質(zhì)、明膠等。

　　(2) 助泵劑: 高細(xì)度礦物摻合料, 如硅灰、磨細(xì)粉煤灰和磨細(xì)礦粉等。

　　(3) (高效) 減水劑、引氣劑、緩凝劑。

　　(4) 上述保水增稠劑、助泵劑、(高效) 減水劑、緩凝劑、引氣劑復(fù)配的泵送劑。

1．2　泵送劑的性能要求

　　(1) 摻泵送劑水泥混凝土的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1的規(guī)定, 泵送劑檢驗(yàn)項(xiàng)目及所需數(shù)量應(yīng)符合表2 的規(guī)定。在《混凝土泵送劑》(JC 473- 2001) 中, 泵送劑質(zhì)量有一等品和合格品之分, 指南規(guī)定公路工程只能使用一等品, 表2 中僅有一等品的數(shù)據(jù), 這與《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》(DL ／T 5100- 1999) 規(guī)定相同。

　　注: (1) 應(yīng)說(shuō)明對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用, 并給出堿含量測(cè)定值, 以便計(jì)算水泥混凝土總堿量; (2) 無(wú)引氣劑時(shí)凍融循環(huán)次數(shù)為100 次, 有引氣劑時(shí)凍融循環(huán)次數(shù)為200 次。

　　注: (1) 試驗(yàn)時(shí), 檢驗(yàn)一種外加劑的2 批水泥混凝土應(yīng)在同一天內(nèi)完成; (2) 凍融循環(huán)次數(shù)在有抗凍要求時(shí)檢驗(yàn), 工程使用場(chǎng)合無(wú)抗凍要求時(shí)可不檢驗(yàn)。

　　(2) 泵送劑產(chǎn)品的勻質(zhì)性檢驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足表3 的要求。

2　泵送劑的工程應(yīng)用

2．１適用范圍

　　泵送劑適用于使用水泥混凝土泵輸送的下述公路工程水泥混凝土: (1) 商品水泥混凝土、現(xiàn)場(chǎng)攪拌水泥混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土; (2) 擋土墻水泥混凝土、橋涵結(jié)構(gòu)水泥混凝土、鋼管混凝土、隧道襯砌水泥混凝土; (3) 公路工程中的特種水泥混凝土, 如膨脹水泥混凝土、護(hù)筋水泥混凝土、補(bǔ)償收縮水泥混凝土等。

　　泵送劑是為適應(yīng)快速、文明施工的水泥混凝土泵送工藝而使用的一種專用外加劑類型。由于水泥混凝土泵輸送工藝使用越來(lái)越普遍, 所以泵送劑的使用量也越來(lái)越大。只要是使用水泥混凝土泵送工藝施工的公路工程橋梁、路面、隧道、交通工程設(shè)施的水泥混凝土, 鋼管混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件, 水下灌注樁水泥混凝土等, 都可以使用泵送劑。

　　其中公路鋼管拱橋的壓力泵送, 是一種特殊情況, 鋼管既是泵送管又是永久結(jié)構(gòu), 要使大型拱橋鋼管內(nèi)水泥混凝土灌滿灌實(shí), 除了應(yīng)使用泵送劑外, 還需同時(shí)摻用減水劑、(超) 緩凝劑、膨脹劑或粉煤灰等。所以, 鋼管混凝土的泵送除了滿足本章規(guī)定外,一般還需要通過(guò)專門(mén)的試驗(yàn)論證。

　　泵送輕骨料水泥混凝土?xí)r, 由于輕骨料的上浮離析, 較難于泵送, 因此, 指南所規(guī)定的泵送劑條款,原本并不包括輕骨料水泥混凝土。但橋梁工程上泵送輕骨料水泥混凝土的實(shí)踐證明, 只要不是超輕骨料, 一般輕骨料水泥混凝土的泵送, 本文所列泵送水泥混凝土施工要求也適用, 只是輕骨料密度與強(qiáng)度要求不同, 輕骨料與普通砂的組合級(jí)配相同。

　　由于泵送水泥混凝土流動(dòng)性要求很大, 坍落度高, 難于壓低水灰比, 一般僅適用于C60 強(qiáng)度等級(jí)以下的水泥混凝土。C60 以上的高強(qiáng)水泥混凝土泵送,需要超塑化劑及優(yōu)質(zhì)摻合料等配合使用。

