超高泵送混凝土质量通病原因及措施研究

李秀英

（西安思源学院， 陕西 西安 710038）

0 引言

伴随着西安经济的快速发展，为体现城市的魅力，满足人们对建筑活动空间的需求，西安房地产市场约20年时间从多层、小高层、高层到开启超高层时代，当下正是城市变迁越来越迅猛，房地产市场越来越兴盛，人们也是越住越高，超高层建筑像雨后春笋一样迅猛发展，大量的城市地标性超高层建筑正在兴建或规划。截止目前，西安已封顶或在建及规划超高层建筑如图 1 和如图2所示：

超高层建筑的迅猛发展带动了超高泵送混凝土施工技术的进步，同时，作为超高层建筑施工的核心技术之一，超高 泵送混凝土技术也越来越受到城市建设者的重视。超高层混凝土泵送技术是指利用混凝土输送泵和管道将高强混凝土一泵送至施工要求高度（＞200m）。由于混凝土强度高泵送压力高等问题，易引发堵管、混凝土离析等施工通病，超高泵送混凝土施工质量通病的多发，不利于创建优质工程与保证施工质量。本文结合西安绿地中心超高层建筑混凝土施工情况，结合实际堵管案例，分析堵管原因并提出解决措施，具有较强的实际意义。

1 形成超高泵送混凝土质量通病（堵管）的原因

1.1 混凝土工作性不良原因

高强混凝土必须具有较大的黏度，使其在配比时其流动性降低，超高层泵送混凝土一泵送至指定高度，很难满足要求，从而导致堵管现象发生。反之，当混凝土流动性过大，黏性就降低，从而易发生离析现象，抗泌水能力就会下降，在泵压作用下，会使骨料和砂浆脱落，导致润滑层较薄，摩擦阻力增大造成堵管现象。另外，现代工程施工一般采用都预拌混凝土，施工工期较普通工程长，随混凝土泵送的高度和季节的变化，混凝土工作性不稳定，从而降低其坍落度值，从而导致混凝土堵管现象。

1.2 混凝土原材料的质量及配合比原因

1）粗骨料的形状和粒径

混凝土中粗骨料的粒形影响配合混凝土的抗压强度。粗骨料的粒形根据颗粒的长度和厚度分为针状和片状两种，针片状颗粒对混凝土强度有一定的影响，规范规定一般在高强混凝土中不大于 15%，如果含量超过规定，骨料因混凝土的孔隙率增加，级配变差，从而泵送混凝土时粗骨料容易堆积发生堵管。

混凝土中粗骨料的粒径变化对其坍落度影响不大，但会增大其离散性。试验表明当粒径为 15mm时，适当调配减水剂的掺量、增加水泥浆的用量，可以提高混凝土的强度，但是如果大于40mm时，混凝土强度损失达15%以上，即使增加适量的外加剂也很难，弥补损失的强度。因此，在配置高强泵送混凝土时粒径宜不超过30mm。

2）砂率

高强C60泵送混凝土砂率范围一般是38-42%。砂率如果过大，混凝土黏聚性增加，流动性降低，对于高强泵送混凝土，即使坍落度没有明显的影响，但会增大泵送阻力；如果砂率过小，混凝土强度虽然较大，但是流动性差，骨料间的润滑性差，这样在泵送压力作用下，砂浆与粗骨料容易形成分离现象，从而造堵管。

3）掺合料

高强混凝土里面常掺有粉煤灰、矿粉来代替水泥的用量，其成本较低又不影响混凝土的强度，因此掺合料是配置高强混凝土中不可少的，但是在保证混凝土各种性能要求的前提下，所加入的掺合料不能超过规定比例。粉煤灰的增加会导致混凝土坍落度有升高趋势，但是如果超过 15%，强度就会损失；矿粉虽然比粉煤灰好一点，但是掺和量不能超过25%，否则也会影响配比高强混凝土。

1.3 泵送管道的选用和布置

在超高层建筑中。若按计划将混凝土输送到指定高度和位置，离不开混凝土泵送设备，因此，恰当的选用混凝土泵，是整个超高层施工中不可缺少的一部分。

混凝土泵送机，首先是发动机的选用，其功率要满足混凝土泵额定功率。第二，混凝土输送管选型。输送管的种类有直管、锥形管和弯管、软管等，管道布置要遵循最短距离、最少弯管、最大弯头、零点原则、异形管分散、提前布置等原则。混凝土输送管的规格选择应综合考虑粗骨料的最大粒径、混凝土的输出量和输送距离以及拌合物的工作性能等方面，而且还应符合《混凝土泵送施工技术规程》对混凝土输送管的规定。

1.4 施工方法不当

超高泵送混凝土是一个各个环节紧密连接、环环相扣，非常复杂的施工工程，要保证泵送顺利进行，就得明确控制施工要点。因此要进行泵送混凝土之前是否做好以下几点施工方案：1）加强泵送组织管理、完善制定各个岗位人员的工作责任制，减少由于人为操作或管理不善而造成泵送混凝土工程失败；2）泵送混凝土到达现场时，是否进行了良好的试验检查；泵送的速度是否过快，油温升高时压力是否稳定，混凝土泵送是否连续进行；混凝土由运输车输送之前是否在车内反向高速旋转搅拌；是否因供应问题造成混凝土凝固，导致堵管现象。

2 采取应对措施

2.1 对于原材料选用出现的问题

高强混凝土原材料选用不当引起混凝土泵送管堵塞，是混凝土工程中最基本的问题。首先要加强与材料供应商协调，加强搅拌站内材料员与质检员的岗位职责，进货时必须严格验收，但凡有不满足质量要求的一律拒收，水泥出厂进场必须检验水泥的五大技术性质，掺合料先进场验收后充料，如有任何异常及时调整，保证原材料的质量。

2.2 加强高强混凝土配合比精准度

西安·绿地中心超高强C60混凝土是钢管内浇筑混凝土，内部不易振捣，所以采用自密实的方法。由于混凝土强度过高，水灰比小，胶凝材料用量大导致黏性大，不利于泵送，从而在本工程中掺入了硅灰，有利于C60自密实的混凝土，但是显著降低C60混凝土的黏度。因此只有通过优化混凝土配合比，优选粗骨料级配，在保证混凝土达到自密实效果基础上，尽可能不影响C60的强度；也可以掺入石墨或沸石粉掺合料，降低成本，同时能达到自密实高强混凝土。

2.3 正确的布置甭管且及时清理甭管

在安装与设计管道时，应尽可能避免90度和S形弯管，常见的几种管道的布置如下图所示；

图1 水平直管固定方式

图2 水平弯管固定方式

图3 水平转垂直处的弯管固定

图4 混凝土输送管竖直管固定方式

在使用之前对泵管道用气洗法或水洗法（超高压水洗），清洗泵送输送管。

2.4 在施工时应注意以下几点

1）进行泵机泵送的混凝土到达现场检测合格后方可进行；

2）要控制好泵送的速度，不得使甭管剧烈晃动，否则停止进行泵送；

3）泵送混凝土运输的过程中，要连续且保证泵送时良好的和易性，若出现供应中断，必须在15分钟内进行正反泵的操作，以免造成管内混凝土凝固堵管。

3 结论

超高泵送混凝土的施工是一项庞大的复杂的工程，要想成功的将混凝土一泵送到指定高度，且确保泵送混凝土的工程质量、产生良好的经济、技术效益，就要严格控制原材料的质量，配比最优配合比，掺入高效低成本的掺合料，加强施工管理等问题。

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