超高層泵送混凝土的與應(yīng)用

目錄第一章緒論 11.1超高層泵送混凝土的研究背景 11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 41.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀 51.3超高層泵送混凝土在應(yīng)用中遇到的問題與解決辦法 71.3.1混凝土泵送性 71.3.2常見問題與相應(yīng)解決辦法 81.4本文的研究意義 10第二章試驗(yàn)原材料 112.1水泥 112.1.1水泥用量 112.1.2水泥強(qiáng)度確定及品牌選取 112.2骨料的選取 132.2.1粗骨料的選取 132.2.2細(xì)骨料的選取 132.3外加劑的選擇 142.4摻和材料的選擇 152.4.1粉煤灰（FA） 152.4.2礦粉（KF） 16第三章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 193.1配合比設(shè)計(jì) 193.2超高泵送混凝土性能指標(biāo) 203.3試驗(yàn)方案 213.4試驗(yàn)結(jié)果分析 223.4試驗(yàn)儀器與設(shè)備 243.5試驗(yàn)方法 24第四章施工 254.1施工中一般規(guī)定 254.1.1泵送的前期準(zhǔn)備 254.1.2混凝土泵送 254.1.3質(zhì)量保證措施 264.2注意事項(xiàng) 26第五章工程實(shí)例 28背景工程簡(jiǎn)介 28混凝土技術(shù)要求 28工程主要技術(shù)挑戰(zhàn) 28所得結(jié)論及經(jīng)驗(yàn) 33第一章緒論1.1超高層泵送混凝土的研究背景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，現(xiàn)代城市人口高度集中，城市用地緊張，地價(jià)昂貴，為了在有限的土地上最大限度地提供使用面積，建筑行業(yè)作為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)主要產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之一，在新經(jīng)濟(jì)環(huán)境下也得到了極大的發(fā)展，而超高層建筑的發(fā)展成為必然。當(dāng)前，大中小城市都在搞大規(guī)模的人居住房建設(shè)，國(guó)家為了合理利用土地資源，減少土地資源浪費(fèi)，高層住房建設(shè)已成為主流，混凝土使用凸顯用量大、垂直運(yùn)輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，在此環(huán)境下催生的混凝土泵送技術(shù)已在我國(guó)得到普遍應(yīng)用，大量應(yīng)用于高層建筑施工中。隨著城市化進(jìn)程的加快，地標(biāo)性建筑的崛起，超高層建筑越來越引起人們的關(guān)注和重視，所以超高層泵送混凝土是超高層建筑中不可或缺的一部分。超高泵送混凝土技術(shù)一般是指泵送高度超過200m的現(xiàn)代混凝土泵送技術(shù)。高層泵送時(shí)隨著泵送高度的增加，泵送壓力加大，再加之混凝土強(qiáng)度高、黏度大，使泵送施工難度增加，故對(duì)混凝土的和易性、壓力泌水率等性能提出了更高的要求。泵送混凝土技術(shù)是建筑工程施工中最重要的施工技術(shù)，在建筑施工中得到了廣泛應(yīng)用?；炷涟韬臀锏摹氨盟托阅埽╬umpability）”包含“是否適合泵送”和“是否容易泵送”兩方面涵義，即需要從“可泵性”和“易泵性”兩方面進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。“可泵性”指混凝土拌和物能被泵送，一般不會(huì)堵塞管道，也不會(huì)在泵送過程失去工作性，是泵送施工順利進(jìn)行的前提條件?！翱杀眯浴睂?duì)混凝土拌和物的要求包括：1.有一定的流動(dòng)性（坍落度超過5cm），易于充滿泵的缸體，在適當(dāng)?shù)谋脡毫ν苿?dòng)作用下能夠在管道中移動(dòng)；2.有良好的粘聚性，在輸送過程和壓力作用下，不會(huì)產(chǎn)生過量的泌水、泌漿或離析，在正常泵送或重新起動(dòng)時(shí)發(fā)生堵泵、堵管的可能性很??；3.在泵送壓力和剪切作用下，拌和物不會(huì)產(chǎn)生過大的流動(dòng)性（工作性）損失；4.不會(huì)在泵送中斷時(shí)因處于靜置狀態(tài)快速損失流動(dòng)性，而導(dǎo)致重新啟動(dòng)泵送的阻力過大或無法恢復(fù)流態(tài)。“易泵性”指混凝土拌和物在管道中流動(dòng)阻力的相對(duì)高低，關(guān)系到泵送相同的距離或高度需要泵壓的高低，決定了泵送施工的效率。在遠(yuǎn)距離、高程或超高程泵送時(shí)，以及較大混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，對(duì)混凝土拌和物的“易泵性”就會(huì)提出比較高的要求。因此，混凝土拌和物的泵送性能“好”，意味著“可泵（pumpable）”并且“易泵（easytobepumped）”。泵送性能屬于混凝土工作性之一，是受到多種因素影響并且需要多方面“平衡兼顧”的一種性能，因此無法用單一試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。“真實(shí)泵送”可以檢驗(yàn)多種因素綜合作用的效果，因此是測(cè)試檢驗(yàn)泵送性能最有效、最可靠的方法，但試驗(yàn)裝置大、測(cè)試成本高，無法作為常規(guī)試驗(yàn)方法廣泛使用。然而，泵送性能也可以分解為上述多個(gè)方面進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)，即：用工作性、泌水指標(biāo)、流動(dòng)性損失速率（靜置、壓力和剪切作用下）等試驗(yàn)，檢驗(yàn)可泵性；用泵送阻力試驗(yàn)測(cè)試易泵性。這樣，綜合了泵送性能所涉及的各個(gè)側(cè)面，也能夠比較全面地評(píng)價(jià)混凝土泵送性能。與非泵送混凝土相比，泵送混凝土具有流動(dòng)性大的特點(diǎn)，一些對(duì)混凝土性能一知半解的技術(shù)人員、監(jiān)理人員，在施工過程中不是根據(jù)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的需要來控制混凝土的坍落度，而是生搬硬套一些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范上的數(shù)據(jù)作為要求，而混凝土澆筑工人則一味要求加大混凝土坍落度，以便于施工操作，這就造成混凝土供應(yīng)方（如商品混凝土公司）的技術(shù)人員無所適從。評(píng)價(jià)泵送混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)劣主要從以下幾個(gè)方面考慮：1.混凝土的強(qiáng)度及耐久性能當(dāng)前我國(guó)大部分地區(qū)還是把混凝土的強(qiáng)度要求放在第一位的，設(shè)計(jì)單位一般只針對(duì)特殊部位（如地下水位變動(dòng)范圍內(nèi)、水下工程、有氯離子、硫酸鹽侵蝕等環(huán)境）的混凝土提出耐久性設(shè)計(jì)指標(biāo)。根據(jù)鮑羅米公式可知，C60以下等級(jí)的混凝土符合“水灰比定則”，只要水膠比不變，多大的坍落度與混凝土的強(qiáng)度基本沒有關(guān)系，所以完全不用擔(dān)心大坍落度混凝土強(qiáng)度等級(jí)不夠的問題。混凝土的耐久性能最主要的和其本身的密實(shí)度息息相關(guān)，高性能減水劑的使用使得混凝土在保證工作性能的前提下水膠比顯著下降，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更密實(shí)；活性摻合料的火山灰反應(yīng)不但能夠提高后期強(qiáng)度，而且能改善水泥石與骨料之間的界面結(jié)構(gòu)，它的微集料效應(yīng)使膠凝材料形成粒徑梯度，進(jìn)一步降低內(nèi)部孔隙率，減少有害孔隙的數(shù)量。這些效應(yīng)綜合作用，大大提高了混凝土的耐久性能，如抗?jié)B性、抗蝕性、抗碳化性、抗凍融性，這些都是已經(jīng)通過試驗(yàn)證明了的。