1、探究高强度泵送砼配合比设计摘要：本文首先介绍了泵送砼配合比设计原理，然后指出了泵送砼配合比设计的基本要求，最后分析了高强度泵送砼配合比设计。 关键词：高强度；泵送砼；配合比设计 中图分类号：S611 文献标识码： A 1 泵送砼配合比设计原理 水泥混凝土为悬浮密实结构，其强度形成机理主要是靠水泥的水化反应产生的凝结力获得，次要靠砼中骨料之间的嵌挤和骨架结构形成，混凝土强度不仅与水灰比有关，还服从密实度规则。由于混凝土较易捣实，在某种程度容易造成把密实度看成次要因素，因而只注重水灰比与强度的关系。泵送混凝土不仅满足强度、耐久性要求外，而且还要满足可泵性的要求。砼可泵性是砼拌合物在泵送过程中，不离
2、析、粘塑性好、摩阻力小、不堵塞，能顺利沿管道输送的性能。砼的可砼性可采用相对泌水率 S10 来表征，且相对泌水率 S10 不超过 40%的砼拌合物是可以泵送的。 砼泵送原理是砼拌合物在泵管中依靠压力推动进行输送，砼中拌合水是传递压力的介质，砼本身具有阻止其拌合水在压力作用下渗透流动的内阻力。阻力形成除砼拌合物自重外、摩擦力(拌合物与管壁之间的摩擦力)、外阻力(管道中压力梯度增大或管道弯曲、变径等)，极易引起“脱水现象” ，水分通过集料间的空隙渗透，而使集料聚结引起阻塞。因此，配制高强度泵砼时，应以强度、耐久性、可泵性三个指标来作为配制高强度泵砼设计依据。 2 泵送砼配合比设计的基本要求 1)较
3、大的流动性。泵送砼依靠自重和流动性进行摊平和密实。若流动性差，会在砼中形成蜂窝和空洞，严重影响砼质量，并且易造成堵管；2)较好的稳定性。泵送砼要经受一定的下落距离，因此必须要具有较好的黏聚性和保水性，以致不产生离析现象，使砼质量稳定，若泌水过多，造成砂浆与集料分离，也易造成堵管； 3)良好的可泵性。可泵性即砼拌和物具有一定的流动性和较好的黏聚性，泌水少，不易分离。 3 高强度泵送砼配合比设计 3.1 原材料技术指标要求 1）粗集料：一般采用反击破加工的单粒级碎石，通常选用 2 种规格的碎石经掺配使用。最大粒径选取依据公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000 的有关规定，表观密度、堆积密度、空
4、隙率技术指标按照国标建筑用卵石、碎石要求执行，压碎值、含泥量、泥块含量、坚固性、有机质含量均按照公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000 有关要求执行。特别注意 2.5mm 以下颗粒含量，限制此指标，有效地限制了粗集料碎石中粉尘含量，保证砼砂率的相对稳定性。 2）细集料：一般选用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂，细度模数 2.6-2.9 之间中砂，含泥量不大于 2.0%，2.36mm 筛孔的累积筛余量不得大于 15%， 0.3mm 筛孔的累积筛余量宜在 85%-92%范围内；坚固性、杂质含量依据公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000 有关规定执行，表观密度、堆积密度、空隙率技术指标按照
5、国标建筑用卵石、碎石要求执行。 3）水泥：一般选用旋窑生产的高强度硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，各项指标符合国标有关规定。 4)外加剂：配制高强度泵砼宜选用高效减水剂。现阶段减水剂品牌繁多，其物理指标减水率、抗压强度比、泌水率等指标相对偏差较大，拌和后易出现保水性差、粘聚性差、塌落度损失快等问题，试配砼时一定要注重减水剂与水泥、砂、碎石匹配性，保证砼强度和施工和易性，对泵送砼还应具有良好的可泵性。 5）水：一般使用饮用水，施工时检测砼拌和用水，其各项指标均要符合钢绞线用水要求。 综上所述，首先原材料的各项技术指标符合相关规范要求，其次选择好外加剂与水泥、砂、碎石的配伍性。 3.2 配合比设计依据