2．２泵送水泥混凝土原材料和配合比

　　泵送水泥混凝土的原材料要求和配合比設(shè)計(jì)是泵送水泥混凝土的關(guān)鍵技術(shù), 水泥混凝土可否順利地被泵送成功, 將取決于原材料選擇和配合比設(shè)計(jì)。水泥混凝土能夠被成功順暢地泵送的核心問(wèn)題, 是對(duì)拌和物在泵內(nèi)工作原理及管道內(nèi)輸送機(jī)理的正確理解和認(rèn)識(shí)。水泥混凝土泵的工作是間歇式往復(fù)壓力推進(jìn)方式, 由逆止閥在開(kāi)啟時(shí)壓送水泥混凝土、關(guān)閉時(shí)阻止水泥混凝土回流。逆止閥在泵送水泥混凝土?xí)r, 在不斷開(kāi)閉往復(fù)的運(yùn)動(dòng)當(dāng)中, 需保證逆止閥的開(kāi)啟、閉合運(yùn)動(dòng)不能被水泥混凝土骨料所卡住。水泥混凝土拌和物在泵管中被壓力輸送時(shí), 是中心無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的水泥混凝土核心, 為周壁被水泥漿或砂漿潤(rùn)滑層包裹著的柱塞流動(dòng)體。

2.2.1原材料

　　(1) 水泥混凝土的凝結(jié)時(shí)間。水泥混凝土的凝結(jié)時(shí)間應(yīng)符合相關(guān)國(guó)標(biāo)的規(guī)定。泵送水泥混凝土必須是緩凝的水泥混凝土, 水泥混凝土絕不可硬化在泵及管道內(nèi), 所以能夠使水泥混凝土促凝和閃凝的硬石膏、半水石膏、脫水石膏、氟石膏、螢石膏、工業(yè)廢渣石膏等不可作為調(diào)凝劑, 至少應(yīng)保證水泥混凝土具有正常的凝結(jié)時(shí)間。在較高氣溫施工時(shí), 一般應(yīng)在泵送水泥混凝土中摻用緩凝劑。

　　(2) 粗集料。粗集料的質(zhì)量應(yīng)符合《建筑用卵石、碎石》(GBöT 14685- 2001) 的規(guī)定, 并應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配, 某些間斷級(jí)配有堵管的可能。泵送水泥混凝土管徑必須與粗集料最大粒徑相適應(yīng), 特別是在彎管處及逆止閥內(nèi), 不能卡管或卡泵。即應(yīng)嚴(yán)格控制泵送水泥混凝土最大粒徑與管徑之比, 防止泵送水泥混凝土?xí)r管道被堵塞。針片狀顆粒直接影響逆止閥的運(yùn)動(dòng), 對(duì)可泵性影響很大, 故需控制其含量不宜大于10%。

　?、俦盟透叨?、粗集料最大粒徑(方孔篩) 及其與輸送管管徑之比應(yīng)符合表4 的規(guī)定。

表4　泵送水泥混凝土泵送高度、粗集料最大粒徑及其與輸送管管徑之比

　?、诓煌畲罅降淖罴鸭?jí)配可按圖1～ 圖4 選用。

　?、郾盟退嗷炷凛斔凸芄軓脚c粗集料最大粒徑(方孔篩) 的關(guān)系見(jiàn)表5。

　　(3) 細(xì)集料。細(xì)集料應(yīng)符合《建筑用砂》(GBöT14684- 2001) 的規(guī)定, 并應(yīng)采用中砂。通過(guò)0.30mm篩孔砂含量不宜少于15% , 且不大于30%; 通過(guò)0.15m篩孔砂含量不宜少于5%。泵送水泥混凝土要保證在泵管內(nèi)流動(dòng)起來(lái), 必須提供可潤(rùn)滑管內(nèi)壁

的砂漿, 細(xì)集料宜采用最適宜泵送的中砂, 通過(guò)0.30mm 篩孔的粉細(xì)砂份量不可缺少, 故規(guī)定不應(yīng)少于15%; 細(xì)集料的級(jí)配要好。

　　泵送水泥混凝土所用的細(xì)集料最佳級(jí)配曲線應(yīng)符合圖5 的要求。

圖5　細(xì)骨料最佳級(jí)配

　　注: (1) 粗實(shí)線為最佳級(jí)配線; (2) 2 條虛線之間區(qū)域?yàn)檫m宜泵送區(qū); (3) 細(xì)骨料最佳級(jí)配區(qū)宜盡可能接近2 條虛線之間范圍的中間區(qū)域。

