浅析泵送砼施工中可能引起质量问题的原因及防治措施

摘要 针对近几年接触泵送砼施工的经历，结合具体工程实际，自己分析总结可能引起泵送混凝土施工质量问题的原因，并对可能出现的质量问题提出合理的解决措施及注意事项。

关键词浅析泵送砼施工质量问题 原因 防治措施

1、前言

在桥梁施工技术规范上规定：泵送砼供用必须保证输送泵能连续工作。输送管线宜直顺，转弯宜缓，接头应严密，如管道向下倾斜，应防止混入空气，产生阻塞。泵送前应先用适量的与砼内成分相同的水泥浆输送管内壁。砼出现离析现象时，应立即用压力水或其它方法冲洗管内残存砼，泵送间歇时间不宜超过45min。在泵送时受料斗内应具有足够的砼，以防止吸入空气产生阻塞。

2、泵送混凝土规范及要求

1）、泵送混凝土的原材料和配合比应符合下列规定：

(1) 、水泥应采用保水性好、泌水性小的品种，混凝土中的水泥用量(含掺合料)不宜小于300kg/m3。

(2)、 细骨料宜选用中砂，粒径小于300μm 颗粒所占的比例宜为5%～20%，砂率宜为38%～45%。

(3)、 粗骨料宜采用连续级配，其针片状颗粒含最不宜大于10%，粗骨料的最大粒径与所用输送管的管径之此宜符合表1的规定。

表1 粗骨料的最大粒径与输送管管径之比

石子品种 泵送高度(m) 粗骨料最大粒径与输送管径之比

碎石 ＜50 ≤1:3.0

50～100 ≤1:4.0

＞100 ≤1:5.0

卵石 ＜50 ≤1:2.5

50～100 ≤1:3.

＞100 ≤1:4.0

(4)、掺入粉煤灰后，砂率宜减小2%～6%。粉煤灰掺入量，硅酸盐水泥不宜大于水泥重量的30%、普通硅酸盐水泥不宜大于20%、矿渣硅酸盐水泥不宜大于15%。

(5)、 混凝上的配合比除应满足设计强度和耐久性要求外，尚虚满足泵送要求。泵送混凝土入泵坍落度不宜小于80mm；当泵送高度大于100m 时，不宜小于180mm。承灰比宜为0.4～0.6。

2）、 泵送混凝土施工应符合下列规定：

(1)、混凝土的供应必须保证输送混凝土的泵能连续工作。

(2)、输送管线宜直，转弯宜缓，接头碰严密。

(3)、泵送前应先用与混凝标号相同的水泥浆输送管内壁。

(4)、泵送混凝土因故闷歇时间超过45min 时，应采用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土。

(5)、泵送过程中，受料斗内应具有足够的混凝土，以防止吸入空气产生阻塞。

3、泵送混凝土塌落度损失大

泵送混凝土塌落度宜控制在80～220mm，混凝土塌落度损失率，随工程施工条件不同有很大的差异。其中影响最大的因素是停放时间，气温，外加剂及其掺入方式，含砂率、砂的细度模数等。

a、外加剂影响

结合使用目的，外加剂的特点，通过技术、经济比较等来确定外加剂的使用品种，选用的外加剂，必须经过配比设计，并按要求的加入方式，加入到砼拌和物中，粉剂要求直接加入就不能加水后再加入，及加入先后等。外加剂的品种确定后，掺量应根据使用要求、施工条件、砼原材料的变化进行调整。目前加入泵送混凝土中的外加剂一般有高效减水剂，但高效减水剂与水泥有相容性问题，某些水泥不能配制低水灰比高流动性的混凝土。一般而言，高效减水剂对防止絮凝及水泥颗粒分散很有效，普通硅酸盐早强水泥加高效减水剂后引起的塌落度损失见表1结果表明，掺入高效减水剂的流态混凝土，其塌落度的损失的速率大，其主要原因是FDN减水剂中的磺酸起中和水泥颗粒表面电荷的作用并引起分散，从而加速水泥中的C3S和C3A的水化作用所至。表2说明，塌落度损失主要在搅拌后0.5h到1h内，故对掺有高效减水剂的流态混凝土要严格控制灌注时间，以减少因塌落度带来的麻烦。同时由于减水剂加入水泥中受到C3S和C4AF吸附，水泥浆溶液中减水剂含量将有所减少，这也引起了塌落度的损失，而后掺法相对来说掺量的水泥浆溶液中的减水剂含量较多，塌落度相对同时加的损失要小，因此，施工中宜采用后掺法。由此可见外加剂掺加顺序对砼坍落度影响不一样。

表2塌落度

时间/mim 塌落度/cm

加高效减水剂的混凝土 普通水泥混凝土

10 18 8

30 13 6

60 7 5

90 6 4

120 4 2

b、气温对塌落度损失的影响

气温升高，一方面水泥的水化反应快，塌落度损失加快；另一方面，升温后引起的水分挥发增大，最终导致塌落度的损失，温度对塌落度的影响见表3

表3混凝土塌落度经时损失值

大气温度/℃掺粉煤灰和木钙经时1h的塌落度损失/mm

10～20 5～25

20～3025～35

30～3535～50

表3说明，气温升高经时塌落度损失增大，因此，夏季高气温施工时，除用湿草袋等遮盖输送管，避免阳光照晒外，高温期混凝土拌合时，应掺加减水剂或磨细粉煤灰，施工期间应对原材料和拌合设备采取防晒措施，并根据检测混凝土坍落度的情况，在保证配合比不变的情况下，调整水的掺量，

