解析预拌混凝土可泵性的影响因素

解析预拌混凝土可泵性的影响因素

李明

大庆油田工程建设公司建材公司金属预处理厂 黑龙江大庆 163712

摘要：本文阐述了良好可泵性对预拌混凝土泵送施工的重要性，并针对影响预拌混凝土可泵性的胶凝材料、骨料、砂率、坍落度和外加剂等影响因素进行了细致分析，分析了各影响因素对于预拌混凝土可泵性的不同影响程度，同时，本文结合生产实际，对如何保证混凝土具有良好的可泵性提出了指导性意见。

关键词：预拌混凝土；可泵性；影响因素

0 前言

预拌混凝土的可泵性是指混凝土拌合物在泵送压力作用下通过输送管道的能力，它是判定泵送预拌混凝土是否合格的一项重要技术指标, 可泵性能的好与差直接决定着工程的施工进度、施工人员的劳动强度、机械设备的磨损程度以及混凝土的浇筑质量。混凝土良好的可泵性使混凝土在泵送过程中与输送管道之间的摩擦阻力非常小,而且具有良好的流动性和足够的粘聚性，同时，在泵送过程中不泌水、不离析，且具有足够的初凝时间；可泵性差的混凝土不仅经时损失大，而且会在泵送过程中与输送管道之间产生较大摩擦，造成堵泵现象，严重影响施工的正常进行，甚至由此引起输送管因压力增大而发生胀裂。因此，在预拌混凝土生产过程中，不但要求预拌混凝土满足设计所需的混凝土强度等级、抗渗等级要求，更需要保证混凝土具有良好的可泵性。为保证预拌混凝土具有良有的可泵性，本文根据实际生产经验，对预拌混凝土的可泵性的影响因素进行了分析。

1 胶凝材料

胶凝材料主要包括水泥以及粉煤灰、矿粉和硅灰等掺合料，在生产预拌混凝土时出于对生产成本的考虑，通常采用的胶凝材料主要有水泥和粉煤灰，它们作为混凝土中的胶凝材料，一方面起到胶结作用，保证混凝土所需要的强度，另一方面起到润滑作用，其中，它们的润滑作用对混凝土的可泵性尤为重要，而胶凝材料用量的多少直接决定着它们的润滑效果，影响着混凝土输送管道与混凝土之间的摩擦力，以及混凝土的粘聚性和流动性。在混凝土拌合物的水灰比保持不变的情况下，胶凝材料用量越多，包裹在骨料颗粒表面的水泥浆就越厚，起到的润滑效果就越好，骨料间的摩擦阻力以及骨料与输送管壁之间的摩擦阻力就越小，混凝土拌合物就更易于通过泵车的输送管，进而实现良好的可泵性。因此，在水灰比不变的情况下，应尽量提高胶凝材料的用量，以便保证混凝土具有良好的可泵性。为保证混凝土具有良好的可泵性，在混凝土配合比设计规程中也明确规定了每立方米泵送混凝土中胶凝材料用量不得少于300公斤。此外，胶凝材料的等级也对预拌混凝土的可泵性有直接影响，以粉煤灰为例，粉煤灰的等级超高，细度越细，起到的润滑效果越好，因此，选用等级高的粉煤灰，预拌混凝土的可泵性会大幅度提高。

2 骨料

骨料主要用于形成混凝土的骨架，其品种、规格、级配、粒径大小和级配的连续性都直接影响着预拌混凝土的可泵性，骨料通常分为粗骨料和细骨料两种，粗骨料通常是指粒径大于4.75mm的骨料，常用的粗骨料包括卵石和碎石，而介于0.15mm-4.75mm之间的骨料为细骨料，按细骨料的粗细程度可分为粗砂、中砂和细砂；与细骨料相比较而言，粗骨料对于预拌混凝土拌合物的可泵性影响程度要明显高于细骨料，并且当采用不同种类的粗骨料搅拌预拌混凝土时，其可泵性也存在较大差异，在生产实践中，我们分别采用100%碎石作为粗骨料、70%碎石+30%卵石作为混合粗骨料和采用100%卵石作为粗骨料分别进行试验，得出如下结论：当采用100%卵石作为粗骨料搅拌预混凝土时，其和易性和可泵性最好，当采用30%卵石和70%碎石作为混合料搅拌预拌混凝土时，其和易性和可泵性相对较好，最后是采用100%碎石作为粗骨料搅拌的预拌混凝土拌，其和易性和可泵性相比前两者都要差。此外，粗骨料的粒径大小、级配的连续性和合理性也直接影响着预拌混凝土的可泵性，如果粗骨料的粒径过大或级配不合理,泵送过程中非常容易出现堵泵现象,在泵送压力下会造成输送管的胀裂破损,为此,规范中要求粗骨料应采用连续级配，并且根据泵送高度和输送管道直径对粗骨料的最大粒径做出了规定。结合多年的预拌混凝土施工经验，并综合考虑选取各种粗骨料的生产成本，三种粗骨料选取方式中，采用级配连续的5～25mm的碎石和5-20mm的卵石混合作为粗骨料，即可以降低原材料的购置成本，又可以获得满足现场泵送施工的可泵性。 对于细骨料的选取，根据实际生产经验，采用Ⅱ区中砂可兼顾经济性与可泵性。

