泵送砼在施工中的研究与应用

摘要：在厦门香江花园底板砼的施工中，利用正交试验确定了再碎石及细砂的状态下与AT缓凝早强减水剂的最佳搭配掺量，保证了泵送砼的顺利施工，并有效地降低了砼的水化热，确保了工程施工质量。

关键词：泵送砼 施工 研究 应用

1、工程概况

我处厦门一公司承建的香江花园，该工程基础底面积为107m*65m，底板厚为0.7m，砼量4868 m?。砼设计强度为C40，砼初凝时间不少于4小时，坍落度控制在150～180mm，要求砼一次性浇筑完，不留施工缝。公司决定对砼自拌并采用泵送及溜槽施工工艺。

2、需要解决的问题

泵送对砼的可泵性要求颇高，必须有足够的稳定性或粘聚性以防止砼的组成材料在泵送压力下分离或离析。良好的泵送砼应有充分的浆体作为砼与管壁之间的剂以减少摩擦阻力，故当有够的水泥与其它微粒含量（300μm以下的微粒）时，还决定于集料的空隙体积与级配。虽然砼板的厚度不是很大，单水泥水化温度差过大且在砼强度尚未产生之前仍能引起结构的开裂，如果采取技术措施将砼产生峰值温度的时间推迟给砼一个产生抵抗温差应力强度的时间，并对砼表面保温，可将这种危害减少到最低程度。

针对上述情况拟采用措施为：（1）选择水化热低的水泥，以降低水化温度。（2）选择优质中砂，以减少水泥和水用量。（3）掺加一定量的粉煤灰，以减少砼碎泵管壁的粘聚摩擦力，改善可泵性。（4）掺用高效外加剂，延迟初凝和终凝时间，在用水量不增加的情况下达到要求的坍落度。（5）砼表面进行覆盖，加强养护，以减少温度差。

措施拟定后，我们即进行了各种材料的选择和最佳掺量试验。

3 、材料的选择：

3.1选择“万年青”牌525#矿渣水泥。

3.2掺加10%FA-P微珠粉煤灰。

3.3由于厦门地区无中砂，故只能用μf=1.9～2.0的细砂。

3.4选用厦门产的华岗石碎石，由于为人工破碎其空隙率较大故采用人工级配方式对石子进行优化组合，见图1.

从图1中可以看出，对于低用水量和高石子用量，并用外加剂配制的砼，组合石子级配改变所导致的石子比表面积及空隙率变化的二项因素中，空隙率大小对砼拌合物的流动性起着关键作用。

3.5砼外加剂品种繁多，但在厦门地区经厦门市中心检测站的推荐，采用了AT缓凝早强高效减水剂（推荐掺量0.6～0.8%）。该减水剂减水率可高达14%以上，流化性能好，具有早强、增强、节约水泥（在砼强度条件下，可节约水泥约13%左右），并有效减缓砼初期凝结时间等特点，综合效果较好。