2.混凝土的工作性能混凝土的工作性能，也叫“和易性”，一般指混凝土的流動(dòng)性、粘聚性、保水性。流動(dòng)性一般用坍落度值來測(cè)定，坍落度值越大，代表流動(dòng)性越好。當(dāng)坍落度值大于220mm時(shí)，以擴(kuò)展度來表征其流動(dòng)性能的優(yōu)劣，此外也有用倒坍落度桶法、U形箱法等來測(cè)定流動(dòng)性能的。筆者經(jīng)歷的工程中，有監(jiān)理人員提出坍落度要小，流動(dòng)性能還要好的說法，此種說法，無疑是對(duì)坍落度表達(dá)的意義不甚了解?；炷恋恼尘坌院捅Ｋ砸话闱闆r下是通過目測(cè)來觀察的（當(dāng)然保水性還可以用壓力泌水法來定量測(cè)定），這就需要技術(shù)人員有一定的經(jīng)驗(yàn)。粘聚性差必然導(dǎo)致混凝土易離析，保水性差則會(huì)導(dǎo)致泵送過程中水份流失大，在泵送壓力下漿體與骨料分離，從而造成泵送困難、坍落度泵送損失大甚至?xí)纬晒橇暇奂斐啥鹿?。綜上所述，評(píng)價(jià)混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)劣，其一是看強(qiáng)度和耐久性試驗(yàn)結(jié)果，這可以通過施工現(xiàn)場(chǎng)取樣送檢來確定，其二則是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試混凝土坍落度，目測(cè)混凝土的粘聚性和保水性好壞，而絕非是單純以坍落度大小來評(píng)價(jià)混凝土的質(zhì)量。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀高強(qiáng)高性能混凝土是12世紀(jì)混凝土技術(shù)的重要發(fā)展方向。隨著高層及超高層建筑的風(fēng)靡，因?yàn)樘岣吡藵仓|(zhì)量與速度，混凝土泵送技術(shù)逐漸得到推廣普及。與常規(guī)混凝土相比，高強(qiáng)高性能混凝土單位水泥用量多，水用量少，戮度大，超高層泵送時(shí)尤其困難。對(duì)于垂直高度大于400m的超高層建筑，其混凝土泵的輸出壓力需要在20MPa以上?；炷猎诔邏罕盟瓦^程中容易產(chǎn)生泄漏，從而導(dǎo)致混凝土離析、堵管等諸多問題，這一直是混凝土施工的一大難題。隨著泵送混凝土的大量應(yīng)用以及泵送高度和泵送距離的大幅增加，泵送混凝土的工作性能越來越受到各國(guó)研究人員的關(guān)注。經(jīng)過國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者的研究，目前已多次成功將高強(qiáng)高性能混凝土泵送到40Om以上的高度。郭佩玲[5]等使用常規(guī)的P·H42.5水泥，普通中砂，粒形較好的石灰石為主要原材料，選用雙摻技術(shù)，成功配制出超大流動(dòng)、免振、自密實(shí)C01O混凝土，在沈陽遠(yuǎn)吉大廈鋼管混凝土柱中應(yīng)用。2007年21月01日，在上海環(huán)球金融中心施工現(xiàn)場(chǎng)，三一重工的超高壓泵送技術(shù)將混凝土一次泵送至942m高度。李偉中困等采用常規(guī)的混凝土優(yōu)質(zhì)原材料和生產(chǎn)設(shè)施，配制出了C100超高性能混凝土，在廣州國(guó)際金融中心(廣州西塔)項(xiàng)目中，成功地將C100超高性能混凝土一次順利泵到33m高，并創(chuàng)下了泵送到4llm高的世界新紀(jì)錄。2011年4月10日，京基010大廈項(xiàng)目的總承包方中國(guó)建筑第四工程局有限公司將C12O超高性能混凝土泵送到417m高度。以往的研究多側(cè)重于泵送設(shè)備與工藝的研究，以及混凝土的配合比改善，并未系統(tǒng)的研究泵送過程中混凝土性狀的變化，從而優(yōu)化混凝土配合比。而且，對(duì)于水灰比較小的高性能混凝土還沒有合適的方法來評(píng)價(jià)其泵送性。1.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀關(guān)于混凝土施工方的技術(shù)人員以及監(jiān)理人員對(duì)泵送混凝土坍落度的控制依據(jù)，主要有兩方面。其一，以傳統(tǒng)非泵送混凝土作為比較對(duì)象。我國(guó)從20世紀(jì)50年代從國(guó)外引進(jìn)泵送混凝土技術(shù)，但由于設(shè)備不配套以及技術(shù)、管理上的原因，在施工中未能大規(guī)模推廣。從1980年開始，我國(guó)從德國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)家大量引進(jìn)混凝土泵、攪拌設(shè)備、攪拌運(yùn)輸車以及大型攪拌站，才大量采用泵送混凝土施工方法。近些年來由于混凝土外加劑技術(shù)的發(fā)展、活性摻合料的大量應(yīng)用，混凝土的技術(shù)已經(jīng)朝著高性能方向發(fā)展，由傳統(tǒng)混凝土只強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度向改善施工性能和耐久性的方向轉(zhuǎn)變。而一些建筑施工的技術(shù)人員和監(jiān)理人員對(duì)混凝土的性能及技術(shù)發(fā)展不甚了解，認(rèn)知上還停留在傳統(tǒng)混凝土的層面上，他們錯(cuò)誤地認(rèn)為大的坍落度意味著用水量大、水灰比大、強(qiáng)度低、易離析、易產(chǎn)生裂縫等，所以要嚴(yán)格限制混凝土坍落度的數(shù)值。其二，他們對(duì)坍落度具體數(shù)值的要求是依據(jù)JGJ/T10—2011《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》中3.2.3條規(guī)定。此規(guī)程中規(guī)定了最大泵送高度的入泵坍落度（擴(kuò)展度）的取值范圍，標(biāo)準(zhǔn)中的用詞為“宜”，表示在條件許可的情況下首先這樣做，說明此表中規(guī)定的數(shù)值并非是一個(gè)嚴(yán)格的要求，而且標(biāo)準(zhǔn)的條文說明里明確了此數(shù)值是借鑒上海建工集團(tuán)等單位的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并無嚴(yán)格理論依據(jù)。根據(jù)筆者多年的施工經(jīng)驗(yàn)，此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的200米高度及以下的坍落度數(shù)值都是偏低的，特別是針對(duì)高層建筑墻、梁、柱等鋼筋非常密集的部位，振搗棒不易插入，表中規(guī)定的100米高度及以下的坍落度值嚴(yán)重偏低，不符合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，嚴(yán)重制約著施工效率。1.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀從開始使用泵和管道輸送混凝土拌和物，工程技術(shù)人員就開始探索如何配制適合泵送的混凝土，可查閱到的最早相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表在1936年。探索工作一方面是根據(jù)工程實(shí)踐積累的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)對(duì)原材料和配合比的技術(shù)要求，作為配制泵送混凝土的指導(dǎo)；另一方面是研究嘗試建立試驗(yàn)室方法，評(píng)價(jià)混凝土泵送性能。在長(zhǎng)期的混凝土泵送施工中，堵泵堵管是最常遇到的問題?；炷涟韬臀镏钥梢员盟?，是依靠水泥砂漿包裹粗骨料、水泥凈漿包裹細(xì)骨料傳遞泵壓力和潤(rùn)滑拌和物而流動(dòng)。在管道中如果拌和物發(fā)生泌水或泌漿離析，粗細(xì)骨料失去漿體的包裹潤(rùn)滑（如下圖所示），骨料與管壁的摩擦阻力會(huì)驟然增大，就可能發(fā)生堵管。同樣，如果拌和物入泵時(shí)就發(fā)生離析，很可能導(dǎo)致堵泵。因此，“可泵”的首要條件是拌和物不離析，至少不產(chǎn)生過度離析。