　　(4) 泵送水泥混凝土宜摻適量粉煤灰。粉煤灰的品質(zhì)應(yīng)符合I、II 級(jí)灰的技術(shù)要求, 粉煤灰摻量應(yīng)通過(guò)泵送水泥混凝土試拌和試泵試驗(yàn)確定。如需使泵送水泥混凝土流動(dòng)起來(lái), 就需要足夠數(shù)量的水泥漿提供潤(rùn)滑性, 人們又不希望因泵送水泥混凝土工藝而使用過(guò)大的水泥用量, 一種便捷而有效的解決辦法是摻適量的粉煤灰。I、II 級(jí)粉煤灰具有較多的微珠玻璃球, 被規(guī)定使用; III 級(jí)灰含碳量過(guò)高, 吸水量失快, 不利于泵送, 一般不得使用。泵送水泥混凝土使用“雙摻”技術(shù), 不僅有利于泵送, 而且能通過(guò)摻粉煤灰節(jié)省水泥。粉煤灰摻量應(yīng)通過(guò)泵送水泥混凝土試拌、泵送、力學(xué)及耐久性能試驗(yàn)最終確定。

2.2.2　配合比

　　(1) 保證泵送水泥混凝土的可泵性。配合比除應(yīng)滿足水泥混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和耐久性要求外, 必須滿足可泵性要求。泵送水泥混凝土是有壓流體, 其配合比必須滿足水泥混凝土可泵性工藝要求。這是泵送水泥混凝土配合比與其他水泥混凝土的顯著區(qū)別。保證泵送水泥混凝土的可泵性, 就是應(yīng)保證其在壓力輸送下不離析、不泌水。壓力泌水率必須測(cè)量, 可泵性的控制應(yīng)采用壓力泌水試驗(yàn)結(jié)合泵送經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行, 一般10 s 時(shí)的相對(duì)壓力泌水率不宜超過(guò)40%。

　　(2) 泵送劑品種及摻量的優(yōu)選。泵送劑品種及摻量的優(yōu)選應(yīng)根據(jù)試拌試泵確定。泵送水泥混凝土坍落度和可泵性應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸距離、泵送機(jī)械、輸送管徑、泵送距離、氣溫等現(xiàn)場(chǎng)試泵確定。泵送水泥混凝土配合比可泵與否與泵機(jī)選擇、管道配置關(guān)系重大,雖可通過(guò)計(jì)算確定, 但現(xiàn)場(chǎng)試泵是水泥混凝土配合比最終可泵性的評(píng)判依據(jù)。因此, 應(yīng)通過(guò)工程施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地試泵, 最終確定滿足泵送要求的水泥混凝土配合比。

　　(3) 泵送坍落度。泵送坍落度應(yīng)按不同的泵送高度參照表6 選用。最小坍落度不宜小于100mm。摻粉煤灰和木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的坍落度經(jīng)時(shí)損失值宜參照表7 確定。入泵時(shí)過(guò)低的坍落度及其過(guò)快的損失, 都將使拌和物流動(dòng)性劣化, 造成泵送的困難,并有堵塞泵管的風(fēng)險(xiǎn), 最終導(dǎo)致無(wú)法泵送。因此, 必須規(guī)定不同的泵送高度與入泵輸送時(shí)的最小坍落度, 且不宜小于100 mm (這是使用普通泵的規(guī)定, 目前開(kāi)發(fā)的高性能泵, 有的可泵送坍落度僅50 mm 的水泥混凝土)。按不同氣溫, 表7 規(guī)定了泵送水泥混凝土坍落度最大經(jīng)時(shí)損失值。

　　注: 摻粉煤灰與其他外加劑時(shí), 坍落度經(jīng)時(shí)損失值應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定, 但不宜大于表7 的規(guī)定值。

　　(4) 最小膠材總量。泵送水泥混凝土最小膠材總量不宜小于300 kgöm 3, 有抗(鹽) 凍性要求的水泥混凝土結(jié)構(gòu)不宜小于320 kgöm 3。過(guò)小的膠材總量, 粗細(xì)集料表面包裹不住, 則拌和物過(guò)于粗澀, 用于潤(rùn)滑管壁的漿體不足, 也流動(dòng)不暢, 難于泵送。若因工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求, 泵送膠材總量很低的水泥混凝土?xí)r必須仔細(xì)研究其配合比和泵送工藝。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外的泵送工程實(shí)踐, 250 kgöm3 是極限最小膠材總量。

