長距離泵送混凝土配合比設計

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摘要：以大腹山山地步道建設項目為案例，研究長距離泵送混凝土施工技術。結果表明，通過優化配合比設計，選用φ125mm輸送管、選用泵送壓力＞3.0MPa的混凝土泵及適宜的施工方案，混凝土水平泵送距離可達286m，混凝土質量滿足設計要求。

關鍵詞：長距離泵送；混凝土；配合比設計；施工

1前言

泵送混凝土是指可通過泵壓作用沿輸送管道強制流動到目的地并進行澆筑的混凝土［1］，具有施工方便快捷等特點，廣泛應用于市政和房建項目［2-5］。目前泵送混凝土長距離泵送施工中，因泵送管線長，拌合物黏度大，泵送施工存在一定難度。本文研究了C25泵送混凝土在大腹山山地步道建設項目中的應用，通過優化配合比設計、優選施工設備及采用合理的施工組織，最終實現C25混凝土長距離泵送，施工效果良好。

2工程概況

2.1工程簡介。大腹山山地步道建設項目位于福州市鼓樓區，是一項涉及千家萬戶的省、市重點工程。項目計劃投資15億元。項目分三期建設，其中一期項目長度為2.5km，項目所用混凝土采用泵送施工，混凝土澆筑方量約30000m3。混凝土設計強度C25，坍落度控制在120±20mm。

2.2工程技術難點。（1）現場地形復雜，澆筑難度大大腹山山地步道建設項目要求不破壞原生態，因此不允許上大型機械，無法直接停靠泵車，因受場地的限制，混凝土泵送澆筑管道鋪設線路較長，彎頭較多，泵送高度達50m，施工存在一定難度。（2）混凝土澆筑工期短，體量大該項目混凝土混凝土澆筑方量約30000m3，有效施工工期只有80d，工期緊張，施工任務重，泵送混凝土施工質量對工程能否順利施工有著重要影響。

3配合比設計

3.1原材料。（1）水泥：采用福州金牛水泥有限公司生產的P·O42.5普硅水泥，其性能見表1：（2）細集料：采用細度模數2.6~2.9的機制砂，其性能見表2：（3）粗集料：采用5~25mm連續級配碎石，其性能見表3：（4）外加劑：采用福建建工建材科技開發有限公司生產的TW-JS型緩凝高效減水劑，其性能詳見表4：（5）粉煤灰：采用福州市開發區華能實業有限公司生產的II級灰，其性能詳見表5：（6）礦粉：采用福建金鑫源節能建材有限公司生產的S95礦粉，其性能詳見表6

3.2配合比設計。本項目設計要求為C25泵送混凝土，坍落度控制在120±20mm，泵送高度約50m，泵送距離超過200m。施工過程中要求混凝土具有較好的和易性能和可泵送性能，泵送過程中不會離析、泌水和堵管，混凝土的塌落度損失要小。根據《普通混凝土配合比設計規程》要求，泵送混凝土所用膠凝材料不宜小于300kg/m3，并宜摻有礦物摻合料。本項目中，如只是采用水泥作為膠凝材料，性價比過低，最終采用粉煤灰和礦粉雙摻。因該項目采用機制砂作為細骨料同時混凝土類型為長距離泵送混凝土，根據相關經驗結合上述要求，混凝土配合比設計時應適當提高砂率，最終選用砂率為43%。根據以上技術參數，進行混凝土初次試配，并在此基礎上，對配合比進一步調整，最終確定表7的三個配合比，配合比對應性能見表8。三個配合比均符合設計要求，其中1#配合比坍落度剛好滿足設計要求，3#配合比的粘聚性能和離析情況一般。考慮到混凝土在生產、運輸及施工過程中存在一定程度的坍損，存在因震動等外界力作用導致粘聚性和離析性能變差的情況，最終選用2#配合比作為生產配合比。

4泵送參數確定

4.1輸送管布置。輸送管的布置應充分考慮工程環境特點，選用合適管徑且遵循最短距離、最少彎頭原則。本工程所選用粗骨料粒徑為5~25mm，結合《混凝土泵送施工技術規程》JGJ/T10-2011要求，最終采用Φ125mm的輸送管，施工泵送過程中最遠距離所用輸送管類型和數量見表9，水平輸送換算長度為286m水平輸送換算長度：Lm=La+Lb+Lc+Ld=120+86+8+72=286m

