泵送混凝土施工中的若干问题分析

1 常见质量问题因素分析

1.1 泵送混凝土坍落度损失大

混凝土坍落度损失率视工程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。

(1) 外加剂影响。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。

(2) 气温对坍落度损失的影响。气温升高, 一方面水泥的水化反应加快, 坍落度损失增大, 另一方面, 升温后引起的水分挥发增大, 也将导致坍落度的损失。因此, 夏季高气温施工时, 除用湿草袋等遮盖输送管, 避免阳光照射外, 可适当增大混凝土坍落度。

1.2 泵送混凝土施工中堵管

输送设备主要包括泵机和配管。泵机的选择应适合混凝土工程特点、要求的最大输送距离, 最大输送量及混凝土浇筑计划要求。泵机选择不当时, 压力达不到要求, 过大过小都有造成堵管的可能。输送管使用后, 如未及时用水清洗干净, 管中所余混凝土在下次使用时, 必然增大管壁的摩阻力, 造成堵管。

1.3 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, 水泥砂浆起到润滑输送管道和传递压力的作用, 所以水泥用量非常重要, 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, 也会增大泵送阻力。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。

(2) 骨料的最大粒径与级配。粗骨料最大粒径的选择应适合工程和配管要求。骨料的级配不仅影响混凝土硬化后性能, 同时也会影响和易性。

(3) 砂率。砂率过小时, 泵送混凝土易在输送管中弯管位置堵塞, 为此, 泵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。但砂率过高时, 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降低砂率。

(4) 掺合料。加入泵送混凝土中的掺合料主要有粉煤灰。粉煤灰掺入混凝土中起润滑作用, 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。

2 裂缝预防及处理方法

商品混凝土和泵送混凝土都很容易出现早期塑性裂缝的现象。混凝土塑性裂缝产生的原因比较复杂, 常见裂缝可采取以下措施进行预防和处理。

2.1 塑性 (沉陷) 收缩裂缝

(1) 裂缝原因及裂缝特征。在泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中, 特别是板、墙等表面系数大的结构中, 经常出现断续的水平裂缝, 裂缝中部较宽、两端较窄, 呈梭状。裂缝经常发生在板结构的钢筋部位、板肋交接处、梁板交接处、梁柱交接处及结构变截面等部位。

裂缝产生的原因主要是混凝土流动性不足以及振捣不均匀, 在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够, 当混凝土沉陷时受到钢筋、模板抑制所致。裂缝在混凝土浇筑后1 h~3 h出现, 裂缝的深度通常达到钢筋上表面。

(2) 影响因素和防治措施。 (1) 要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下, 水灰比在0.6以下, 在满足泵送和浇筑要求时, 宜尽可能减少坍落度; (2) 掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料, 可改善工作性和减少沉陷; (3) 混凝土浇筑时, 下料不宜太快, 搅拌时间要适当; (4) 混凝土应振捣密实, 时间以1015s/次为宜;在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣;在混凝土浇筑1 1.5 h后, 混凝土尚未凝结之前, 对混凝土进行两次振捣, 表面要压实; (5) 为防止水分蒸发, 形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝, 应采取措施缓凝和覆盖。

2.2 干缩裂缝

(1) 裂缝原因及裂缝特征。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石干燥收缩造成的。混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内、由表及里, 逐渐发展的。由于混凝土蒸发干燥非常缓慢, 裂缝多数持续时间较长, 而且裂缝发生在表层很浅的部位, 裂缝细微, 有时呈平行线状或网状。但是由于碳化和钢筋锈蚀的作用, 干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性, 也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝, 影响结构的耐久性和承载能力。

(2) 影响因素和防治措施。 (1) 水泥品种及用量。水泥的需水量越大, 混凝土的干燥收缩越大, 不同品种水泥混凝土的干燥收缩程度不同, 宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大, 在可能的情况下, 尽可能降低水泥用量。 (2) 用水量。混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大, 在同一水泥用量条件下, 混凝土的干燥收缩和用水量成正比, 且为直线关系;水灰比越大, 干燥收缩越大。塑性收缩裂缝、干缩裂缝都是由于混凝土单方用水量过大、坍落度过大, 而且水分蒸发过快造成的。因此严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。为此, 在混凝土配合比设计中应尽可能将单方混凝土用水量控制在170kg/m3以下, 对于浇筑墙体和板材的单方混凝土用水量的控制尤为重要。为了降低用水量, 掺加适当数量减水率高、分散性能好的外加剂是非常必要的。 (3) 砂率。混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大, 但增加的数值不大。泵送混凝土宜加大砂率, 但应在最佳砂率范围内。 (4) 掺合料。矿渣、煤矸石、火山灰、赤页岩等粉状掺合料, 掺加到混凝土中, 一般都会增大混凝土的干燥收缩值。但是质量良好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰, 由于内比表面积小、需水量少, 故能降低混凝土干燥收缩值。 (5) 外加剂。在选用外加剂时, 选用干燥收缩小的减水剂或泵送剂。 (6) 混凝土的养护。混凝土浇筑面受到风吹日晒, 表面干燥过快, 产生较大的收缩, 受到内部混凝土的约束, 在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝之前进行早期保温养护, 对减少干燥收缩有一定作用。

2.3 处理措施

混凝土裂缝, 若在混凝土仍然是潮湿状态时, 可采取的处理措施有:如产生的裂缝宽度很小时, 可以采取扫入水泥和膨胀剂的混合物填充到裂缝中的措施:如裂缝宽度稍大一些时, 可以沿着产生的裂缝注入具有膨胀性能的水泥浆:如产生的裂缝宽度再大一些时, 可以直接浇筑具有微膨胀的水泥砂浆, 该水泥砂浆采用的水灰比应与原混凝土采用的水灰比相同。

若混凝土已经到了硬化状态, 可考虑采用环氧树脂水泥砂浆或聚合物水泥砂浆灌缝。而对于那些对强度要求不高的混凝土构件, 还可以采用柔性材料如各种防水密封胶等进行密封, 以防止渗水和钢筋锈蚀。

3 结语

综上所述, 泵送混凝土产生的裂缝潜在危险大, 对此必须引起足够重视。切实从每一个环节入手, 做好过程控制, 完善施工手段, 确保施工质量。

摘要：用混凝土泵输送混凝土拌合物, 可一次连续完成水平运输和垂直运输, 并可连续浇筑, 因而具有效率高、劳动力省的优点。但与普通混凝土相比, 由于其大流动性、大砂率及较高的水泥用量, 也出现了混凝土表面易产生袭缝、混凝土收缩值较大等同题, 影响了混凝土的耐久性。以下从混凝土的原材料、配合比及施工操作的要求等方面, 提出解决泵送混凝土质量问题的一些做法, 以及对泵送混凝土裂缝处理的一些方法。

关键词：泵送混凝土,施工,问题,分析