　　(5) 水灰(膠) 比。實(shí)踐證明: 適宜泵送的水泥混凝土水灰(膠) 比經(jīng)驗(yàn)值在0145～ 0160 之間, 小于0145 時(shí)泵送壓力將急劇上升, 大于0160 時(shí)水泥混凝土易離析、可泵性差。有抗(鹽) 凍性要求時(shí), 水灰(膠) 比一般不宜大于0150。從泵送水泥混凝土原理上講, 適宜泵送的水泥混凝土流動(dòng)度只有合適稠度的水泥漿才能提供。最小0145 的水灰(膠) 比, 對(duì)高性能水泥混凝土而言是偏大的。這是在使用普通緩凝型減水劑基礎(chǔ)上得出的結(jié)論, 若使用緩凝型高效減水劑或緩凝型引氣高效減水劑時(shí), 滿足泵送流動(dòng)性的水灰(膠) 比可以再壓低, 按目前高性能水泥混凝土的工程實(shí)踐, 水灰(膠) 比為0135 基本是現(xiàn)有外加劑所要求的極限最小值。

　　(6) 砂率。砂率宜為36%～ 46%。公路工程薄壁結(jié)構(gòu)的水泥混凝土宜取保證泵送性能的偏低砂率。泵送水泥混凝土配合比最顯著的特征是滿足泵送流動(dòng)性時(shí)必須使用高砂率, 按泵機(jī)和輸送管道的工作原理, 是靠飽和水泥漿和足夠數(shù)量的砂漿提供粘聚性和管壁潤(rùn)滑, 因此, 砂率宜為36%～ 46%。保持足夠高的砂率, 特別是砂中粒徑小于0130 mm 顆粒的含量, 是保證順利泵送的重要措施。但是, 高砂率的水泥混凝土, 盡管滿足了泵送的需要, 其材料結(jié)構(gòu)必定是粗集料的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu), 這種結(jié)構(gòu)的水泥混凝土防水抗?jié)B性很高, 但是其抗壓強(qiáng)度偏低, 特別是收縮性加大, 抗裂性嚴(yán)重不足, 在公路工程大量使用的薄壁結(jié)構(gòu)當(dāng)中, 保濕養(yǎng)生略為疏忽, 則結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的機(jī)率很高。所以, 在保證正常泵送的條件下公路薄壁結(jié)構(gòu)盡可能取偏低砂率, 才能有效克服泵送水泥混凝土收縮大、結(jié)構(gòu)易開(kāi)裂的缺點(diǎn)。這是公路工程薄壁結(jié)構(gòu)必須高度重視的問(wèn)題。

　　(7) 低溫、負(fù)溫泵送的水泥混凝土。低溫、負(fù)溫泵送的水泥混凝土應(yīng)選用R 型水泥或硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥, 水泥強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于3215 級(jí), 除使用泵送劑外, 宜同時(shí)摻引氣劑、早強(qiáng)劑、防凍劑, 其摻量應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)氣溫下的試泵優(yōu)選確定。這是盡快滿足抗凍臨界強(qiáng)度的要求。

2.3　泵送水泥混凝土施工

2.31.1　拌和及供應(yīng)

　　(1) 拌和。泵送水泥混凝土可采用預(yù)拌商品水泥混凝土, 現(xiàn)場(chǎng)自拌和要求及攪拌設(shè)備應(yīng)符合指南相應(yīng)條款的規(guī)定。

　　(2) 泵送水泥混凝土的供應(yīng)。應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度編制供應(yīng)計(jì)劃, 并加強(qiáng)通訊聯(lián)絡(luò)和生產(chǎn)調(diào)度, 確保連續(xù)均勻供料。低溫和負(fù)溫施工時(shí), 應(yīng)采取有效的保溫措施。

　　(3) 泵送劑的使用。液體泵送劑可直接摻入水泥混凝土或以稀釋溶液加入, 水溶性粉狀泵送劑宜用水溶解均勻后摻入, 溶液中的水量應(yīng)從拌和水量中扣除, 不溶于水的粉狀泵送劑可直接摻入水泥混凝土中, 但均應(yīng)將攪拌時(shí)間延長(zhǎng)20～ 30 s。