最早避免拌和物離析的方法，主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和依靠良好的骨料級(jí)配、砂漿含量、粉料（細(xì)砂和水泥）含量等保證。圖泌水、離析對(duì)泵送影響示意圖英國(guó)R.D.Browne和P.B.Bamforth[3]經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)8年的泵送試驗(yàn)研究，試圖建立檢驗(yàn)新拌混凝土泵送性能特征值的測(cè)試方法，包括：（1）用壓力泌水試驗(yàn)測(cè)試混凝土“脫水”的內(nèi)部阻力；（2）測(cè)定總體骨料的空隙率，輔助泵送混凝土配制；（3）在泵送管線上測(cè)試壓力，評(píng)價(jià)泵的效率和性能，以及混凝土泵送性能。他們認(rèn)為，在壓力作用下混凝土拌和物快速“脫水”是導(dǎo)致堵管的重要原因（參考上圖），因此研制了圖3下圖所示壓力泌水試驗(yàn)裝置。圖壓力泌水試驗(yàn)裝置法國(guó)D.Kaplan等[5]建立和使用一個(gè)148m長(zhǎng)的“真實(shí)泵送”試驗(yàn)管線系統(tǒng)，進(jìn)行了68次不同混凝土拌和物泵送測(cè)試（包括許多發(fā)生堵管情況），研究堵管產(chǎn)生的過程和機(jī)理，以及避免的方法。其試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，混凝土拌和物組成、泵管系統(tǒng)設(shè)計(jì)或泵送過程操作不當(dāng)，均可能誘發(fā)堵管，并可能發(fā)生在泵送的任何階段包括潤(rùn)滑管道（潤(rùn)管）、泵送、中斷重新啟動(dòng)和清洗管道階段。美國(guó)J.F.Best和R.O.Lane[6]曾研究一種“試驗(yàn)室混凝土泵送性能試驗(yàn)機(jī)”，分析混凝土拌和物中各因素（水灰比、砂漿體積、含氣量、坍落度、粗骨料形狀尺寸與用量、粉煤灰等）對(duì)泵送性能（易泵性）影響，并與真實(shí)泵送結(jié)果對(duì)比。“試驗(yàn)機(jī)”測(cè)試混凝土，得到結(jié)果與真實(shí)泵送測(cè)試結(jié)果的相關(guān)性不強(qiáng)，但這項(xiàng)研究從真實(shí)泵送獲得大量有價(jià)值數(shù)據(jù)，用于了解和分析多種因素對(duì)“易泵性”的影響。瑞典Johansson和Tuutti[7]試驗(yàn)測(cè)試了粉狀材料含量、粗骨料含量、工作性（坍落度）等對(duì)泵送壓力的影響（可泵性與易泵性），獲得結(jié)果包括：粉狀材料含量（水泥＋粒徑小于0.25mm砂）460kg/m3，坍落度在10cm~15cm，泵送壓力最低；最大骨料粒徑（Dmax）小，最佳粗骨料（>8mm）含量相對(duì)較小。到八十年代，高效減水劑開始推廣應(yīng)用，高強(qiáng)混凝土（C60~C120）開始在工程上應(yīng)用。例如，挪威在1987~1988年建造新一代混凝土結(jié)構(gòu)的海上石油鉆井平臺(tái)GullfaksC時(shí)，為順利澆筑這種密集配筋、高聳混凝土結(jié)構(gòu)，要求混凝土拌和物具有高施工性能，即高泵送性能和高工作性（坍落度22cm~25cm）。西班牙O.Rio等[18]在真實(shí)管線上測(cè)試不同組成的新拌混凝土，用最小二乘法線性回歸得到壓力－流量（P/Q）關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R2）均超過0.999。因此，將P/Q關(guān)系簡(jiǎn)化為直線，能夠比較準(zhǔn)確地反映真實(shí)泵送狀態(tài)。1.3超高層泵送混凝土在應(yīng)用中遇到的問題與解決辦法1.3.1混凝土泵送性采用泵送方法澆筑混凝土，成功的關(guān)鍵在于配合比設(shè)計(jì)。既要保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，又要考慮良好的可泵性。下面介紹了混凝土原材料對(duì)其可泵性能的作用。(1)水泥用量:水泥用量過少則強(qiáng)度達(dá)不到要求，而且水泥漿體的勃度太小，容易從骨料之間的空隙流動(dòng)，導(dǎo)致缺少水泥漿的干硬骨料在管路中發(fā)生阻塞。水泥用量過大，則混凝土的茹性大、泵送阻力增大泵送難度增加。(2)粗骨料:粗骨料粒徑越大，越容易造成堵管。且在超高層泵送中，管道內(nèi)壓力大，容易出現(xiàn)離析，粗骨料最大粒徑與管徑之比宜小于1:5。同時(shí)，針片狀的骨料過多可能引起堵管，應(yīng)盡量減小針片狀骨料的含量。(3)細(xì)骨料:砂率過小，則水泥砂漿在管道內(nèi)壁的附著能力較差，且混凝土拌合物易分層、離析、泌水，導(dǎo)致粗骨料堆積而堵塞管道。砂率過大，則降低混凝土強(qiáng)度，增加拌合物與管道的粘滯阻力，使泵送壓力增大，導(dǎo)致管道堵塞。(4)摻合料:混凝土經(jīng)過長(zhǎng)距離垂直泵送，尤其在夏季施工時(shí)，由于氣溫高、管壁摩擦升溫、管接頭漏水和壓力泌水等原因，導(dǎo)致混凝土坍落度損失大?？梢該饺敕勖夯壹澳ゼ?xì)礦渣，降低水泥用量，延緩水泥水化放熱，改善新拌混凝土的和易性和抗離析性。此外，為防止混凝土離析、泌水，還可摻入沸石粉、硅灰。(5)減水劑及泵送劑:采用減水劑及泵送劑可以在水泥用量較低的情況下，保證混凝土的泵送性。實(shí)踐己經(jīng)證明，泵送水泥用量130kg/m，的混凝土是可能的，采用的泵送劑是聚環(huán)氧乙烷、纖維素衍生物和藻酸鹽。1.3.2常見問題與相應(yīng)解決辦法在混凝土技術(shù)高速發(fā)展的今天，我們不應(yīng)該將目光停留在幾年前甚至十幾年前，我們看問題不應(yīng)該片面，對(duì)事物的判斷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是客觀的、全方位的。建筑施工的技術(shù)人員，特別是作為質(zhì)量監(jiān)管主體的監(jiān)理人員，對(duì)于國(guó)家或行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)該全面、透徹的理解，千萬不能犯望文生義、斷章取義的錯(cuò)誤，否則不但使被監(jiān)管方難以順利開展工作，而且對(duì)工程施工質(zhì)量毫無益處。至今，泵送混凝土主要還是依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，主要依靠工作性測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)判斷拌和物是否適合泵送和進(jìn)行改善。但是，經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)越來越難以應(yīng)對(duì)現(xiàn)在多種類和多變化的原材料，也常常不適應(yīng)現(xiàn)代混凝土的新特點(diǎn)（高流動(dòng)性、自密實(shí)、低水膠比等），或不能解決現(xiàn)在遇到的新問題。隨著現(xiàn)在泵送施工應(yīng)用越來越普及，工程現(xiàn)場(chǎng)泵送過程中也越來越頻繁地出現(xiàn)“意外”情況，如堵泵、堵管、坍落度急劇損失、泵送阻力過高等，成為嚴(yán)重困擾混凝土生產(chǎn)與施工技術(shù)人員的問題。由于存在較大的泵送壓力，混凝土在泵送過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生泵送損失，而且泵送損失會(huì)隨著泵送壓力的增大而增大，所以在滿足泵送性等施工要求的同時(shí)，滿足建筑物的實(shí)體強(qiáng)度是本工程的技術(shù)難點(diǎn)。超高層泵送混凝土在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題和相應(yīng)的解決方法可總結(jié)概括為以下幾個(gè)方面：1.施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度的控制長(zhǎng)距離泵送混凝土，經(jīng)過泵送擠壓后，坍落度、擴(kuò)展度、黏度和流動(dòng)性等都會(huì)損失，損失率隨著泵送距離的增加而進(jìn)一步加大。即便是自密實(shí)性能很好的混凝土，通過泵送后，在泵送至所澆筑的部位后能否達(dá)到自密實(shí)性能也是一個(gè)問題。