泵送混凝土配合比设计要点

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　　泵送混凝土坍落度的选择

　　泵送混凝土的坍落度根据构筑物的特点（如浇筑部位、截面大小、钢筋疏密、泵送高度），使用泵的性能，混凝土捣实方式和耐久性要求等进行选择，确保混凝土可泵性和浇灌振动后里实外光不出现蜂窝、麻面甚至空洞等缺陷以及强度等级的要求。在不妨碍施工操作并能保证振捣密实的条件下，原则上尽可能采用较小的坍落度，以降低工程造价，并获得质量较高的混凝土。

　　一般来说，在一定范围内随着坍落度的提高，泵送效率随之提高，泵送压力损失减小，因此，随着输送高度的增加，混凝土的坍落度相应提高。许多工程的施工经验，参考有关资料，选用混凝土的坍落度与泵送高度之间的关系见表1：

　　混凝土泵经过一定使用期，由于泵老化，泵的性能下降，泵送压力相应提高，输送管及液压泵的磨损增加，混凝土坍落度下限值应相应提高1～2 cm.泵送混凝土的坍落度上限为23 cm，但一般不宜超过20 cm，坍落度过大进入料斗的混凝土易产生离析，大量石子积聚在料斗底部而使搅拌轴停止搅拌，压力骤然升高形成阻塞，因此单纯加大坍落度对泵送混凝土是不可取的。

　　混凝土在运输过程中，受输送距离、气温、时间、外加剂等因素的影响，坍落度产生一定程度的损失。可以加入SW1缓凝型减水剂，并在混凝土入泵前用混凝土搅拌车运输，促使混凝土在拌筒内慢速转动，对减小坍落度损失效果明显。

　　当水泥用量与坍落度等发生矛盾时，应适当增大坍落度指标调整水泥用量；泵送有抗渗要求的砼宜采用集中搅拌站拌合混凝土，在混凝土配合比设计时所考虑的坍落度应为泵送要求的坍落度与运输过程中混凝土坍落度损失值之和。

　　泵送混凝土水灰比的确定

　　泵送混凝土的水灰比除对混凝土强度和耐久性有明显影响外，对泵送粘性阻力也有影响。试验表明：当水灰比小于0.45时，混凝土的流动阻力很大，泵送极为困难。随着水灰比增大粘性阻力系数（η）逐渐降低，当水灰比达到0.52后，对混凝土η影响不大，当水灰比超过0.6时，会使混凝土保水性、粘聚性下降而产生离析易引起堵泵。因此，泵送混凝土水灰比选择在0.45～0.6之间，混凝土流动阻力较小，可泵性较好。

　　泵送混凝土水泥品种的选择和水泥、粉细料用量的确定普通硅酸盐水泥同其它品种水泥相比，具有需水量小、保水性能较好等特点。因此，泵送混凝土一般宜选择普通硅酸盐水泥，尤其对早期强度要求较高的冬季施工以及重要结构的高强混凝土。对于大体积混凝土，应优先采用水化热低的矿渣、火山灰、粉煤灰硅酸盐水泥，并适当降低坍落度防止混凝土离析。在冬季施工中，加入早强剂增加混凝土抗冻能力。

　　泵送混凝土的水泥用量，除了满足混凝土强度及耐久性要求外还要考虑输送管道的要求。因为泵送混凝土是用灰浆来润滑管壁的，为了克服管道内的摩擦阻力，必须有足够水泥浆量包裹骨料表面和润滑管壁。按《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（GBJ204－83）规定：泵送混凝土的最小水泥用量为300kg／m3.同时，水泥用量也有一个限度，水泥用量过大后，混凝土空隙率增大，保水性能有所减弱，混凝土泵送时粘聚阻力增大。泵送混凝土中每3混凝土水泥用量多在300～350kg之间。

　　对于大体积泵送混凝土，可以用部分粉细料（沸腾炉煤渣磨细料）代替部分水泥使用，以改善混凝土的和易性，有利于施工；同时对降低混凝土的水化热具有良好的作用，也有明显的经济价值，粉细料掺量以15％～20％为宜。

　　粗细骨料、砂率的选择

　　粗细骨料的选择除了有害杂质含量、自身强度满足要求外，其最大粒径选择主要满足以下3个条件：

　　①  不超过最小结构面边长的1/4；

　　②不超过钢筋最小净距的3/4；

　　③）最大粒径选择还要考虑输送管道的内径，防止阻塞，保证泵送顺利进行。泵送混凝土骨料最大粒径一般不超过泵管内径的1/3.

　　砂石级配好，空隙率小，有利于混凝土在管道中顺利流动、节省水泥砂浆用量；要求适当含量的细粒组分以确保混凝土的稳定性，避免在泵送过程中发生泌水。砂的细度模数要求在2.3～2.8之间。

　　在泵送混凝土中，砂浆不仅填满石子之间的空隙，而且在石子之间起润滑作用。合适的砂率，减小了骨料内摩擦，降低了塑性粘度，提高了保水性能，并且空隙率低，混凝土可泵性好。

　　影响泵送混凝土砂率的主要因素是石子最大粒径、种类、砂石的颗粒级配、水灰比等。笔者认为在砂石颗粒级配良好、掺用粉细料时，砂率范围选择在40％～45％之间，混凝土可泵性较好。

　　泵送混凝土外加剂及其掺量

　　用于泵送混凝土的外加剂，主要是SW1缓凝型高效减水剂。混凝土中加入外加剂，增大混凝土拌合物的流动性，减少水或水泥用量，提高混凝土强度及耐久性，降低大体积混凝土水化热，同时有利于泵送和夏季施工。

　　SW1减水剂能使混凝土的凝结时间延缓1～3h，对泵送大体积混凝土夏季施工有利。其掺量越多，在一定范围内减水效果越明显；但若掺量过多，会使混凝土硬化进程变慢，甚至长时间不硬化，降低混凝土的强度，因此，须严格控制掺量。SW1减水剂掺量为水泥用量的0.6％～0.8％，夏季温度较高，混凝土坍落度损失大，掺量取大值；冬季施工，掺量取小值。

　　另外，SW1减水剂对不同水泥有不同的适应性，当使用的水泥品种或水泥的矿物成分含碱量及细度不同时，减水剂的掺用效果不同，其最佳适宜掺量也不同，因此，在使用SW1减水剂时对不同的水泥要做适应性试验。

　　泵送混凝土初步配合比确定后，一般都要进行实验室试配，检定混凝土和易性、强度、耐久性和容重，如不符合设计要求应进行适当调整，施工中根据砂石含水率值调整用水量。另外，泵送混凝土的坍落度受运输时间、气温的影响有所波动，因此应根据施工情况对配比设计估算的混凝土坍落度损失值进行修正；同时观察混凝土可泵性能，若发现泵送效率低甚至泵送困难时，应查找原因，及时反馈，以利于集中搅拌站及时调整配合比。