影响混凝土泵送的因素

摘要:混凝土能否顺利泵送，主要取决于是否供应可泵送的混凝土拌和物，因为并不是所有的混凝土拌和物都能泵送。如果混凝土坍落度太小，级配不好，或者骨料的最大粒径过大，都会给泵送带来很大困难。在一般情况下，不同原材料和配合比，所拌制的混凝土的性能固然不同。当原材料和配合比相同时，若拌和时间、温度、搅拌机械及运输车辆等不同时，所显示出的泵送混凝土的性能也不相同。由此可见，影响混凝土泵送的因素既是多方面的，也是非常复杂的。

关键词:泵送混凝土;可泵性的影响;因素

中图分类号： TU375文献标识码：A

一、水及细粉料对混凝土可泵性的影响

混凝土拌和物是由表面性质、颗粒大小和密度不同的固体材料与液体（水）组成的。当混凝土拌和物在未加水之前，各种固体材料为散状颗粒堆聚体，颗粒之间无任何有机联系。但在加入拌和水之后，则可以使这个散状颗粒堆聚体具有连续性，水泥的水化反应开始。由此可见，在混凝土拌和物中水是水泥水化的必要条件，是各种组成材料之间的关键联络相，它主宰着混凝土泵送的全过程。

混凝土拌和物中加水拌和使其流动性满足泵送施工工艺要求，这是水对泵送有利的一个方面。如果在混凝土拌和物中的细粉料（水泥加0.3mm以下的细料）对水没有足够的吸附能力和阻力，一部分水会在泵压力作用下穿过固体之间的空隙，流向阻力较小的区域内。在泵送混凝土过程中，这种现象在输送管道内会造成压力传递不均，甚至出现水首先流失，骨料与水泥浆分离。这是水对泵送不利的一个方面。

试验证明，水通过固体材料之间空隙的阻力，与固体材料的粒径大小有关。较粗颗粒的砂水通过的阻力非常小，粒径为0.3mm以下时才具有阻力，颗粒的粒径越小水通过的阻力越大。因此，在泵送混凝土中更显示出水对细粉料的依赖性，这与混凝土的可泵性有直接的关系。经验证明，每立方米混凝土须含有300~400kg的细粉料。

在泵送混凝土中增加细粉料和使用减水剂的原理，实际上是稠化和提高净浆的内聚性，目的是为了防止混凝土拌和物在泵送压力下脱水，以防止在泵送过程中导致管道堵塞。

二、不泥浆含量对泵送混凝土的影响

混凝土泵送工艺的可靠性，主要与水泥用量有很大的关系。因为混凝土拌和物中石子本身无流动性，它必须均匀地分散在水泥浆体中才能产生相对位移，而且石子产生相对位移的阻力大小与水泥浆的厚度有关。在混凝土拌和物中，水泥浆填充骨科之间的空隙并包裹着骨科，在骨料的表面形成一个层，随着水泥浆层厚度加大，石子产生相对位移的阻力减小。另外，随着水泥浆含量的增加，骨料的含量相应减少，混凝土坍落度增大，有利于泵送。

水泥浆体的作用原理可以用摩擦理论加以分析，由黏着理论而言，摩擦表面互相黏着，是造成摩擦阻力的根本原因。如果把泵送压力当成一定值，要想降低摩擦系数时，主要途径是设法降低或减弱摩擦的剪切强度，而剪切强度的大小取决于管道内壁表面的性能，实质上是取决于水泥浆含量的多少。因此，对泵送混凝土的水泥用量有最低数值，我国规定：泵送混凝土的水泥用量应在260kg/m3以上。

泵送混凝土的可泵性，除了水泥用量对其有较大影响外，还与水泥浆本身的稠度有密切的关系。如果稠度过大（水灰比过小），混凝土的流动性就会减小，混凝土与管壁的摩阻力增大，由此将会引起混凝土拌和物不能泵送。如果水灰比过大，混凝土拌和物的流动性虽然较好，则水在泵送压力的作用下首先损失，也会使混凝土与管壁摩阻力增加，造成混凝土质量不佳。

三、石子粒径和表面性质对泵送混凝土的影响

石子是混凝土中用量最多的材料，在混凝土中起着骨架的作用，并能显著影响着混凝土的可泵性和硬化后的物理力学性能。石子粒径的最大尺寸与配筋、施工方法等因素有关。泵送实践证明，在进行混凝土泵送时，如果输送管内有3个大颗粒石子，排在一起就容易造成堵塞。因此，石子的粒径大小和颗粒级配是配制泵送混凝土的重要条件。美国混凝土协会（ACI）304.2R71《泵送混凝土》中建议，石子的最大粒径应不大于输送管内径的1/3。

另一方面，石子的形状和表面性质也影响混凝土拌和物的流动性和硬化后混凝土的强度。颗粒较圆、表面较平滑的石子，其孔隙率较小，填充空隙和包裹颗粒所需要的水泥浆较少，当水泥浆用量一定时，混凝土的流动性比较大。因此，从泵送施工工艺来说，卵石比碎石的可泵性好。但是，表面平滑的卵石和水泥浆之间黏结不如碎石牢固，当水灰比相同时，卵石混凝土的强度偏低。

四、管道和泵送压力对泵送混凝土的影响

管道对混凝土泵送的影响，主要表现在管道内壁表面是否光滑、管道截面变化情况和管线方向是否改变等三个方面。混凝土泵送最主要的功能是给予混凝土拌和料压力，使其沿着管道向前滑动，也可以说采用混凝土泵来压送混凝土是通过管道实现的。因此，此时混凝土混合料和管道内壁之间的摩擦力，直接影响到混凝土泵的压力。若降低混凝土与管道壁的摩擦力，则希望管道内壁具有光滑的表面。与此同时，需要有水泥纯音乐使输送管内壁形成薄浆层，起到作用。

混凝土拌和物在管内输送的过程中，当改变管线方向或输送管道截面由大变小时，将产生较大的摩擦阻力，对混凝土泵送不利。所以泵送混凝土的管道弯头越少越好，在整个泵送管路系统中最好采用相同直径的管道。

在进行泵送混凝土时，泵送的压力必须大于混凝土拌和物在管壁上的抗剪力。此外，作用于管壁上的剪应力必须小于混凝土拌和物的屈服值。