施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度的大小是根據(jù)工程特點(diǎn)來確定的，對(duì)于不同高度、不同結(jié)構(gòu)部位有不同的要求，一般設(shè)計(jì)單位不做要求，實(shí)際施工時(shí)以施工單位的技術(shù)人員和監(jiān)理人員要求為準(zhǔn)，這就對(duì)他們的經(jīng)驗(yàn)和素質(zhì)提出了考驗(yàn)。許多地區(qū)的施工技術(shù)人員和監(jiān)理人員對(duì)混凝土的各種性能及配合比設(shè)計(jì)、混凝土發(fā)展的現(xiàn)狀都是一知半解，完全生搬硬套標(biāo)準(zhǔn)上的數(shù)據(jù)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條文的意義及用詞理解不透徹，犯了望文生義、斷章取義的毛病，而混凝土施工的操作工人則一味要求加大坍落度。對(duì)于商品混凝土公司來說，各方主體的要求都不能不管，這就使得商品混凝土公司的技術(shù)人員經(jīng)常同時(shí)得到同一車混凝土坍落度大與小兩個(gè)截然相反的信息反饋，或者是一會(huì)兒坍落度大一會(huì)兒坍落度小的信息。因?yàn)樯唐坊炷凉镜募夹g(shù)人員充分考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在保證混凝土粘聚性和保水性良好的前提下，除個(gè)別部位如樓梯、頂板、基礎(chǔ)等，一般出機(jī)坍落度均控制在230～240mm左右，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)至施工完畢能保持在220mm，便于混凝土澆筑施工的水平，即使泵送高度較小，但對(duì)鋼筋密集的梁、柱、墻部位，同樣要保證坍落度在220mm左右，這樣既能保證施工效率，同時(shí)又能避免施工時(shí)因混凝土流動(dòng)性差且振搗不密實(shí)造成的蜂窩、孔洞等質(zhì)量問題。主要通過優(yōu)化原材料品種和混凝土配合比解決坍落度損失，而經(jīng)時(shí)損失問題通過調(diào)整外加劑組分解決。2.堵塞現(xiàn)象的原因與處理骨料級(jí)配不合理，混凝土中有大卵石、大塊片狀碎石等。細(xì)骨料用量太少。攪拌車攪拌筒粘附的砂漿結(jié)塊落入料斗中，也可能發(fā)生管道堵塞。混凝土配合比不合理，水泥用量過多，水灰比過大，混凝土坍落度變化大，都容易引起管道堵塞。管道敷設(shè)不合理。管道彎頭過多，水平管長(zhǎng)度太短，管道過長(zhǎng)或固定不牢等都可使堵塞發(fā)生。泵送間停時(shí)間過長(zhǎng)，管道中混凝土發(fā)生離析，使混凝土與管道的摩擦力增大而堵塞管道。a堵塞部位的判斷首先，前面軟管或管道堵塞。泵機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，吸回料斗的混凝土很少，再次壓送，混凝土仍然送不出去?；炷灵y或錐形管堵塞。其次，進(jìn)行反向操作時(shí)，壓力計(jì)指針仍然停在最高位置，混凝土回不到料斗中來。最后，料斗喉部和混凝土缸出口都堵塞，主回路的壓力計(jì)指針在壓送壓力下，活塞動(dòng)作，但料斗內(nèi)混凝土不見減少，混凝土壓送不出去。b防止管道堵塞措施及解決辦法在料斗上加裝濾網(wǎng)，防止大石塊進(jìn)入料斗。要嚴(yán)格控制混凝土的配合比，保證混凝土的坍落度不發(fā)生較大的變化。泵機(jī)操作期間，操作人員必須密切注意泵機(jī)壓力變化。如發(fā)現(xiàn)壓力升高，泵送困難。即應(yīng)反泵，把混凝土抽回料斗攪拌后再送出。如多次反泵仍然不起作用，應(yīng)停止泵送，拆卸堵塞管道，清洗干凈再開始泵送。3.黏度與和易性之間的矛盾經(jīng)驗(yàn)表明：泵送失敗的兩個(gè)主要原因是摩擦阻力大和離析。因此，配合比設(shè)計(jì)不良的混凝土需要更大輸送能力的泵，且更易堵塞管道。泵送混凝土的泵壓包括兩方面：一是高度差引起的壓力；二是混凝土與管道之間的摩擦阻力。摩擦阻力正比于混凝土的黏度、流速與管道的粗糙程度等。黏度大則泵送阻力大，且泵的吸入效率也會(huì)降低。黏度較大是高強(qiáng)混凝土的共性，因此，提高高強(qiáng)混凝土可泵性的技術(shù)關(guān)鍵是降低混凝土內(nèi)聚性，降低混凝土的黏度?？墒?，當(dāng)坍落度增大而黏度降低時(shí)，其和易性也會(huì)有所降低。尤其是在高坍落度的情況下，可能出現(xiàn)離析等和易性變差的現(xiàn)象。4.高流動(dòng)性混凝土的抗壓強(qiáng)度保證問題。強(qiáng)度問題通過提高配合比強(qiáng)度富余系數(shù)、規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)取樣和現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)等內(nèi)容進(jìn)行控制。1.4本文的研究意義本部分內(nèi)容我們將對(duì)超高層泵送混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并使之能具體推廣應(yīng)用，包括因地制宜找到合適的原材料，然后對(duì)泵送混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，再通過配合比的試配檢驗(yàn)分析來確定最佳配合比。因此本研究配制強(qiáng)度為C60超高層泵送混凝土，以三摻（礦粉、煤灰、外加劑）技術(shù)為改進(jìn)方向，確定一套適合低強(qiáng)超高層泵送混凝土設(shè)計(jì)的方法。本文還主要對(duì)建筑工程中泵送混凝土的配料及施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討，結(jié)合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、混凝土質(zhì)量評(píng)價(jià)方法以及混凝土施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況等幾個(gè)方面對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的解決辦法。第二章試驗(yàn)原材料混凝土是一種就地取材進(jìn)行配制的地方性建筑材料，只有因地制宜地利用本地原材料才能使優(yōu)化設(shè)計(jì)制作后的混凝土具有實(shí)際的應(yīng)用前景，因此，對(duì)濟(jì)南地區(qū)的原材料在有一定客觀認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行初步篩選，最后根據(jù)取材方便、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)約等實(shí)際因素最終確定合適泵送混凝土的原材料。2.1水泥2.1.1水泥用量水泥的用量多少對(duì)泵送混凝土可泵性的影響非常重要，這主要是因?yàn)樵诒盟突炷帘盟瓦^程中，需要水泥砂漿來潤(rùn)滑輸入管道并傳遞壓力。若水泥用量過多，則會(huì)使水化熱過高導(dǎo)致混凝土黏性增高，增加泵送過程中的阻力；若水泥用量過少，則會(huì)使混凝土和易性變差，從而使泵送阻力增大，混凝土和輸送管的摩擦也會(huì)加大，容易造成阻塞。水泥用量一般為270～320kg/m3。根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的規(guī)定，泵送混凝土水泥用量不宜少于300kg/m3，但水泥用量超過320kg/m3，不僅不能提高混凝土的可泵性，反而會(huì)使混凝土粘度增大，增加泵送阻力。2.1.2水泥強(qiáng)度確定及品牌選取水泥作為泵送混凝土最重要的原材料，其選擇指標(biāo)主要有水泥活性、標(biāo)準(zhǔn)稠度、用水量和水泥與外加劑之間的適用性等，若為高強(qiáng)度混凝土，則通常應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定且標(biāo)號(hào)指標(biāo)不低于42.5號(hào)的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥。在對(duì)泵送混凝土所用的水泥品種選擇時(shí)，主要應(yīng)根據(jù)所處的環(huán)境條件和工程特點(diǎn)來進(jìn)行。