超高层混凝土泵送的技术控制

超高层混凝土泵送的技术控制

李道达

上海建科工程咨询有限公司上海市200000

摘要：通过对超高层混凝土泵送的常见问题分析，谈讨泵送的控制要点。

关键词：超高层；混凝土泵送；技术控制

1.引言

随着国家经济的不断发展，中国的超高层已经成为了越来越多大型城市的地标性建筑，但在建筑施工的过程中，超高层混凝土的泵送因其控制技术和相关材料的选配要求高，经常会因为现场控制技术的不到位而造成混凝土质量控制的不到位，本文旨在通过对超高层混凝土常见问题的梳理，浅谈超高层混凝土泵送技术的控制经验。

2.超高层混凝土泵送的常见问题分析

在超高层混凝土的泵送过程中，我们常会碰到混凝土在泵送中管道堵塞，影响混凝土浇筑的连续性，或是混凝土在泵送到一定的高度后，出现混凝土的离析现象，造成混凝土的强度不达标，或是表现为大量的蜂窝麻面的现象。这些现象的产生原因有几个方面，如因为要达到泵送高度而采用压力较高的泵送设备，但因泵送过程中压力过大或泵的选型问题，导致混凝土泄漏或离析；再如混凝土本身的材料选择或配合比的问题，造成混凝土在高压泵送过程中流动性不足，泵送到一定高度后粘结性下降等，这些的产生主要原因一下几个方面的原因：

1）混凝土泵送设备选择不合适。

2）泵送设备现场布置不合理。

3）混凝土的原材料选择问题。

4）混凝土的配合比不满足施工泵送要求。

通过这些原因的分析，本文将从上面的几个关键问题着手，谈一谈超高层混凝土在泵送过程的的技术控制要求，以保障施工质量的控制符合质量目标。

3.超高层混凝土泵送的技术控制

1）泵送设备选型

超高层建筑混凝土泵送过程中，主要使用的设备就是混凝土泵，它的输送能力主要受限于混凝土出口压力、机械设备工作效率两个方面。混凝土出口压力是保证其泵送高度的重要参数，主要通过控制机械设备的输出功率及其他附属设备来保证混凝土泵送总量，只有保证机械设备的输出功率和其他附属设备的安全稳定，才能保障超高层混凝土泵送的顺利施工。

在国家标准中引用了混凝土泵机能力指数的概念，即泵机实际每小时输送量与泵口处实际压力的乘积，乘积越大表示泵送的能力越强，可见混凝土泵机的主要性能指标为泵机的出口压力和泵机输送量，泵机出口压力决定混凝土的设计高度、单次浇筑放量及输送管路布置等因素，所以混凝土泵机的选择对超高层泵送混凝土施工的成败与好坏有着相当重要的影响。

对于400m以上的超高层建筑来说，可通过超高压混凝土运输泵来解决混凝土泵送问题，超高压混凝土运输泵出口压力可达35MPa，功率可546kW，理论泵送高度可超过700m，能有效保证超高层建筑混凝土泵送所需条件。在进行超高层建筑混凝土泵送过程中，一般采用两套泵进行施工，以保证工程建设的连续性，避免出现因设备故障引起的质量问题和经济损失，同时提高了混凝土泵送的工作效率。

在超高层混凝土泵送过程中，不仅要考虑混凝土泵送设备的问题，同时还要考虑整个泵送施工工艺，有针对性地对混凝土泵送工艺进行优化、改造。在泵送管道布置前，要设计合理的管道布置基础、管道线路走向等，一般情况下，可适当增加弯曲管道，降低垂直管道在全部管道中的占比。当泵送高度超200m时，可在高空布置弯曲管道来抵消混凝土自身重量产生的反压力差，同时为解决混凝土泵送过程中管路的振动问题，在管路沿线要使用专用的U型固定器来进行安装。

在泵送管径的选择上，混凝土泵送用管道直径越小，混凝土在泵送过程中所受到阻力、压力就会越大；若管道直径越大，混凝土泵送用管道的抗暴能力就越差;同时,由于混凝土在管道内停留时间长，也会影响混凝土性能。一般情况下的超高层混凝土泵送选用125mm的泵送管道。

2）原材料选择

要使泵送混凝土施工能顺利进行，混凝土必须具有一定的可泵性，即要有一定的流动性、和易性，泌水小，不易分离。可泵性好的混凝土与管壁的摩擦阻力小，在泵送过程中就不会发生离析，不会出现堵塞现象。因此在混凝土原材料的选用和配合比的把控上有较高的要求。