3 外加剂

预拌混凝土采用的外加剂主要以泵送剂为主，但根据设计要求和现场实际需要，也可加入缓凝剂、抗渗剂、早强剂和膨胀剂等外加剂或兼具多种性能的复合型外加剂，其中泵送剂是直接影响混凝土拌合物可泵性的外加剂，有着良好的减水效果和保塑作用，一方面，掺入混凝土泵送剂，可以使预拌混凝土在用水量不大的前提下，大幅度提高混凝土流动度，并可以有效减少预拌混凝土运输过程中的塌落度损失值，避免混凝土离析，并且可以减少泵送施工时混凝土与管壁的摩擦阻力，进而提高混凝土拌合物的可泵性；另一方面，在用水量不变的情况下，掺入泵送剂可以降低每立方米预拌混凝土中的胶凝材料用量，在节约成本的的同时，改善预拌混凝土的和易性，提高混凝土的凝结硬化后的耐久性。为此，在实际泵送混凝土施工过程中，应选择水泥适应性试验流动度较大，混凝土坍落度损失值小的泵送剂，通常选取的泵送剂减水率不低于15%，其坍落度损失值应根据施工方案、施工设备、运输距离和时间确定。

4 砂率

所谓砂率是指混凝土中砂子（细骨料）的质量占砂、石（粗骨料）总质量的百分比。砂率对于混凝土拌合物的可泵性也存在较大影响，通常情况下，混凝土的砂率越小，表明细骨料在骨料总量中占比少，而粗骨料在骨料总量中占比多。因此，在胶凝材料用量不变的情况下，虽然预拌混凝土强度会有一定程度的提高，但由于混凝土中的水泥砂浆量将不足以包裹石子表面，更不能满足填满石子间空隙的要求，以致在石子之间以及石子与输送管壁之间无法形成足够砂浆润滑层，这样不仅会降低混凝土拌合物的流动性，而且会使石子与石子之间、混凝土与输送管壁之间的摩擦阻力增大，从而降低了混凝土的可泵性，进而出现堵泵现象。因此，预混凝土泵送施工时，在保证所需预拌混凝土强度的前提下，应尽量选取较大的砂率。此外，在实际施工过程中，若预拌混凝土的和易性较差或骨料级配不合理时，在保证混凝土强度的前提下，一般都可以通过调整砂率得以解决。在《普通混凝土配合比设计规程》中规定泵送混凝土的砂率宜为38％～45％，而以我单位混凝土泵送施工的实际经验来看，泵送混凝土砂率在不低于40%时可获得良好的泵送效果，但具体取值尚应通过试验确定，以保证预拌混凝土的强度要求。

5 坍落度

坍落度是衡量混凝土拌合物流动性的一种指标，也是影响预拌混凝土可泵性的关键因素，混凝土拌合物的坍落度越大，表明混凝土拌合物的流动性越好，可泵性就越好。混凝土的初始坍落度越大，混凝土在运输过程中的经时损失就越小，混凝土拌合物运输至施工现场时的坍落度损失值就越小，到达施工现场的可泵性就越好。为此，为保证预拌混凝土达到施工现场时仍具有良好的可泵性，泵送施工的预拌混凝土一般都需要具有较大出口坍落度，并且应根据现场施工工艺和运输过程的实际经时损失确定，对于泵送施工工艺，通常应保证其运输至施工现场的坍落度不低于160mm。

6 混凝土运输

混凝土的运输距离越远，运输时间就越长，混凝土拌合物在运输过程中的经时损失就越大，可泵性就越差。这主要是因为混凝土在运输过程中由于气温变化、水份蒸发、骨料吸水等多方面原因，造成了混凝土流动度降低。因此，对于长距离混凝土运输时，应综合考虑混凝土运输时间、施工时间、施工部位等因素，采用具有较大缓凝时间的泵送剂，以减少混凝土运输过程中的经时损失。

此外，混凝土泵车的类型、安放位置、输送管的布置，对混凝土拌合物的可泵性均有较大影响。因此，建议尽量选用汽车泵，并且安放位置不宜离浇注地点过远，同时，应尽量减少输送管的弯头。

7 结语

综上所述，预拌混凝土的可泵性受到诸多因素的影响，而预拌混凝土的可泵性又直接关系到工程施工成本、施工质量和施工难易程度，因此，在预拌混凝土配合比设计、搅拌、运输和施工过程中，需要综合权衡上述影响因素，努力实现预拌混凝土的良好可泵性，并在保证工程质量的同时，追求低成本和高效率。

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