通常，較為合適的水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)該是混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.1～1.5倍。混凝土具有一定的保水性是保證混凝土可泵性的重要前提，因此，泵送混凝土應(yīng)選取具有一定保水性的普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥等種類的水泥，由于火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥需水量大且易泌水，故不應(yīng)采用。本試驗(yàn)采用山水集團(tuán)濟(jì)南世紀(jì)創(chuàng)新水泥有限公司生產(chǎn)的“山水東岳”牌P.O42.5水泥（中強(qiáng)和高強(qiáng)膨脹混凝土用），P.O42.5水泥化學(xué)成分和礦物組成見表2.1，水泥主要力學(xué)性能指標(biāo)見表2.2。表2.1水泥的化學(xué)成分及礦物組成水泥化學(xué)成分/%%SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO320.636.143.5558.727.163.8水泥礦物組成/%%C3SC2SC3AC4AFCaSO4其它55.8919.479.169.783.851.85表2.2水泥的主要技術(shù)性能指標(biāo)細(xì)度（80μm篩篩余量量)初凝時(shí)間（min）終凝時(shí)間（min）抗壓強(qiáng)度（MP))抗折強(qiáng)度（MPaa)3d7d28d3d7d28d3.5%7518028.640.350.85.106.457.96水泥X射線衍射分析如圖2.1：圖2.1水泥XRD分析利用酒泉市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，我們對(duì)幾種水泥進(jìn)行了檢測(cè)，其強(qiáng)度結(jié)果如表1所示。2.2骨料的選取骨料的顆粒形狀及表面狀態(tài)直接影響著新拌混凝土的流動(dòng)性能，對(duì)于高強(qiáng)度等級(jí)的超高層泵送混凝土來說，石子的最大粒徑和砂子的細(xì)度模數(shù)顯得很關(guān)鍵。就泵送混凝土的骨料而言，有粗骨料和細(xì)骨料之分，由于骨料的種類、粒徑、形狀和級(jí)配對(duì)泵送混凝土的性能有非常大的影響，所以必須對(duì)骨料的選取進(jìn)行嚴(yán)格的控制。2.2.1粗骨料的選取在對(duì)泵送混凝土的粗骨料進(jìn)行選取時(shí)應(yīng)該采用連續(xù)級(jí)配，其針片狀顆粒含量應(yīng)以大于10%為宜，根據(jù)泵送高度不同，粗骨料的最大粒徑與輸送管徑之比也不同，具體來說，當(dāng)泵送高度在50m以下時(shí)，碎石不宜大于1∶3，卵石不宜大于1∶1.25，當(dāng)泵送高度介于50m～100m時(shí)，比值在1∶3～1∶4為宜，當(dāng)泵送高度超過100m時(shí)，應(yīng)在1∶4～1∶5之間。采用濟(jì)南港溝產(chǎn)5～25碎石，物理指標(biāo)見表2.11。表2.11石子的物理指標(biāo)規(guī)格壓碎指標(biāo)/%針片狀含量/%堆積密度(kg//m3)表觀密度(kg//m3)含泥量/%5-25mm7.47.9156027900.62.2.2細(xì)骨料的選取通過泵車泵送混凝土?xí)r，泵車對(duì)混凝土用沙具有一定的要求，具體來說，需要細(xì)度模數(shù)在2.5～3.0之間的堅(jiān)固耐久室溫中砂，而且，其中粒徑＜0.315mm的細(xì)骨料所占比例應(yīng)該≥15%，這是影響和提高泵送混凝土泵送性能的重要因素。如果砂的細(xì)度模數(shù)過小，則會(huì)使混凝土的水泥用量和用水量增加，從而加速泵機(jī)摩擦，容易損壞泵機(jī)，反之，如果細(xì)度模數(shù)過大，則會(huì)降低混凝土的可泵性，且較易發(fā)生離析和堵管。當(dāng)細(xì)骨料不理想或不滿足要求時(shí)，可考慮使用外摻料改善。骨料在混凝土組織結(jié)構(gòu)中起骨架作用，是混凝土不可或缺的重要組成部分，因?yàn)樵趯?duì)泵送混凝土進(jìn)行配制時(shí)，十分重要的一點(diǎn)就是要選擇正確的骨料，從而保證混凝土的強(qiáng)度、工作性和耐久性。對(duì)于泵送混凝土而言，以中砂作為細(xì)骨料為宜，且應(yīng)選用石英含量較高的優(yōu)質(zhì)天然河砂，較適宜的砂的細(xì)度模數(shù)區(qū)間為2.3～3.0，砂子級(jí)配區(qū)選用Ⅱ區(qū)。此外，河砂含泥量應(yīng)小于3%，對(duì)超過5mm粒徑的則應(yīng)篩除。對(duì)泵送混凝土中的粗骨料進(jìn)行選擇時(shí)，一般來講卵石較碎石可泵性好，且用水量小，節(jié)約水泥，但值得注意的是，當(dāng)配制高強(qiáng)度混凝土?xí)r，為增加界面粘結(jié)強(qiáng)度，應(yīng)選擇表面粗糙能與水泥漿很好結(jié)合、質(zhì)地堅(jiān)硬的碎石。采用泰安大汶河中砂，砂的細(xì)度模數(shù)為Mx=2.8，物理指標(biāo)見表2.9、砂子顆粒級(jí)配見表2.10。表2.9砂子的物理性能名稱細(xì)度模數(shù)表觀密度(kg//m3)堆積密度(kg//m3)空隙率（%)含泥量(%)泰安河砂2.826541546342.8表2.10砂子的顆粒級(jí)配篩孔尺寸/mm10.05.02.51.250.630.3150.16累計(jì)篩余/%0512416390972.3外加劑的選擇外加劑用來改善泵送混凝土的性能，例如增加管壁與混凝土之間的潤(rùn)滑，減少混凝土的離析、泌水等，可以增加混凝土的流動(dòng)性，有利于泵送施工。目前常用的外加劑為萘系高效減水劑，但因其在高塌落度和大流動(dòng)性混凝土中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)混凝土離析、石子抓底分層等情況，尤其在高層建筑中因高強(qiáng)混凝土水膠比低，情況就更加明顯。為解決超高層混凝土工作性能問題，應(yīng)使用目前性能最優(yōu)良的聚羧酸高效減水劑，高性能聚羧酸減水劑，因其具有超過30%的減水性能，良好的塌落度經(jīng)時(shí)損失和適宜的混凝土含氣量改善了混凝土的合易性，同時(shí)，也使得低水膠比高性能、高強(qiáng)混凝土走出了試驗(yàn)室，已在數(shù)個(gè)較大高層工程得到了很好的應(yīng)用。泵送混凝土外加劑應(yīng)有一定的緩凝組分，從而能適當(dāng)抑制水泥的早期水化速度進(jìn)而減少坍落度損失，此外還可以提高減水效果。當(dāng)混凝土外加劑中有一定的含氣量（控制在3%～4.5%之間）時(shí)，可以防止高標(biāo)號(hào)混凝土拌合物粘度過大和發(fā)生板結(jié)現(xiàn)象。結(jié)合以上可知，選取泵送混凝土的外加劑時(shí)應(yīng)該選取有一定緩凝作用、減水率高且有一定引氣作用的復(fù)合減水劑。一般來講，外加劑的摻量要比建議值適當(dāng)?shù)丶哟?，但如果把握不好用量過大反而會(huì)使可泵性變差，這主要是因?yàn)殡m然增大了流動(dòng)性，但外加劑摻量過大會(huì)導(dǎo)致水泥系統(tǒng)中的絮凝物進(jìn)一步解體，從而使整個(gè)漿體的結(jié)構(gòu)粘度降低，反而會(huì)導(dǎo)致高標(biāo)號(hào)混凝土板凝。由此可知，在配制泵送混凝土?xí)r，不光要選用適當(dāng)?shù)谋盟蛣?，還要確定適宜的摻量。本部分試驗(yàn)中所采用的混凝土外加劑包括聚羧酸減水劑和泵送劑。減水劑要求高保坍、高保塑，和水泥有良好的適應(yīng)性，對(duì)水泥顆粒具有良好的分散作用，減水率在20%以上。其中，聚羧酸減水劑采用山東華迪建筑科技有限公司生產(chǎn)的PC-1型聚羧酸減水劑，泵送劑采用。。。。。。。。。2.4摻和材料的選擇根據(jù)流變學(xué)的現(xiàn)實(shí)情況，屈服剪力應(yīng)力和粘性系數(shù)兩個(gè)參數(shù)是決定混凝土拌合物流動(dòng)性的重要因素。