6、 砼配合比设计应符合国家现行标准普通砼配合比设计规程 、 砼泵送施工技术规程 、 公路桥涵施工技术规范等中的有关规定根据具体施工条件进行试配、调整，必要时应通过试泵送来最后确定砼的配合比。 3.3 水灰比的选择 在砼泵送施工技术规程JGJ/T10-95 中规定泵送砼的水灰比宜为0.40-0.60，适合于低标号普通砼配合比设计，对于高标号砼常采用掺外加剂和掺合料的办法来减小水灰比，提高砼强度和施工的可泵性。外加剂掺量取决于其物理性能，一般粉剂掺量为水泥剂量的 1.0-1.8%，液体掺量为水泥剂量的 2.0-3.2%，在此掺量内一般水灰比可降到 0.30-0.36之间结合当地原材料性能、外加剂物理
7、性能、外加剂与原材料的配伍性、运输工具、运距、气温、砼可泵性等因素综合分析，对 配制 C50 泵送砼设计时水灰比宜选择在 0.33 为基准，相差0.03 为增减水灰比为进行配合比设计。 3.4 坍落度的选择 在普通砼配合比设计时，由于未添加外加剂，砼塌落度随时间、气温、湿度等环境损失速度较慢，但添加外加剂泵送高强砼，其塌落度随时间、环境损失速度较快。高强度泵送砼塌落度控制，宜选取泵送缸内的砼实测塌落度作为配合比设计参数。新拌和砼其流动性大，施工和易性、可泵性能良好，但放置半小时后测其塌落度，往往塌落度较小，损失严重，可泵性能大大降低。因此，生产配合比宜选取泵缸内砼实测塌落度指标来控制，并以砼具
8、有良好的可泵性为原则， 公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000 的规定选用 80180mm 为宜；在砼泵送施工技术规程JGJ/T1095 中推荐按不同泵送高度分别选用不同的入泵砼坍落度。 参考砼泵送施工技术规范规定，考虑其可泵性，泵送效率高，不堵塞，砼泵机件磨损小。选取 100mm-140mm 范围内进行泵送，取105mm30mm 坍落度偏小，泵送时吸入砼缸较困难，活塞后退汲吸砼时，吸入缸内的数量少，使得充盈系数小，影响泵送效率，泵送时的摩阻力大，要求用较高的泵送压力，这使得分配阀、输送管、液压系统的摩损增加，易产生堵塞，给施工带来麻烦。选取 135m30mm 坍落度过大，砼拌合物在管道中
9、滞留时间长，易泌水，容易因产生骨料离析而卡管阻塞。综合以上因素，选择坍落度为 120mm30mm 时为宜。 3.5 砂率的选择 砂率对泵送砼施工和易性能、强度、保水性、粘聚性等特性都有影响。砂率增大，其强度降低，和易性、可泵性、粘聚性、保水性能大大增强，通常认为砼中粗骨料悬浮在拌合物砂浆中，泵送砼沿输送管输送时与管壁的摩阻力，弯管、锥形管和软管之间变形阻力，加剧了泵送砼难度，砼拌合物和易性优劣直接影响泵送的效率。通常泵送砼要在保证砼强度和可泵性的情况下，确定出最小的水泥用量和最小砂率，一般泵送砼砂率比普通砼的砂率要高 2%5%。根据当地原材料、泵送砼的可泵性，确定砂率为 35%，水泥用量为 4
10、94kg/m3。 3.6 掺入外加剂对砼泵送的影响 在砼中掺入外加剂是改善砼拌和物可泵性能的主要手段。除常用的木质素磺酸钙外，外加剂种类很多，无论何种外加剂，对水泥都有一个适宜性问题，也就是前面探讨的配伍性问题，原材料改变，试验条件不同，都会影响外加剂的掺量。因此泵送砼所掺外加剂应符合国家现行标准砼泵送剂的规定，同时掺量、品种的改变应由试验确定，不得任意使用，以免影响砼质量。对使用过的外加剂由于成分掺量的改变往往对砼的施工和易性、可泵性性能影响很大，因此对和易性能差、可泵性能不能满足要求的砼，需及时联系生产厂商来调整外加剂成分使其与水泥、砂、碎石具有良好的配伍性。 3.7 最小水泥用量对砼泵送
11、的影响 在用普通方法施工的砼中，水泥用量是根据砼的强度和水灰比确定的。而在泵送砼中，除满足砼的强度要求外，还必须满足管道输送的要求。因为泵送砼是用水泥浆或灰浆润滑管壁的，为了克服管道内的摩阻力，必需有足够的水泥浆包裹集料表面和润滑管壁。所以对泵送砼有最小水泥用量的限制。在砼泵送施工技术规程中规定，泵送砼的最小水泥用量宜为 300 kg/m3。 4 结语 高强混凝土近年来发展很快，在港口、码头、大坝或桩基中均有应用，选用经济合理的配合比设计出合格的高强混凝土具有重要意义。 参考文献 1中华人民共和国行业标准.JGJ552000 普通混凝土配合比设计规程.北京:中国建筑工业出版社,2001 2JGJ/T10-95 砼泵送施工技术规程 3公路工程水泥砼试验规程(JTJ054-94)S. 北京: 人民交通出版社, 1994. .
