超高泵送山砂混凝土的质量控制

超高泵送山砂混凝土的质量控制

廖昶

廖昶

（贵州中建建筑科研设计院有限公司，贵州贵阳，550006）

摘要：随着我国西部地区城市建设的全面展开，各地超高层建筑拔地而起，但西部地区条件有限，几乎都只能以山砂作为混凝土的细骨料。山砂有棱角分明，片状颗粒多，含粉不稳定，含泥量高等特点，如何利用现有原材料配制出超高泵送山砂混凝土成为急需解决的问题。

关键词：山砂；级配；和易性；超高泵送

引言：山砂在分类上可以分为自然山砂和机制山砂两种，自然山砂来源于风化岩石和开挖爆破松动的土层，再经过二次筛分，形成用于施工的山砂。而机制山砂多为人工调整级配。目前在使用超高泵送山砂混凝土的过程中，如何控制山砂质量使其在满足混凝土设计强度前提下，同时达到良好的和易性与泵送性是一重要问题。

一、超高泵送的定义

随着工程施工技术的发展，泵送混凝土已经成为了主要施工技术之一。超高层建筑是指40层以上，高度100米以上的楼层。在超高层建筑混凝土施工中目前面临着两个问题，首先超高层建筑的混凝土强度高，这使混凝土的塌落度偏小，和易性差，几乎形成不了流动形态。但是泵送混凝土必须需要要良好的和易性与泵送性才能将混凝土送到预计高度。这两个条件在施工工艺上形成了矛盾，所以要想实现超高层泵送就必须想办法解决这一问题。

其次在泵送过程中混凝土的多种材料会产生较大的摩擦力，这使混凝土在结构上更加密实。但是材料之间也同时产生了较大的压力梯度。在泵送的过程中要注意对泵送压力和混凝土中水的控制，泵的压力是完成泵送的主要动力，而水是传递压力的主要载体。泵送的实质就是将两者有效结合，以此来完成混凝土的输送。

二、超高泵送混凝土的技术难点

超高层建筑结构施工中通常使用高强度混凝土。众所周知，高强混凝土与普通混凝土坍落度存在差异，再由于搅拌时间不相同，高强混凝土的粘度较大。因此，在超高泵送中，面临的关键问题如下：

（1）黏度与和易性之间的矛盾。

（2）坍落度与扩展度泵送损失的控制。

（3）扩展度和黏度经时损失的问题。

（4）高流动性混凝土的抗压强度保证问题。

山砂混凝土的扩展度和黏度是保证泵送的重点，在混凝土泵送的过程中，要根据调整混凝土配合比来提高泵送性。并且通过合理控制砂率来扩大山砂在泵送混凝土中的优势。并优化混凝土配合比、调整外加剂成分，以求解决经时损失、提高配比强度富余系数、规范现场取样和现场养护等问题。

三、适用于泵送的混凝土

混凝土的质量控制与泵送过程有着直接的关系，流动性、骨料级配相对良好的混凝土，在初凝后能够达到较高的强度。所以符合泵送要求的混凝土必须具备流动性、阻力小、不离析、不易泌水、等特性，这样就能降低泵送过程中的堵管率。尤其是要流动性能得控制，要保证混凝土及能够拥有足够的内聚性，来抵抗分层离析性。同时泵送混凝土还要适用于高震动和高压力环境，所以适用于超高层泵送的混凝土必须具备如下特点；

1.低摩擦力

混凝土和管壁要有较小的摩擦力，使泵送效果更好。泵送压力要相对适合，控制好泵送距离和运输时间的限制。其次能够承受较大的压力，混凝土的质量在压力生产上会发生改变。所以混凝土中的粗骨料级配不易过大。

2.抗离析性

混凝土自身必须拥有较大的抗离析性。混凝土在运送过程中，都处于非悬浮状态，如果骨料之间发生堆积就会加大摩擦力，使泵送压力加大，容易发生堵管。

四、山砂混凝土的特点

山砂的含泥量、含粉量相对较高，使山砂混凝土较黏。这是由于山砂的主要材料来自于溶洞地区，这些地区空洞位置通常是由粘土填满的。在生产砂石的过程中，这些粘土会混入到山砂中，使山砂中的含泥量提高。含泥量较高的中砂应用在混凝土中会使混凝土的工作性能降低。并在初凝阶段就出现收缩和开裂，并且使混凝土的收缩性加剧。所以在山砂应用中要首先控制好含泥量。其次在泵送配合比的设计中，应如果砂率的设计较大，在振捣完成后，会出现析浆现象，这样容易加大混凝土裂缝的产生。使用山砂就必须考虑到可泵性，同时将山砂混凝土中的砂率控制在一个适中的状态下，以保证混凝土的泵送性。

山砂混凝土的又一特点是沙粒较粗或较细、沙粒相对不均匀。并且表明粗糙，石粉量高，这种混凝土拌制中，水占的比例较大，这样就会加大混凝土的和易性，但使塌落度得不到保证。山砂中间级配少、表面粗糙、棱角多，不易于拌和，这种性质可以和水泥或混凝土添加剂形成较好的黏接，有利于混凝土强度的提高。要想控制好山砂混凝土的质量，提高其泵送性，通常方向如下：

1.添加矿物掺合料

矿物掺合料包括：粉煤灰、钢渣粉、磷渣粉、硅粉等活性材料，他们能提高拌合性，在一定程度上减少用水量，并且能够弥补山砂中颗粒差的问题，作为胶凝材料能够在表面形成润滑层，这对泵送性的提高有着很大帮助。

2.控制用水量

用水量能够在很大程度上调节拌合物的黏度，同时水量的增加能够加大流动性。山砂在进行混凝土搅拌时，需要更大的水量，但是过多的水量降低整体胶凝性。并且在混凝土流动性上形成影响，使混凝土塌落度降低。所以在拌和过程中，必须对水量采取方式进行控制。山砂混凝土中所需的减水剂，要随着水量进行调节，同时调整胶凝材料的用量和方法。

3.控制山砂级配

山砂中的继配范围较大，而且中间级配的骨料较少，必须严格控制山砂的级配以提高骨料和其他拌合物堆积时的密度，降低孔隙率。使集料中的胶凝物质能够在骨料之间更好的流动，这样不仅提高了混凝土的泵送性，还使胶凝物质能够更好的被利用，有效降低水泥和添加剂的用量。此外必须控制山砂中石粉的含量，石粉含量过高会导致混凝土黏度增加，泵送性能大大降低。

4.控制砂率

砂的用量是保证混凝土的泵送效率的关键。山砂主要以中粗砂为主，起重细度模式为3.0可以被定义为中砂，在超高层泵送技术中将混凝土最适宜利用中砂进行拌至。如果中砂的粒径大于0.3mm时，其用量的大小对泵送效率能够起到控制作用。尤其对堵管现象的控制有着十分良好的作用。

结束语

随着我国西部经济建设的不断加快，山砂的利用率十分的普及，山砂做为混凝土拌制的主要材料，必须从泵送率和胶凝度两个方面入手，在保证泵送效果的同时使混凝土质量得到提升。此外加强山砂朝有机砂方向过渡的研究，提高山砂的级配效率，使山砂的和易性和流动性得到进一步提高。

参考文献

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