混凝土泵送性能的影响因素与试验评价方法

摘    要：泵送混凝土是商品混凝土企业的主要产品，泵送混凝土是可通过泵压作用沿输送管道强制流动到目的地并进行浇筑的混凝土。商品混凝土企业大部分建在城区以外，新拌混凝土经搅拌、运输和一定的时间间隔，才能到达工地。运抵现场的混凝土拌合物与出机时相比，和易性发生了不同程度的变化。为了避免泵送失败，本文分析影响可泵性的因素与试验评价方法，显得十分重要。

关键词：混凝土;泵送;性能;影响因素;试验评价

1  混凝土泵送性能的影响因素

1.1  水泥及胶凝材料的因素

1.1.1  水泥的细度及颗粒组成

目前多数水泥厂均以80μm筛筛析细度结合比表面积控制水泥的强度，其现象是细度小，比面积较大，P·O42.5水泥细度一般在0.6%～1.2%，比表面积为350～380m2/kg，结合目前资源环保利用，多数水泥企业均在消耗大量的工业废渣。资源有限，品质、数量均不能稳定，以80μm筛筛析细度或比表面积控制水泥的强度，此时将会出现10μm以下颗粒的会相对增加，颗粒级产生两级分化（一级为小于10μm颗粒，另一级为45μm<颗粒分布<60μm，中间颗粒大于10μm、小于32μm的较少）。一方面小于10μm颗粒的比表面积大、需水量大、水化速度快，对水泥的流变性不利;另一方面大于45μm、小于60μm的颗粒只是对比表面积的加权值起到一定的作用，其水化速度较慢，完全水化时已经超过28天，有一部分强度无法在28天内发挥出来，因此其含量也要限制，最好<10%;介于目前混合材资源的匮乏，品种、品质均不能保证稳定，导致水泥的密度不稳定;水泥颗粒分布不能呈正态分布。如果水泥的颗粒分布发生变化，比表面积对水泥质量的判定就会出现偏差，甚至失灵。鉴于此，一些大型水泥企业开始引入颗粒粒径测试仪，对水泥颗粒进行分析，以弥补比表面积检测方法的不足，并以45μm筛筛析细度结合比表面积控制水泥质量。

1.1.2  水泥中的碱含量

水泥中的碱含量（可溶性的碱），主要是由生产水泥的粘土质原料带入，通常以Na2O当量表示，随着水泥中可溶性的碱含量增大，外加剂与水泥的适应性变差、塑化效果降低、混凝土坍落度经时损失增大。通过大量的使用研究得出水泥的塑化度（SD：硫碱比），SD=SO3/（1.29Na2O+0.85K2O），因此，水泥中的碱含量对外加剂与水泥的适应性的影响与SO32-含量有关。在SO3不变时，随着碱含量的增大，SD减小，适应性变差;在碱含量一定时，随着SO3减少，SD减小，适应性变差，较好适应性的水泥一般塑化度控制在2.5～3.5之间为宜。

1.2  外加剂方面的因素

1.2.1  外加剂的品种及分子结构的差异

不同的减水剂，由于化学成分、分子结构、极性基团的种类和在分子中的数量、非极性团的种类、减水剂聚合度、磺化硫化度、平衡离子、平均分子量、分子量的分布等不同，对不同水泥的适应性也不一样。因此选用合适的减水剂或通过外加剂与水泥进行使用前的相溶匹配是控制混凝土可泵性的有效途径。

1.2.2  复合外加剂组分之间的适应性

现阶段很少外加剂是单一一种组分组成，基本上都是采用多个组分复合而成，所以在外加剂复合过程中要注意各组分之间的相互适应性。

（1）高效减水剂与普通减水剂的适应性：常见的高效减水剂萘系、三聚氰胺树脂系、氨基磺酸盐系高效减水剂均不同程度的含有一定量的硫酸钠，而木钙、糖钙在提炼及生产过程中使用石灰中和生成钙盐。

（2）高效减水剂与含碱外加剂之间的适应性：高效减水剂与含碱外加剂（如早强剂、膨胀剂、防冻剂）之间存在着适应性问题，掺有早强剂、膨胀剂可能导致高效减水剂的减水率大幅度降低，或者使混凝土的坍落度损失迅速加快，影响混凝土的可泵性。因此在复合前或根据需求对象的水泥及混凝土相关材料进行适应性试验，确定复合比或合适的掺量方可使用。

1.3  混凝土配合比

泵送混凝土的特点：（1）是具有良好的流动性;（2）流动性经时损失小，一般以1小时为重点，2 小时为特殊要求，如何确保混凝土在 1 小时、2 小时内有良好的工作性（流动性），这需要我们对配合比进行优化，使用的石子、砂的颗粒级配进行分析，调整配比使骨料混合后的空隙率合理，不可粗、细两级分化。同时选择外加剂要与胶材匹配，通过试验选择一个掺量范围，确保流动性经时损失小。

2  混凝土泵送性能指标及试验评价方法

混凝土可泵性是表示混凝土在泵压下沿输送管道流动的难易程度以及稳定程度的特性。可泵性要求：混凝土拌合物在泵腔内易于流动，以充满所有空间;有良好的粘聚性、保水性，在泵送过程中不分层、不离析、不泌水;混凝土拌合物与管壁之间以及混凝土内摩擦阻力较小。泵送性能指标包括：坍落度、扩展度和摩擦阻力（表征流动的难易程度），压力泌水值（表征流动的稳定程度）。混凝土可泵性与混凝土拌合物的和易性相对应。

2.1  分析试验坍落度

传统的评价方法尽管存在相应的弊端，然而，在对混凝土流动性进行分析时，却指标明确，简便容易。在对混凝土可泵性进行评价过程中，这是一种非常有效的方法之一。操作技术水平会对其带来较大的影响，可以说，这是其中的主要问题和缺陷，主观方面会影响到其观察的保水性和粘聚性。

2.2  试验分析压力泌水

在管道中通过一定的压力推动来输送混凝土拌合物，很多压力是以水为压力进行传递的。在传递的时候，因为管道弯曲、半径等出现脱水以及压力较大等情况，并且，水分在骨料之间的缝隙内部被渗透出去，这样就会聚结其这些骨料，造成堵塞情况出现。通过该试验，能够将拌合水在压力下的内阻力和拌合料的保水性等都可以有效的测定出来。

3  结束语

为了确保泵送混凝土的施工质量，应在工程施工前根据工程施工特点、现场场地条件、浇筑工程量、工程施工进度要求等制定混凝土泵送施工方案。混凝土要采用泵送施工，除了要满足设计要求的混凝土强度及耐久性要求外，还应满足可泵性的要求，因此在制定混凝土泵送施工方案时应根据混凝土配合比、混凝土拌制方式、混凝土运输、原材料构成等进行可泵性分析。

参考文献：

[1] 秦昊，刘田青.北京市农贸批发市场冷链物流的现状、问题与对策研究[J].中国市场，2013（2）：27～28.

[2] 曹天霞.上海金茂大厦混凝土工程施工技术[J].施工技术，2013（29）：66～98.

作者简介：

贾京涛（1985-），男，汉族， 山东平度人，大学本科，任职于潍坊昌大建设集团有限公司，工作方向：建筑施工及机械設备管理。