1.混凝土泵送損失的含義及易出現的時間環境
1.1混凝土泵送損失的含義
泵送混凝土坍落度損失簡稱泵損,混凝土行業內部經常用到的一個詞語。泵送是通過一種機械設備使商品混凝土能夠輸送到遠距離或是較高處;泵送損失是指新鮮的商品混凝土在經過泵車泵送後坍落度變小,甚至無流動性變成幹硬性混凝土。
1.2混凝土泵送損失容易出現的時間及環境
最近有多家商品混凝土公司技術負責人提出混凝土經過泵車泵送後坍落度損失明顯,甚至到了幹硬性混凝土狀態,這種情況經常出現在夏季髙溫施工季節及水泥隨季節變換調整配方的時間。尤其用於超遠距離的水平輸送和高強度等級超髙距離的泵送混凝土都出現過此情況。雲南地區出現過普通強度等級的混凝土泵損很大的情況,本文針對C60高強度等級混凝土在泵送過程中出現損失很大的情況進行分析。
1.3泵送前後混凝土狀態
圖1~2是我們萊蕪分公司在萊蕪恆大金碧天下酒店工程中供貨C60的混凝土狀態。
圖1是出廠混凝土運輸車在試驗室卸料測量坍落度時狀態,圖2是C60混凝土泵送到四層時的狀態。其中,運輸距離為5km,坍落度無損失。
2.混凝土出現泵損的原因
2.1高溫天氣及膠凝材料量多
隨著全球環境的變暖,尤其夏季氣溫較往年普遍有所升高,超高的溫度加速了混凝土中水分的蒸發,尤其是高強度等級混凝土,水膠比較低,水分的蒸發加速了混凝土的凝結。C60高強度等級混凝土的膠凝材料多,混凝土比較粘稠,泵送時和管道的摩擦力比普通混凝土要大的多,摩擦生熱大,管道和混凝土溫度都升高,混凝土溫度升高水化加速,坍落度加大,凝結加快。
2.2水泥磨製溫度過高
夏季水泥在粉磨過程中極易由於磨機溫度升高而使二水石膏脫水產生半水石膏,進而產生硬石膏。在拌制混凝土的過程中會使混凝土坍落度損失變大,甚至造成水泥假凝現象。
2.3泵送管道的鋪設
部分建築物佔地面積較大,泵送管道架設很長,並且彎頭太多,增大了混凝土在管道輸送過程中的阻力。有一實體工程:其中水平距離70米,豎直距離30多米,彎頭15處,其中垂直彎頭就有7處。泵車泵送料鬥處測得混凝土的坍落度為230mm,經過三一重工泵車泵送後,工作面上的混凝土幾乎無流動性;從水平管段距泵車約10米的位置拆卸下一節頭目測泵送出來的混凝土,坍落度為190mm,明顯比出料口處的流動性大。
2.4外加劑與水泥的適應性及對溫度和壓力的敏感性
目前市面上銷售的外加劑種類繁多,不同水泥廠生產的水泥中摻合料的摻量和成分不一,甚至有些摻合料的質量達不到國標要求,在這樣的情況下,外加劑與水泥的適應性就特別差。對於C60等高強度等級混凝土,外加劑不僅要考慮其減水率,也要考慮其對水泥的分散性,從而降低所拌制混凝土的粘度。在泵送髙強度等級的混凝土時同時還應注意外加劑對溫度和壓力的敏感性。
3.解決途徑
3.1膠材用量及泵送工藝
對於C60及以上強度等級的高強度混凝土,根據JGJ-2012《髙強混凝土應用技術規程》中規定膠凝材料的總量宜控制在480~560kg/m3,同時水泥膠砂強度不宜低於這樣在保證強度的前提下也控制了膠凝材料的用量,從而控制混凝土的粘度,否則粘度太大勢必給施工帶來困難。對於泵送過程中,泵送管道由於摩擦生熱溫度升高可以採用在管道上做降溫處理,如持續淋水或包裹麻布淋水,麻布吸水效果好,可減緩管道發熱。
3.2粉磨中石青的選擇
儘量選擇二水石裔調凝的水泥,半水石裔與硬石青吸附減水劑分子能力比較強,同時降低了減水劑對水泥的分散效果,因此,應選用礦相較單純的二水石膏礦石作調凝石膏,並嚴格控制磨機溫度;選擇C3A含量較低的水泥,水泥中的礦物組分對減水劑分子有選擇性吸附作用,C3A、C4AF吸附能力較強;選擇SO3含量較高的水泥,在低鹼水泥中加入少量的硫酸鈉會明顯改善水泥漿體和由這種水泥製備混凝土的流變性。
3.3運距與彎頭設置
高強度等級混凝土超高或是超遠距離泵送時,對設備的選擇和管道的布設也是至關重要的,其中的原則之一就是管道彎頭要儘可能少,尤其是直角彎頭,這些位置在泵送過程中產生的阻力很大,可以適當設置幾個15°、45°的彎頭,有利於減少泵送過程的摩擦阻力。
3.4外加劑的選擇
儘可能選用氨基磺酸鹽系或是聚羧酸系減水劑,它們與水泥的相容性要好於萘系減水劑。使用聚羧酸外加劑時一方面可以略微調整一下引氣來改善混凝土的流動性,另一方面在保證其減水率等基本指標的前提下可以嘗試合成過程中改變一下分子結構,減少由於高溫髙壓對聚羧酸分子的結構破壞。
4.結束語
對於高強度等級混凝土超遠距離和超高距離泵送施工,要控制好各種原材料的質量指標,對於泵送機械應儘量減少由於摩擦阻力而導致的坍損增大,可以採取降溫等措施減少混凝土在高壓下水分的蒸發。同時要特別注意水泥和外加劑的適應性,可以通過調整合成工藝來抑制外加劑在高溫高壓下的敏感性,減少混凝土經過機械泵送後坍落度損失嚴重這一問題。(來源:《商品混凝土》2013.08,於寧,張帥,劉學嶺,謝慧東)