　　(4) 拌和時(shí)間。攪拌樓拌和泵送水泥混凝土的最短純拌和時(shí)間, 應(yīng)根據(jù)拌和物的勻質(zhì)性和可泵性確定。泵送水泥混凝土的拌制和供應(yīng)最重要的是不能停頓, 應(yīng)確保連續(xù)均勻供料, 必須使用產(chǎn)量配套、質(zhì)量?jī)?yōu)良的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的強(qiáng)制式攪拌機(jī)(樓)。加水量應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)量, 攪拌時(shí)間應(yīng)足夠。泵送水泥混凝土拌和物的攪拌, 僅滿足均勻性還不夠, 一定要達(dá)到足夠的熟度, 即要攪拌出優(yōu)良的拌和物粘聚性。料雖均勻, 但偏松散, 是不利于泵送水泥混凝土施工的。指南里規(guī)定的泵送劑干粉應(yīng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間30 s, 最短純攪拌時(shí)間不少于60 s, 其目的就在于此。

　　使用各種泵送劑或外加劑時(shí), 可按實(shí)際配合比和施工氣溫測(cè)定水泥混凝土的初凝時(shí)間, 運(yùn)輸允許延續(xù)時(shí)間不宜超過(guò)所實(shí)測(cè)水泥混凝土初凝時(shí)間的1／2。

2．3．2　泵送水泥混凝土運(yùn)輸

(1) 車(chē)型。泵送水泥混凝土應(yīng)采用罐車(chē)運(yùn)送, 不應(yīng)使用翻斗車(chē)運(yùn)輸。

(2) 車(chē)輛數(shù)。當(dāng)水泥混凝土泵連續(xù)作業(yè)時(shí), 每臺(tái)泵所需配備的車(chē)輛數(shù), 可按式(1) 計(jì)算確定:

式中: N 為水泥混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)臺(tái)數(shù), 臺(tái); Q為每臺(tái)水泥混凝土泵的實(shí)際平均輸出量,m 3öh; L為水泥混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)往返距離, km; S 為水泥混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)平均行車(chē)速度, km öh ; T 為每臺(tái)水泥混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)總計(jì)停歇時(shí)間,m in; V 為每臺(tái)水泥混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)容量,m 3。

(3) 運(yùn)輸延續(xù)時(shí)間。運(yùn)輸延續(xù)時(shí)間應(yīng)符合表8 的規(guī)定。高溫施工時(shí), 泵送水泥混凝土的溫度不應(yīng)高于35℃, 并應(yīng)加緩凝劑或緩凝型減水劑。低溫、負(fù)溫施工時(shí), 泵送水泥混凝土的溫度不應(yīng)低于10℃, 并應(yīng)摻早強(qiáng)劑或防凍劑。

表8　泵送水泥混凝土運(yùn)輸延續(xù)時(shí)間

2．3．3　泵送設(shè)備及管道設(shè)計(jì)

　　泵送管道布置及其組配應(yīng)符合《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》(JGJöT 10- 1995) 的規(guī)定, 并應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。

　　(1) 水泥混凝土泵最大水平輸送距離。水泥混凝土泵最大水平輸送距離可按式(2) 計(jì)算, 也可參照泵的性能表確定。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼管應(yīng)視同泵送配管。每臺(tái)泵的實(shí)際平均輸出量, 可根據(jù)泵的最大輸出量、配管情況和作業(yè)效率經(jīng)試泵確定。配管整體水平換算長(zhǎng)度, 不應(yīng)超過(guò)水泥混凝土泵實(shí)際最大水平輸送距離, 超過(guò)時(shí)應(yīng)選擇壓力更大的泵或在管路中增設(shè)接力泵。

　　式中: Q 為每臺(tái)水泥混凝土泵的實(shí)際平均輸出量,m3／h; Qm 為每臺(tái)水泥混凝土泵的最大輸出量,m3／h; A為配管條件系數(shù), 可取0．8～ 0．9; G 為作業(yè)效率, 一般為0．5～ 0．7, 可根據(jù)車(chē)輛向水泥混凝土泵供料的間隔時(shí)間、拆裝輸送管和澆筑間歇等情況選取。