4、用正交试验确定各种材料的最佳搭配掺量

4.1 检验考核指标的确定：根据需要解决的问题中的主要矛盾确定用坍落度及强度作为考核指标。

4.2 检验考核因素水平的确定：选取水灰比、砂率

石子级配、AT缓凝高效减水剂的掺量作为考核因素。见表1：

因素水平表 表1

因素

水平 水灰比 砂率（%） 石子级配 AT掺量（%）

1 0.35 38 0.75：0.25 0.6

2 0.45 41 0.5：0.5 0.7

3 0.55 43 0.25：0.75 0.8

4.3 选用正交表1g（34）并按此法确定的方案进行试配（试验中固定用水量为205kg/m3，材料为工地已进场料），后对结果进行极差计算分析。见表2

1g（34）正交试验方案与结果分析 表2

列号

试验号 列号 坍落度

（mm） 28天强度

（MPa）

W/C 砂率（%） 石子级配 AT（%）

1 1（0.35） 1（38） 1（0.75：0.25） 1（0.6） 95 58.3

2 1 2（41） 2（0.5：0.5） 2（0.7） 125 59.5

3 1 3（43） 3（0.25：0.75） 3（0.8） 185 55.4

1 2（0.45） 1 2 3 180 45.7

2 2 2 3 1 175 47.8

3 2 3 1 2 135 48.2

1 3（0.55） 1 3 2 105 34.2

2 3 2 1 3 85 35.1

3 3 3 2 1 75 31.4

正交试验结果分析：

坍落度

（mm） 列号 水灰比 砂率 石子级配 AT

K1 405 380 315 345

K2 490 385 380 365

K3 265 395 465 450

K1 135 127 105 115

K2 163 128 127 122

K3 88 132 155 150

极差 75 5 50 35

28天强度

（MPa） K1 173.2 138.2 141.6 137.4

K2 141.7 142.4 136.6 141.9

K3 100.7 135.0 137.4 136.2

K1 57.7 46.1 47.2 45.8

K2 47.2 47.5 45.5 47.3

K3 33.6 45.0 45.8 45.4

极差 24.1 2.5 1.7 1.9

4.4 极差分析：

根据表中极差计算结果作为因素与指标的趋势图2：

图2.1 图2.2

图2.3 图2.4

图2.5 图2.6

图2.7 图2.8

5、据表2，图2分析确定各种材料的最佳用量及配合比：

5.1 影响砼强度的主要因素是水灰比。影响砼坍落度的主要因素是石子级配及外加剂。

5.2 AT最佳掺量为0.7%。

5.3 石子最佳级配为（5～15）：（13～25）=0.25：0.75。

5.4 最佳砂率为40%；用水量为205kg/m3。；水灰比确定为0.45.

5.5 C40砼配合比选定为：

水泥：砂：石子：水灰比：AT减水剂：粉煤灰=1：1.40：2.09：0.45：0.007：0.1

6、验证：

通过正交试验及因素分析所得的配合比，是否能满足要求，我们进行了性能及凝结时间的试配验证。

根据实拌观察及表中测试结果可以看出，所选定的配合比性能完全满足泵送砼对坍落度的要求，初凝时间的延长不会影响砼对施工缝滞留时间要求的，终凝时间的延迟可使水泥水化热峰值的出现有一个足够 使砼产生初强而能够抵抗温差产生的拉应力的时间差，减少砼裂缝的可能。

7、现场应用情况：

7.1 施工概况

底板施工现场布置一台自动搅拌站配合一台砼输送泵，三台2501强制式搅拌机配合三个溜槽直接将砼注入板中施工，布置见图3.

施工时将AT缓凝早强减水剂按1：4.5比例配制成溶液。砼采用左右来回倾注，保证砼浇筑斜面两次浇筑的时间不超过4小时。随浇随捣，后层砼振捣应插入前层砼内，并立即将浇筑完毕的砼面层用塑料薄膜及草袋覆盖，防止水份蒸发及温度散失。经14天的养护过后，通过检查未发现产生大的裂缝。

7.2 砼强度统计

在施工中，我们抽样制作了49组试件，试压强度统计情况见表5.

据GBJ107-87《砼强度检验与评定标准》中的统计方法二进行评定，结果合格。

8.结束语

8.1 在砼中掺入最佳量为0.7%的AT缓凝早强减水剂，在保证砼强度的同时，可减少水泥用量，提高砼的坍落度，延缓砼的凝结时间降低砼的水化热，保证砼的施工质量。

8.2 砼在施工中除了有效降低其水化热外，还应加强结构的覆盖养护，避免因温差产生内应力使砼开裂。

8.3 在砼中掺入一定量的粉煤灰，能改善砼技术性能，如果采用内掺法，可节约一定量的水泥，具有一定的经济价值，在泵送砼中应尽量使用。

8.4 对于级配不好的石子，可采用人工级配方式，改善其组合，减小空隙率，对砼的泵送更为有利。