就細(xì)度而言，混凝土中的粉煤灰、磨細(xì)礦粉等摻和料細(xì)度比水泥細(xì)，因而這些摻和料可將部分水泥顆粒之間的空隙填充，從整體來看就形成了一個(gè)自緊密體系，這個(gè)體系是由小顆粒填充大顆粒，小顆粒間隙則由更小顆粒來填充形成的。一方面，這個(gè)體系能使成型混凝土更密實(shí)且提高硬化混凝土的性能，另一方面，這種填充排出了原來分散于水泥（包括部分細(xì)集料）顆粒之間的水分，從而使新拌混凝土混合料工作性與流動(dòng)性都增大。此外，優(yōu)質(zhì)粉煤灰中還含有大量球狀顆粒的玻璃體，當(dāng)其被摻入到混凝土中時(shí)，可以起到滾珠軸承作用，從而使混合料的剪切應(yīng)力大大降低。由此可知，適量的優(yōu)質(zhì)粉煤灰或磨細(xì)優(yōu)質(zhì)礦粉具有一定的減水功能。為提高混凝土的可泵性，可添加巖石粉末、粉煤灰、火山灰等，一般常摻加粉煤灰，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，粉煤灰的摻量為35～50kg/m3。2.4.1粉煤灰（FA）粉煤灰是一種表面圓滑的微細(xì)顆粒，尤其高質(zhì)量的粉煤灰需水比小，摻入混凝土拌和物后，使流動(dòng)性顯著增加，而且能減少混凝土拌和物的泌水和干縮。當(dāng)泵送混凝土中水泥量較少或細(xì)集料中粒徑小于0.315mm含量少時(shí)，也可摻用粉煤灰進(jìn)行彌補(bǔ)。礦渣粉的活性極強(qiáng)，摻入礦渣粉后可等量替代水泥，減少了混凝土水化熱，延長(zhǎng)了混凝土凝結(jié)時(shí)間，提高了混凝土的耐久性。粉煤灰應(yīng)選用一級(jí)或二級(jí)灰，粉煤灰的燒失量指標(biāo)很重要，不能超過3%，礦粉活性不低于S95級(jí)。優(yōu)質(zhì)粉煤灰和礦粉對(duì)混凝土的和易性起著重要的作用，故在礦物摻合料的選擇上要慎重。選用濟(jì)南黃臺(tái)電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，主要化學(xué)成分如表2.4。表2.4粉煤灰化學(xué)成分（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3燒失量59.4124.85.236.740.550.72.57粉煤灰X射線衍射分析如下圖2.3：圖2.3粉煤灰XRD分析2.4.2礦粉（KF）選用山東濟(jì)南魯新新型建材有限公司生產(chǎn)的S95級(jí)?；郀t礦渣粉，主要化學(xué)成分見表2.3。表2.3礦粉的化學(xué)成分（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3燒失量31.919.713.2837.958.41/1.27礦粉X射線衍射分析如下圖2.2圖2.2礦粉XRD分析1.2配合比參數(shù)1.2.1砂率輸送混凝土的輸送管，除直管外還有錐形管、彎管和軟管等。當(dāng)混凝土混凝土經(jīng)過錐形管和彎管時(shí)，混凝土顆粒間的位置就會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)如果砂漿量不足，容易產(chǎn)生堵塞。為此，泵送混凝土與普通混凝土相比，要適當(dāng)提高砂率，以適應(yīng)管道輸送的需要?！痘炷帘盟褪┕ぜ夹g(shù)規(guī)程》JGJ/T1095中規(guī)定，泵送混凝土的砂率宜為38%～45%。因超高層泵送混凝土的特性，可根據(jù)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土，砂率選擇范圍為40%～50%，經(jīng)過多次對(duì)混凝土檢測(cè)，其干空收縮值與普通混凝土相同。1.2.2水膠比選擇混凝土中拌和水，除供給水泥水化需要外，還使混凝土拌和物獲得必要的施工性能。此外，水膠比還與泵送混凝土在輸送管中的流動(dòng)阻力有關(guān)，混凝土拌和物的流動(dòng)阻力隨著水膠比的減小而增大。一些文獻(xiàn)資料介紹，普通混凝土當(dāng)水膠比低于0.45時(shí)，流動(dòng)阻力顯著增大，而當(dāng)水膠比大于0.60時(shí)，流動(dòng)阻力雖然減小，但是混凝土拌和物的和易性降低，離析，也會(huì)使混凝土的可泵性惡化。由于超高層混凝土強(qiáng)度等級(jí)較高，所以建議利用優(yōu)良的外加劑性能，采用低水膠比配比，通過試配和壓力泌水試驗(yàn)，選擇最佳配比。如我公司普通高層泵送混凝土水膠比為0.35左右，高層泵送C80混凝土水膠比可達(dá)到0.28，混凝土工作性依然良好。1.2.3混凝土塌落度選擇普通方法施工的混凝土的塌落度，是根據(jù)振搗方式確定的，而超高層泵送混凝土除去考慮振搗方式外，還要考慮其可泵性。塌落度小的混凝土運(yùn)行泵送的摩阻力大，要求有較高的泵送壓力。塌落度大，如果混凝土拌和物在管道中滯留時(shí)間長(zhǎng)，則泌水機(jī)會(huì)就多，容易產(chǎn)生離析、骨料沉降而形成阻塞堵泵。故選擇適宜塌落度值，200m高度以內(nèi)時(shí)混凝土塌落度為220mm;超過200m高度時(shí)，混凝土塌落度宜為220mm～240mm，對(duì)特殊部位，可選擇更加適宜泵送的免振搗混凝土。（2）配合比方面：?jiǎn)畏接盟枯^小，在155~160kg。為了控制混凝土的干縮，水泥用量較少，因而礦物摻合料摻量較大，接近40%。明顯看出，水膠比較小、砂率較大（墻和高強(qiáng)柱達(dá)54%~56%）。而且，根據(jù)混凝土各種原材料的變化情況，在混凝土生產(chǎn)過程中適時(shí)地?fù)郊右欢康氖沂?，以有利于調(diào)整混凝土的和易性與可泵性。（3）混凝土控制指標(biāo)方面：坍落度較大，為（250±20）mm；擴(kuò)展度為（650±100）mm；而且，澆筑高度大于400m時(shí)控制混凝土的擴(kuò)展度不小于720mm，以避免過大的流動(dòng)度泵送損失。采用自密實(shí)混凝土，出泵入模處混凝土U型箱試驗(yàn)，大于300mm。圓筒貫入試驗(yàn)[1]，控制流入量在20~40mm范圍內(nèi)，以確保其良好的抗離析能力、黏度和填充能力。而且，也控制混凝土的干縮率小于440×10-6（養(yǎng)護(hù)條件為23℃，相對(duì)濕度75%）。同時(shí)，控制混凝土的早期強(qiáng)度不能過高，并采用60d強(qiáng)度為驗(yàn)收強(qiáng)度。第三章試驗(yàn)方案與試驗(yàn)方法（包括粉煤灰與礦粉雙摻、水膠比、養(yǎng)護(hù)方式、外加劑對(duì)混凝土的坍落度、強(qiáng)度、保水性、流動(dòng)性的影響）第三章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3.1配合比設(shè)計(jì)配合比設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)預(yù)拌混凝土性能的一個(gè)重要過程，也是保證預(yù)拌混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)具體工程對(duì)混凝土強(qiáng)度、變形性能、耐久性及施工方式的要求，來考慮混凝土配合比。泵送混凝土的水灰比應(yīng)限制在0.4～0.6，不得低于0.4，水灰比大，混凝土稠度減小，流動(dòng)性好，泵送壓力會(huì)明顯下降，但由于在壓力作用下，混凝土過稀，骨料間的潤(rùn)滑膜消失，混凝土的保水性不好，容易發(fā)生離析而堵塞管道，因此應(yīng)限制水灰比。泵送混凝土的坍落度要適中，常用坍落度為8～15cm，以9～13cm為最佳值，坍落度大于15cm應(yīng)加減水劑。具體介紹如下：（1）低水膠比是混凝土強(qiáng)度和耐久性的保證，C60宜在0.23~0.37之間，本工程在前期試配過程中選用3個(gè)水灰比，分別為0.28、0.29、0.30，目的是增大配合比選擇的空間，多角度、多方位去考慮配合比的優(yōu)化空間。（2）對(duì)于高強(qiáng)高性能混凝土來說，膠凝材料較多，從而需水量較大，但為了保證強(qiáng)度和耐久性，必須降低用水量。但是用水量的降低會(huì)導(dǎo)致混凝土黏度增大，甚至坍落度損失較快，這就要求在配合比設(shè)計(jì)上要合理調(diào)配礦物摻合料，本工程配合比礦物摻合料的比例在30%~39%之間。（3）考慮到超高層泵送和施工部位鋼筋較密，以及所用骨料的特點(diǎn)，細(xì)度模數(shù)適中，砂率應(yīng)在37%左右。