　　(2) 常用水泥混凝土輸送管規(guī)格。常用水泥混凝土輸送管規(guī)格, 可參照表9 選取。

　　(3) 水泥混凝土輸送管的水平換算長(zhǎng)度。水泥混凝土輸送管的水平換算長(zhǎng)度, 可按表10 換算。

　　注∶(1)R 為彎管的曲率半徑, 當(dāng)彎曲角度小于90°時(shí), 需將表中數(shù)值乘以該角度與90°角的比值; (2) 向下垂直管水平換算長(zhǎng)度等于自身長(zhǎng)度, 斜向配管按其水平及垂直投影長(zhǎng)度, 分別按水平、垂直配管計(jì)算。

　　(4) 水泥混凝土泵送的換算壓力損失。水泥混凝土泵送的換算壓力損失, 可查表11 確定。換算的總壓力損失, 應(yīng)小于水泥混凝土泵正常工作時(shí)的最大出口壓力。重要工程所需的水泥混凝土泵臺(tái)數(shù), 除滿足計(jì)算要求外, 宜有1 臺(tái)備用。

　　注: 附屬于泵體的換算壓力損失, Y 形管( 175～ 125 mm ) 為0．05M Pa, 每個(gè)分配閥為0．80M Pa, 每臺(tái)水泥混凝土泵起動(dòng)內(nèi)耗為2．80M Pa。

2．3．4　泵送與澆筑

　　(1) 模板側(cè)壓力計(jì)算。用于大跨徑橋梁、大自重等結(jié)構(gòu)的模板和支架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性, 模板側(cè)壓力可按式(3) 和式(4) 計(jì)算, 并取2 式計(jì)算結(jié)果中的較小值。泵送水泥混凝土常使用緩凝劑, 塑性保持的時(shí)間較長(zhǎng), 拌和物對(duì)模板作用的側(cè)壓力大, 應(yīng)通過(guò)計(jì)算以確保安全。

　　式中: F 為新澆筑水泥混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力, kN ／m 2; C為水泥混凝土重力密度, kN ／m 3; to為新澆筑水泥混凝土的初凝時(shí)間, 可按實(shí)測(cè)確定, 當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí), 可采用計(jì)算(T 為水泥混凝土的溫度, ℃) , h; V 為水泥混凝土的澆筑速度,m／h; H 為水泥混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆水泥混凝土頂面的總高度,m; 為外加劑影響修正系數(shù), 不摻外加劑時(shí)取110, 摻具有緩凝作用的外加劑時(shí)取112; 為水泥混凝土坍落度修正系數(shù), 當(dāng)坍落度小于100 mm 時(shí)取1110, 不小于100 mm 時(shí)取1.15。

　　(2) 潤(rùn)泵管。泵與泵管接通后, 應(yīng)進(jìn)行全面檢查。泵送前, 泵應(yīng)先用水濕潤(rùn), 再泵送水泥凈漿或砂漿潤(rùn)管。

　　(3) 泵送要求。開(kāi)始泵送時(shí), 水泥混凝土泵送速度應(yīng)先慢后快, 待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后, 方可使用正常速度泵送水泥混凝土。活塞應(yīng)保持最大行程運(yùn)轉(zhuǎn), 穩(wěn)定泵送。

　　(4) 防堵泵技術(shù)措施。當(dāng)水泥混凝土泵出現(xiàn)壓力升高且不穩(wěn)定、輸送管出現(xiàn)明顯振動(dòng)等現(xiàn)象而泵送困難時(shí), 不得強(qiáng)行泵送, 應(yīng)立即查明原因, 采取措施排除。檢查時(shí)可先用木槌敲擊彎管、錐形管等部位,并進(jìn)行慢速泵送或反泵, 防止堵塞。

　　(5) 輸送管被堵塞時(shí)的處理辦法。當(dāng)輸送管被堵塞時(shí), 應(yīng)正反泵吸出水泥混凝土, 并采用敲擊法松動(dòng)水泥混凝土, 查明堵塞位置, 卸壓拆除堵塞泵管, 排除堵塞物后, 再接管重新泵送。中斷泵送時(shí)間不宜超過(guò)1 h。