可适当增大混凝土塌落度。

C、砼的含砂率不合适，导致砼和易性太差，砼严重泌水导致砼严重离析，影响砼质量，及砼塌落度。

4、泵送混凝土施工中堵管，爆管

a、输送设备及操作问题

输送设备主要有汽车泵、地泵，包括泵机和配管。泵机的选择应适合混凝土工程特点，要求的最大输送距离，最大输出量及混凝土浇注计划。泵机选择不当时，压力达不到要求，过大过小都造成堵管的可能，而混凝土输送管应根据工程和施工场地的特点，混凝土浇注方案进行配管。输送管使用中反复疲劳受力，受到砼中砂石磨损，达到一定寿命后，可引起爆管。另外输送管使用后，如未及时用水及空气清洗干净，管中所余混凝土凝固后在下次使用时，必须增大管壁的摩阻力，造成应力集中，这也是导致堵管和爆管的原因之一。此外布管不当，开始泵送时又未试机，也易造成堵管，使用中，如不能连续泵送，泵送中断时间超过混凝土初凝时间，也会导致堵管。

b、混凝土组成材料及配比

1）、水泥品种和用量

在泵送混凝土中，水泥砂浆起到输送管道和传递压力的作用，所以在泵送混凝土中，水泥用量非常重要，水泥用量过少，混凝土的和易性差，泵送阻力大，泵和输送管的磨损亦加剧，容易产生堵管。水泥用量过多，混凝土的粘性增大，也会增加泵送的阻力，同时也会影响砼的硬化后各项性能。为此，应在保证混凝土设计强度和顺利泵送的前提下，尽量减少水泥用量。据《公路桥涵施工技术规范》中规定合适的可泵性要求的最小水泥用量280～300 kg/m3（输送管径100～150mm）。

2）、骨料的最大粒径和级配

粗骨料最大粒径的选择应适合工程和配管要求。根据3个石子在同一断面处相遇后推挤引起的堵塞的原理可推得；碎石的最大粒径与输送管内径之比，宜≤1：3卵石则宜≤1：2.5；另外与输送高度有关，高度增大，则此比例可适当提高。通常100mm的管径,粗骨料卵石最大粒径为40mm，125mm的管径最大粒径为50mm，150mm的管径最大粒径为55mm，管径为200mm时，最大粒径为70mm碎石比卵石小10mm。注意使用挤压泵时，河卵石的最大粒径为40mm。

3）、砂率及砂细度模数

泵送混凝土用砂宜选用中砂，细度模数2.6~2.9，2.5mm筛孔的累计筛余量不得大于15%，0.315mm筛孔的累计筛余量不得小于15%且宜在85%~92%范围内。砂率过小时，泵送混凝土宜在输送管中弯管和锥形管位置堵塞，为此，泵送混凝土与普通混凝土相比，宜适当提高砂率，以适应管道输送的需要。我国规定砂率宜控制在40%~50%，视具体情况而定。但砂率过高或过低时，不仅会降低和易性，同时，也会影响混凝土硬化性能，故应在可泵性的情况下尽量选择合适的砂率。

4）、外加剂

《公路桥涵施工技术规范》规定，当工程需要获得较大的坍落度时，可在不改变砼的水灰比，不影响砼的质量性能情况下，可适当搀加外加剂，泵送混凝土要有高的流动性必须加入外加剂，通常加入的外加剂有木质素磺酸钙减水剂等。加入木钙类外加剂，通常可增加混凝土的流动性，延缓水泥的

凝结时间，因而不仅利于混凝土的泵送还可降低大体积混凝土水化热,减少温度应力、避免温度裂缝。

5）、掺合料

加入泵送混凝土中的掺合料主要有粉煤灰，掺入混凝土中起作用，可以改善混凝土拌和物的和易性，大大提高混凝土的流动性，有利于泵送，但掺量宜由试验确定，过多不利于混凝土的强度。加入其它掺和料时，应不引起混凝土速凝、但掺量宜由试验确定，否则也会引起堵管，及砼硬化后性能。

5、泵送混凝土的离析和泌水

和易性好的泵送混凝土在管中的 流动性为柱塞式流动，此时，混凝土与管壁之间有一层起作用的砂浆层。在混凝土泵的推动下，当泵的压力超过管壁与砂浆层之间的摩阻力时，混凝土即向前移，而该半径以内的混凝土拌和物以等速随之移动，像固体似的向前运动，但混凝土出现泌水时，或和易性差，水浮到上面，以至造成水先流动，骨料与砂浆分离，其后果不仅影响顺利泵送，而且会形成粗骨料分层，引起堵塞，同时也会引起混凝土质量的不均匀。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。