（4）膠凝材料總量在520~570kg/m3之間，要求混凝土和易性良好，初始坍落度在230mm以上，不離析、不泌水。依據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，采用3個(gè)不同水膠比：0.28、0.29、0.30，3.2超高泵送混凝土性能指標(biāo)泵送混凝土相較于一般混凝土的不同之處在于它不光要根據(jù)工程設(shè)計(jì)滿足所需強(qiáng)度，還需要配置混凝土混合料，以滿足其可泵性，根據(jù)泵送工藝要求混合料主要需要滿足流動(dòng)性、不離析、少泌水等要求。就主要性能而言，可泵性混凝土主要表現(xiàn)為流動(dòng)性（坍落度）和內(nèi)聚性這兩個(gè)方面。流動(dòng)性保證了泵送混凝土能夠順利實(shí)現(xiàn)泵送，是泵送混凝土的主要性能，同時(shí)，具有流動(dòng)性也決定了泵送混凝土具有較大的坍落度。內(nèi)聚性保證了泵送混凝土從攪拌到泵送整個(gè)過程中石子所處的狀態(tài)是均勻分散的，能夠有效防止泵送混凝土分層離析，是保證泵送混凝土順利泵送的主要性能。僅用坍落度的大小是很難衡量和表示泵送混凝土的輸送難易和品質(zhì)變化的，而是需要綜合來評(píng)定其和易性好壞，主要評(píng)定指標(biāo)就是流動(dòng)性、黏聚性和泌水性。進(jìn)行綜合評(píng)定時(shí)，幾個(gè)評(píng)定指標(biāo)是相互聯(lián)系的，但它們之間并不是總能協(xié)調(diào)一致，例如在特定條件下泵送時(shí)，他們甚至是互相矛盾的。舉例來說，為了提高泵送混凝土的流動(dòng)性，可以采取適當(dāng)增加拌合物用水量的方法，流動(dòng)性提高后還可以減小混凝土與輸送管壁間的摩擦阻力，但與此同時(shí)，增加用水量必然會(huì)導(dǎo)致拌合物黏聚性變差，從而引起析水率增大，在泵送過程中極易出現(xiàn)離析，給順利泵送帶來較大難度的同時(shí)，混凝土澆筑后表面也容易出現(xiàn)蜂窩麻面進(jìn)而影響工程質(zhì)量。由此可知，不能簡(jiǎn)單盲目地利用增加用水量等方法來提高泵送混凝土的流動(dòng)性，還需要通過適量摻外加劑、適當(dāng)增加水泥用量或粉煤灰用量等措施來提高拌合物的黏聚性，以滿足泵送混凝土硬化性能要求和可泵性的要求?；炷了涠鹊拇笮≈苯臃从沉嘶炷亮鲃?dòng)性的好壞，塌落度過小，會(huì)增大輸送壓力，加劇設(shè)備磨損，并導(dǎo)致堵管。塌落度過大，高壓下混凝土易離析而造成堵管。故應(yīng)隨時(shí)對(duì)每一車混凝土塌落度進(jìn)行檢查，禁止超標(biāo)準(zhǔn)塌落度混凝土泵送。夏季氣溫較高，管道在強(qiáng)烈陽光照射下，混凝土易脫水，從而導(dǎo)致堵管，因此在管道上應(yīng)加蓋濕草袋或其他降溫用品。冬季應(yīng)采取保溫措施，確?；炷恋臏囟?。需說明的是，塑性大、和易性好的混凝土，泵送性能也好，但與可泵性還有區(qū)別?；炷恋目杀眯员硎酒淇蓧嚎s性的大小?？杀眯粤己玫幕炷帘仨殱M足壓送阻力減少與防止離析這兩個(gè)條件。關(guān)于混凝土的可泵性評(píng)價(jià)方面，眾多文獻(xiàn)提出了許多不同的檢測(cè)指標(biāo)與方法。經(jīng)驗(yàn)也表明，任何單一的一個(gè)指標(biāo)并不能充分地評(píng)價(jià)混凝土的可泵性。對(duì)于常規(guī)泵送施工而言，可用坍落度與壓力泌水率兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行描述，前者反映拌合物的流動(dòng)性，后者主要反映拌合物的穩(wěn)定性與保水性。但這個(gè)指標(biāo)對(duì)于超高層高強(qiáng)泵送混凝土來說，指標(biāo)范圍過寬。為此，根據(jù)以往的泵送施工經(jīng)驗(yàn)和大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，參照上述工程的實(shí)際控制情況和有關(guān)文獻(xiàn)內(nèi)容[2]，確定以下指標(biāo)參數(shù)：以坍落度為基礎(chǔ)，輔以擴(kuò)展度和其他指標(biāo)（如表3所示）對(duì)超高層高強(qiáng)泵送混凝土的可泵性進(jìn)行評(píng)價(jià)。3.3試驗(yàn)儀器與設(shè)備圖混凝土單軸攪拌機(jī)圖混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀混凝土單軸攪拌機(jī)；混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀；V型漏斗試驗(yàn)儀。3.4試驗(yàn)方法本部分所涉及的試驗(yàn)所用的試驗(yàn)方法皆遵守GB/T50152-2012《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》。3.5試驗(yàn)方案綜合前面對(duì)超高泵送混凝土原材料的敘述，本文旨在通過試驗(yàn)得出水泥用量、礦物摻合料比例及用量、外加劑、膠凝材料用量對(duì)合成強(qiáng)度為C60的超高泵送混凝土和易性的影響規(guī)律，包括部分內(nèi)容：粉煤灰和礦粉比例的試驗(yàn)研究，水泥與砂率的最佳摻量試驗(yàn)研究，表粉煤灰與礦粉比例及試驗(yàn)結(jié)果序號(hào)混凝土配合比/((kg/m33)試驗(yàn)結(jié)果CFA/KFSGH2O外加劑和易性擴(kuò)展度/mmV漏斗試驗(yàn)28d強(qiáng)度/Mppa1360168/728008201706.5稍離5958186.32360144/968008201706.8好7005784.23360120/1208008201707.2好6804589.8436096/1448008201708好7002286.9536072/1688008201708.5稍差6503794.8表礦物摻合料最佳摻量試驗(yàn)及結(jié)果序號(hào)混凝土配合比/((kg/m33)試驗(yàn)結(jié)果CFAKFSGH2O外加劑和易性擴(kuò)展度/mmV漏斗試驗(yàn)28d強(qiáng)度/Mppa148048728008201757.8好6355578.8245060908008201757.5好6904176.43420721088008201757.2好71024844390841268008201757.8好6803281.35360961448008201758稍散6302694.8表粉煤灰與礦粉的適應(yīng)性試驗(yàn)及結(jié)果序號(hào)混凝土配合比/((kg/m33)試驗(yàn)結(jié)果CFAKFSGH2O外加劑和易性擴(kuò)展度/mmV漏斗試驗(yàn)28d強(qiáng)度/Mppa1450609060010201807.5好6353282.32450609060010201807.8一般6204775.63450609060010201808差5905878.243908412660010201807.2好6352180.353908412660010201807.5好6104370.563908412660010201807.5一般6254672.63.6試驗(yàn)結(jié)果分析粉煤灰與礦粉比例為4/6且最佳摻量為30%~35%。另外，砂率對(duì)混凝土泵送也有一定影響。當(dāng)混凝土拌合物通過非直管或軟管時(shí)，粗集料顆粒間相對(duì)位置將產(chǎn)生變化。此時(shí)，若砂漿量不足，則拌合物變形不夠，便會(huì)產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。若砂率過大，集料的總表面積和孔隙率都增大，拌合物顯得干稠，流動(dòng)性較小。因此，合理的砂率值主要根據(jù)混合物的坍落度及黏聚性、保水性等特性來確定（此時(shí)，黏聚性及保水性良好，坍落度最大）。單位用水量對(duì)高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的黏度影響較大。采用V漏斗試驗(yàn)對(duì)黏度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)擴(kuò)展度同樣達(dá)到（600±20）mm的條件下，如采用低用水量與高摻量泵送劑匹配，V漏斗通過時(shí)間就增加；相反高用水量，低摻量泵送劑配伍，通過時(shí)間就縮短。