　(6) 澆筑要求。澆筑順序應(yīng)先遠(yuǎn)后近、先豎向后水平、先低后高。分層連續(xù)澆筑時(shí), 分層厚度宜為300～ 500 mm , 超過(guò)時(shí)可按1∶6～ 1∶10 的斜坡澆筑。管口與側(cè)模間的距離不宜小于200 mm , 且不得直沖側(cè)模和鋼筋。水平澆筑時(shí), 應(yīng)在2～ 3 m 內(nèi)移動(dòng)管口, 不得在一處連續(xù)澆筑。澆筑區(qū)域之間或上下層之間的澆筑間歇時(shí)間, 不得超過(guò)水泥混凝土的初凝時(shí)間。

　　(7) 泵送水泥混凝土的振搗。振搗棒移動(dòng)間距宜為400 mm 左右, 振搗時(shí)間應(yīng)視振搗棒的振動(dòng)頻率大小和水泥混凝土振搗密實(shí)狀況控制在10～ 30 s 之間, 隔20～ 30 m in 應(yīng)進(jìn)行第二次復(fù)振, 以確保鋼筋過(guò)密部位振搗密實(shí)。表面抹壓飾面應(yīng)進(jìn)行2 遍以上。

　　這是泵送水泥混凝土振搗的規(guī)定。泵送水泥混凝土由于泵送工藝的要求, 膠材總量和砂率很大, 配制成了懸浮密實(shí)材料結(jié)構(gòu), 在薄壁結(jié)構(gòu)上易出現(xiàn)施工裂縫。二次復(fù)振和多次抹壓表面均為有效的施工防裂措施。

　　(8) 加強(qiáng)保濕養(yǎng)生。泵送水泥混凝土應(yīng)加強(qiáng)保濕養(yǎng)生, 不同氣溫條件下的濕養(yǎng)生天數(shù)應(yīng)比指南中第41213 條第6 款的規(guī)定適當(dāng)延長(zhǎng)。

3　泵送水泥混凝土的質(zhì)量控制

　　泵送水泥混凝土的質(zhì)量控制除了滿足普通水泥混凝土的要求外, 以下3 點(diǎn)需要特別引起注意。

3．1　嚴(yán)格控制泵送劑的稱量精確度及坍落度泵送劑的稱量應(yīng)準(zhǔn)確并及時(shí)標(biāo)定, 泵送劑稱量允許偏差不應(yīng)大于±1%。泵送水泥混凝土入泵時(shí)的坍落度不應(yīng)小于100 mm , 誤差不宜大于±20 mm。

3．2　泵送劑可采用現(xiàn)場(chǎng)后加法采用罐車(chē)時(shí), 泵送劑可后添加, 操作時(shí)必須快速旋罐攪拌均勻, 且測(cè)定坍落度滿足泵送要求后, 方可使用。后添加的泵送劑數(shù)量應(yīng)預(yù)先試驗(yàn)確定, 并應(yīng)在加水量中扣除后加溶液的水量, 嚴(yán)禁往罐內(nèi)水泥混凝土中隨意加水。

3．3　及時(shí)處理泵送中出現(xiàn)的問(wèn)題當(dāng)出現(xiàn)可泵性差、泌水、離析且難以泵送時(shí), 應(yīng)立即對(duì)配合比、泵送劑、水泥混凝土泵、配管、泵送工藝進(jìn)行檢查, 并采取有效的改進(jìn)措施。

4　結(jié)語(yǔ)

　　泵送水泥混凝土使用泵送劑不僅能改善水泥混凝土的施工性能, 而且有利于密筋結(jié)構(gòu)少振搗或免振搗施工, 并能減少收縮、防止裂縫、提高抗?jié)B性、改善耐久性。但是某些工程表明, 泵送水泥混凝土強(qiáng)度不足、凝結(jié)異常等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生, 特別是裂縫普遍存在, 在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性, 值得引起足夠的重視。在公路工程中, 尤其要通過(guò)正確使用泵送劑, 解決好泵送要求流動(dòng)性更大、砂漿總量更多與防止薄壁結(jié)構(gòu)開(kāi)裂要求砂漿總量更小的工藝矛盾, 努力滿足既能順暢地泵送、又不導(dǎo)致薄壁結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的要求。

參考文獻(xiàn):

　　[1]　交通部公路科學(xué)研究院1公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應(yīng)用技術(shù)指南[S ]1

　　[2]　DL／T 5100- 1999, 水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程[S ]1

　　[3]　JC 473- 2001, 混凝土泵送劑[S ]1

　　[4]　JGJ／T 10- 1995, 混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程[S ]1