4.2泵送壓力混凝土泵的最大泵送阻力可通過泵送距離和泵送過程中的壓力損失數值計算。根據《混凝土泵送施工技術規程》（JGJ/T10-2011），計算混凝土泵的最大泵送阻力

5混凝土泵送施工

為確保施工質量，項目開辟多條施工便道，縮短了泵車與施工作業區域的距離，大大減少了泵送管道的布設長度，降低了泵送過程中的輸送阻力，同時，為供料車提供足夠的空間作為等待區域，使混凝土泵能不間斷地得到供應，進行連續泵送，有效的提高施工進度及施工質量。

5.1輸送管固定。為確保輸送管穩定牢固，防止因泵送震動引起漏漿造成堵管影響混凝土泵送施工質量，水平泵管每隔3m接頭兩端300處及轉彎處用架子管和橡膠墊圈固定牢固，加固示意圖如下圖1所示：

5.2混凝土運輸。混凝土裝料前，應確保拌筒內無積水；運輸時，拌筒保持低速轉動；卸料前，為確保混凝土均勻應高速旋轉拌筒，使混凝土攪拌均勻；卸料時，應均勻下料；中斷卸料時，拌筒應保持低速旋轉，在任何時候都不能隨意往混凝土內加水。

5.3混凝土泵送。混凝土泵送前，應用清水潤濕料斗、活塞、輸送管內壁而后采用砂漿潤滑管道；混凝土泵送速度應先慢后快，而后達到穩定；泵送完成后，應及時清洗管道。

5.4混凝土澆筑。混凝土按從遠到近，先豎向結構再水平結構的順序進行澆筑。澆筑豎向結構的混凝土時，布料口和模板內長距離應大于50mm，同時減緩混凝土下料的沖擊，確保混凝土不離析。混凝土澆筑應盡量避開高溫時段。

5.5混凝土養護。澆筑完混凝土，待其初凝時，立即用塑料薄膜覆蓋，防止混凝土表面散失水分。混凝土拆模或混凝土表面無明水時，即可噴涂混凝土養護劑進行養護，養護劑噴涂兩層，噴涂第二層養護劑時，應待第一層膜完全干透后方可進行且噴涂方向與第一層垂直。

5.6混凝土質量。施工過程中加強對混凝土入泵及出泵工作性能進行檢測，其中混凝土入泵坍落度基本控制在120mm，入泵坍落度基本控制在90mm，施工過程中基本沒有出現過堵管現象。混凝土經過同條件養護，其7天抗壓強度達到27.9MPa，28天抗壓強度達到34.5MPa。

6結語

（1）針對工程技術難點，結合福州地方材料特點，采用機制砂、碎石、P.O42.5水泥、粉煤灰、礦粉、高效減水劑，設計出可長距離泵送的C25混凝土配合比。（2）根據配合比原材料材料，確定選用125mm直徑的輸送管；經過理論計算，確定混凝土水平輸送換算長度為286m；泵送壓力需＞3.0MPa。（3）通過合理的組織設計，完成長距離混凝土泵送施工，施工過程中未出現堵管，混凝土工作性能和李力學性能滿足設計要求。

參考文獻

［1］余成行，師衛科.泵送混凝土技術與超高泵送混凝土技術［J］.商品混凝土，2011（10）：29-34.

［2］侯勇，何文凱，吳繼林等.長距離泵送混凝土的技術質量控制［J］.西南公路，2018，14（4）：195-196.

［3］王再菊，張繼松，向暉，等.超鋼管拱內混凝土超長距離泵送性能［J］.硅酸鹽學報，2019（11）：1574-1581.

［4］羅雯，鄧華.淺談長距離泵送混凝土的改善工藝［J］.西部交通科技，2019，12（6）：158-160.

［5］譚健，戴超，杜福祥，等.超高層建筑全機制砂高性能混凝土研制及泵送技術［J］.施工技術，2016，45（18）：70-73.

作者:劉凡 單位:福建建工集團有限責任公司