外加劑的選擇對(duì)超高層泵送混凝土至關(guān)重要，保塑性好，減水率大，大流態(tài)的聚羧酸高效減水劑對(duì)泵送混凝土的性能作用很可觀。因此，對(duì)于同一通過時(shí)間，用水量與泵送劑摻量的組合是多個(gè)的。綜合考慮用水量對(duì)強(qiáng)度、壓力泌水率和拌合物穩(wěn)定性等因素的影響，確定最大用水量后再通過調(diào)整外加劑組成、摻量等，配制出經(jīng)時(shí)損失滿足要求的混凝土。（1）由表可以看出，水泥量較多的混凝土，坍落度損失較快，粉煤灰和礦粉摻加比例較大的混凝土，和易性較好，坍落度損失較慢。這是由于優(yōu)質(zhì)粉煤灰能有效地降低膠凝材料的水化速度，具有較好的保水作用，也能提高水泥漿體的黏度，防止氣泡逃逸，因此摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰可以有效降低新拌混凝土坍落度損失。使用粉煤灰和礦粉雙摻技術(shù)，來配制C60高性能混凝土可以提高新拌混凝土的抗離析性能和可泵性能，水化熱較小，可降低高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的經(jīng)時(shí)損失。礦粉的礦物組成是一些低鈣型的水泥熟料礦物，這些礦物可以直接與水反應(yīng)，生成水化產(chǎn)物，凝結(jié)硬化而產(chǎn)生強(qiáng)度，故礦粉具有良好的膠凝作用。（2）礦物摻合料比例較大的混凝土壓力泌水率相對(duì)較小，這是由于礦物摻合料顆粒比水泥顆粒要小，細(xì)度較大，用他們部分取代水泥可以減小膠凝材料的平均粒徑，可以有效填充水泥顆粒之間的孔隙，增加了混凝土的密實(shí)度，降低了壓力泌水率。這樣在保證混凝土和易性和抗壓強(qiáng)度的同時(shí)，增大可泵送性，可以有效緩解因?yàn)檫^高的泵送壓力導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性差的現(xiàn)象。（3）當(dāng)用水量一定的情況下，水膠比越大，混凝土抗壓強(qiáng)度越低，這就要求在實(shí)際生產(chǎn)過程當(dāng)中，要嚴(yán)格控制水膠比，在膠凝材料不變的情況下，嚴(yán)格控制用水量，以確保混凝土的實(shí)體強(qiáng)度。綜合試驗(yàn)結(jié)果及掌握的經(jīng)驗(yàn)，最后文章得到的一組較優(yōu)的超高泵送混凝土配合比，見下表：表C60超高層泵送混凝土配合比及測(cè)得的相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果CFAKFSGH2O外加劑坍落度/mm擴(kuò)展度/mmV漏斗試驗(yàn)/s3d7d28d420721088008401757.82506652143.159.883.6第四章施工4.1施工中一一般規(guī)定4.1.1泵送送的前期準(zhǔn)備備對(duì)于高溫期間的施施工，在澆注注混凝土前要要將輸送管上上遮蓋濕罩布布或濕草袋降降溫，這樣可可以避免高溫溫對(duì)混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)造成的損損害。此外，施施工單位要安安排人員進(jìn)行行灑水養(yǎng)護(hù)，以保證混凝凝土層面有足足夠才濕潤(rùn)。在在低溫天氣施施工時(shí)要選擇擇遮蓋或保溫溫材料包裹。完善泵機(jī)的的檢查工作，必必須要保證各各個(gè)設(shè)備正常常后才能投入入使用。泵機(jī)啟動(dòng)后后要先泵入一一定量的清水水，以濕潤(rùn)料料斗、活塞和和輸送管等與與混凝土直接接接觸的部位位。然后與泵泵送混凝土成成分配合比一一樣的水泥砂砂漿潤(rùn)滑混凝凝土泵和輸送送管道。對(duì)輸送管道道的鋪設(shè)情況況嚴(yán)格檢查，防防止管道發(fā)生生松動(dòng)等問題題而影響使用用性能。4.1.2混凝土泵泵送首次泵送時(shí)，攪拌拌主機(jī)、混凝凝土輸送車攪攪拌罐、料斗斗、管道等都都要吸收一部部分砂漿，如果砂漿用用量太少，將導(dǎo)致部分分輸送管道沒沒有得到潤(rùn)滑滑，從而導(dǎo)致堵堵管。泵前用用水濕潤(rùn)管道道后，從管道的最最低點(diǎn)將管道道接頭松開，將余水全部部放掉，或者在泵水水之后，泵送砂漿之之前，放入一海綿球，將砂漿與水水分開。砂漿漿用量應(yīng)按每每200m管管道約需0..5m3砂漿計(jì)算，攪拌主機(jī)、料料斗、混凝土土輸送車攪拌拌罐等約需00.2m3左右的砂漿漿。因此泵送送前一定要計(jì)計(jì)算好砂漿的的用量。砂漿漿太少易堵管管，砂漿太多將將影響混凝土土的質(zhì)量或造造成不必要的的浪費(fèi)。高層層泵送砂漿可可選擇與混凝凝土同比例砂砂漿或1∶11水泥砂漿。泵送時(shí)應(yīng)先慢速，同同時(shí)檢查泵機(jī)機(jī)各部件是否否運(yùn)轉(zhuǎn)正常和和輸送管道有有否漏漿、牢牢固，待各系系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常常后方可開始始加速至正常常速度。如發(fā)發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立立即停機(jī)檢查查。如在泵送中中途因故必須須中斷時(shí)，中中斷時(shí)間不得得超過攪拌至至澆筑完畢所所允許的時(shí)間間。泵送混凝土土?xí)r，如因混混凝土供應(yīng)不不上或其他原原因使輸送管管吸入空氣，此此時(shí)應(yīng)立即反反泵吸出管內(nèi)內(nèi)混凝土至料料斗中重新拌拌合并排出空空氣后，重新新泵送?；炷吝\(yùn)送送至澆筑地點(diǎn)點(diǎn)，應(yīng)立即澆澆筑入模.如如混凝土拌合合物出現(xiàn)離析析或分層現(xiàn)象象，應(yīng)對(duì)混凝凝土拌合物進(jìn)進(jìn)行二次攪拌拌。泵送完畢后后，應(yīng)將混凝凝土泵里混凝凝土清理完畢畢并將泵和輸輸送管道清洗洗干凈。首次泵送時(shí)，由于于管道阻力較較大，此時(shí)應(yīng)低速速泵送，泵送正常后后，可適當(dāng)提高高泵送速度。當(dāng)當(dāng)出現(xiàn)泵送壓壓力增大時(shí)，應(yīng)低速泵送送。泵送時(shí)，操作人員須須隨時(shí)觀察料料斗中的余料料，余料不得低低于攪拌軸，如果余料太太少，極易吸入空空氣，導(dǎo)致堵管。停停機(jī)時(shí)間超過過5min時(shí)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉截止止閥，防止混凝土土倒流，導(dǎo)致堵管。并并應(yīng)每隔5mmin～100min開泵泵一次，以防堵管。工工作中應(yīng)檢查查輸送管路接接頭密封情況況，發(fā)現(xiàn)管卡松松動(dòng)或密封圈圈損壞時(shí)應(yīng)及及時(shí)更換，避免漏漿、漏漏水。漏漿后后，將導(dǎo)致混凝凝土的塌落度度減小和泵送送壓力的損失失，從而導(dǎo)致堵堵管。4.1.3質(zhì)量保證證措施準(zhǔn)確計(jì)量：在混凝凝土質(zhì)量控制制的過程中，準(zhǔn)準(zhǔn)確計(jì)量是重重中之重。特特別是水的用用量，一定要要扣除砂、石石的含水量，水水膠比的誤差差值低于是%%.清除梁、柱柱、基礎(chǔ)、坑坑槽內(nèi)積水：：在施工前，沖沖洗鋼筋，潤(rùn)潤(rùn)濕模板等作作業(yè)或下雨過過后，在上述述部位通常容容易積水，當(dāng)當(dāng)混凝土流動(dòng)動(dòng)至該部位時(shí)時(shí)，就會(huì)因局局部水膠比過過大而出現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)度驟降，不不深過大時(shí)更更可能出現(xiàn)離離析水洗現(xiàn)象象，而導(dǎo)致夾夾砂層、夾石石層，所以積積水必須清除除干凈。防止止漏漿：由由于混凝土流流動(dòng)性大，當(dāng)模板有大大于2cmm2后的孔洞時(shí)時(shí)，極易造成成漏漿。漏漿將使混混凝土產(chǎn)生蜂蜂窩、麻面，嚴(yán)嚴(yán)得者引起局局部疏松，造造成強(qiáng)度喪失失，必須打掉掉重新澆筑。防防止浮漿過厚厚：機(jī)械振搗搗的方式與時(shí)時(shí)間應(yīng)按施工工手冊(cè)具體規(guī)規(guī)定執(zhí)行，當(dāng)當(dāng)澆柱子、大大體積基礎(chǔ)及及梁體時(shí)，在在施