在粗骨料的选择上，最大粒径应根据输送管内径的大小严格限制，最大粒径与输送管内径之比如下：输送高度：50m以下：碎石：粒径：管内径≤1：3；卵石：粒径：管内径为1：3～1：4。输送高度50～100m粒径：管内径≤1：2.5输送高度100m以上粒径：管内径为1：4～1：5。为了防止混凝土泵送时堵塞，粗骨料还应采用连续级配。

在细骨料的选择上，为了使混凝土的流动性满足要求，骨料应具有良好的级配，为了防止混凝土离析，粒径在0.315mm以下的细骨料的比例应适当加大，通常0.315mm筛孔的砂不宜少于15%，且宜优选中砂，如采用细砂，细度模数不低于2。

3）配合比

在混凝土砂率的选择上，砂率太大，管内的摩阻力大，砂率太小，混凝土容易产生离析。泵送混凝土的砂率比普通混凝土的砂率较高，宜控制在40～45%，高强度混凝土宜选用28～35%比较合适。

在水泥的用量上，保水性好、泌水性小的普通硅酸盐水泥均可用于泵送混凝土，而矿渣硅酸盐水泥因其保水性差、泌水性大，采用时必须采取一定的措施，提高其性能。水泥用量不宜少于300kg/m3，水泥用量太少混凝土容易产生离析。

混凝土的坍落度宜采用8～18cm，具体应根据采用设备、建筑层高度、输送管长度、弯道多少、不同外加剂的加入而确定。

混凝土水灰比的选择，水灰比小于0.45时，混凝土的流动阻力很大，可泵性差，水灰比增大，阻力减少，但混凝土容易发生离析，因此水灰比宜选用0.5～0.6之间，而超高层混凝土建筑的混凝土强度一般较高，为了配置高强度等级的混凝土，一般采用比较小的水灰比，控制在0.30～0.38之间。为了解决因水灰比太小而引起的混凝土流动阻力太大的矛盾，可在高强度混凝土中加入适量的泵送剂增加混凝土的流动性。

外加剂和掺合料的选择上，为了保证混凝土既有强度高的性能，又具有足够的流动性，可泵性，同时能延长凝结时间、降低坍落度损失、避免离析现象，降低水化热和改善混凝土的性能，宜在混凝土中加入适当量的外加剂和掺合料。如加入高效减水剂可大幅降低水灰比，同时也应加入混凝土保塑剂，使得混凝土坍落度的损失时间得到延长，有效抑制水泥水花速度。也可在混凝土中加入适当高质量粉煤灰、磨细矿物混合物可以改善混凝土的性能，使得高强度混凝土具有和好的和易性、保湿水、粘聚性和密实性，使得混凝土的早期和后期强度得到提高，有效降低水化热，延长混凝土的凝结时间，改善其抗渗性、抗化学腐蚀性和徐变性能。

4）施工控制

泵送的质量在很大程度上也取决于混凝土商的管理水平、技术装备和专业人员的素质，因此在采购混凝土前，应对混凝土搅拌站进行实地考察，在水泥进场的过程中，应进行抽样测定。在混凝土泵安放上应固定牢固，以防止泵送过程振动较大而带来的模板和钢筋的位移。

在混凝土浇筑过程中，应保证混凝土供应的充足，保证连续施工，泵送前应先泵送清水，清洗管道，然后泵送1：2水泥砂浆，润滑管道，最后泵送混凝土，开始时应慢速泵送，逐步加速，待运转正常后，进行正常泵送。泵送过程应尽量避免停泵，如必须停泵的，中断时应每隔4～5min使泵正反运转几次，同时开动料斗的搅拌器，使混凝土保持运动状态，防止混凝土离析。如长时间停泵，应将管内的混凝土返泵出管，然后加海绵球压水清洗。

4.结语

超高层混凝土泵送作为一个系统性很强的实践工程，需要借助严密的施工组织体系，对混凝土泵选型，混凝土配比、拌制、运输、泵送全过程进行管控，注意各个环节的质量问题，若出现偏差就会造成泵送工作失败，不仅影响工程建设进度，同时也造成工程质量问题，所以在超高层混凝土泵送过程中要严格控制，明确执行规范、规程、设计技术要求，才能保证工程建设顺利进行。本文对超高层混凝土泵送技术特点、泵送过程中存在的问题、现阶段实际应用进行简要阐述，希望可以通过对超高层混凝土泵送技术的不断研究，提高超高层建筑施工效率和质量。