泵送技術(shù)與超高層泵送技術(shù)培訓

1、內(nèi)內(nèi) 容容1 1 前言前言2 2 泵送過程分析泵送過程分析3 3 可泵性的評價與指標確定可泵性的評價與指標確定4 4 超高泵送混凝土的配制超高泵送混凝土的配制5 5 泵的選型與現(xiàn)場施工泵的選型與現(xiàn)場施工6 6 高強混凝土超高泵送工程案例高強混凝土超高泵送工程案例v1 前言前言 泵送混凝土技術(shù)泵送混凝土技術(shù)1927年創(chuàng)于德國，現(xiàn)成為建筑施工的重年創(chuàng)于德國，現(xiàn)成為建筑施工的重要技術(shù)手段，廣泛應用于各類土木、建筑工程中。要技術(shù)手段，廣泛應用于各類土木、建筑工程中。 20世紀世紀50年代從國外引進泵送混凝土技術(shù)，年代從國外引進泵送混凝土技術(shù)，目前，國內(nèi)目前，國內(nèi)混凝土泵車生產(chǎn)企業(yè)有十余家?；炷帘密嚿?/p>

2、產(chǎn)企業(yè)有十余家。 液壓活塞式混凝土泵是主流，泵的輸出壓力越來越高。液壓活塞式混凝土泵是主流，泵的輸出壓力越來越高。 世界高層都市建筑學會世界高層都市建筑學會CTBUH（Council on Tall Buildings and Urban Habitat）認為，建筑高度在）認為，建筑高度在300m以上的建筑物稱為超高層建筑以上的建筑物稱為超高層建筑。 超高泵送混凝土技術(shù)一般是指超高泵送混凝土技術(shù)一般是指泵送高度超過泵送高度超過200m 的現(xiàn)的現(xiàn)代混凝土泵送技術(shù)。代混凝土泵送技術(shù)。v 2 泵送過程分析泵送過程分析 泵送的實質(zhì)與條件泵送的實質(zhì)與條件 材料必須能材料必須能連續(xù)傳遞連續(xù)傳遞足夠的壓力來

3、克服管道的阻力足夠的壓力來克服管道的阻力 只有只有水是傳遞壓力的介質(zhì)水是傳遞壓力的介質(zhì) 通過泵管時，由于通過泵管時，由于材料產(chǎn)生部分密實和摩擦材料產(chǎn)生部分密實和摩擦的影響，在流的影響，在流動方向上產(chǎn)生壓力梯度動方向上產(chǎn)生壓力梯度 泵的壓力大小泵的壓力大小能夠在整個管線上產(chǎn)生足夠的壓力梯度能夠在整個管線上產(chǎn)生足夠的壓力梯度v 3 可泵性的評價與指標確定可泵性的評價與指標確定v 較好的可泵性：混凝土在泵送過程中具有良好的流動性、較好的可泵性：混凝土在泵送過程中具有良好的流動性、阻力小、不離析、不易泌水、不堵塞管道等性質(zhì)。阻力小、不離析、不易泌水、不堵塞管道等性質(zhì)。 可泵性主要表現(xiàn)為：可泵性主要表現(xiàn)

4、為：流動性和內(nèi)聚性流動性和內(nèi)聚性 流動性是能夠泵送的主要性能； 內(nèi)聚性是抵抗分層離析的能力，即使在振動狀態(tài)下或在壓力條件下也不易發(fā)生水與漿體或漿體與骨料的分離。v 泵送混凝土的要求泵送混凝土的要求 泵送過程中泵送過程中不得有離析現(xiàn)象。不得有離析現(xiàn)象。 混凝土與管壁的混凝土與管壁的摩擦阻力要小摩擦阻力要小，泵送壓力合適。，泵送壓力合適。 在泵送過程中（壓力條件下）混凝土在泵送過程中（壓力條件下）混凝土質(zhì)量不得發(fā)生明顯變化：質(zhì)量不得發(fā)生明顯變化： 水分向前方遷移和骨料內(nèi)部遷移； 持續(xù)壓力條件下，含氣量引起損失 堵塞可能之一：離析（內(nèi)聚性太差，堵塞可能之一：離析（內(nèi)聚性太差，黏度過低黏度過低），各物

5、料不能同步移），各物料不能同步移動；動； 堵塞可能之二：細顆粒含量太高，拌合物的摩擦阻力大（堵塞可能之二：細顆粒含量太高，拌合物的摩擦阻力大（黏度過大黏度過大），活塞傳遞的壓力不足以推動混凝土；，活塞傳遞的壓力不足以推動混凝土； 堵塞可能之三：水在壓力下在拌合物內(nèi)部發(fā)生了大的轉(zhuǎn)移，堵塞可能之三：水在壓力下在拌合物內(nèi)部發(fā)生了大的轉(zhuǎn)移，水不連續(xù)水不連續(xù)導致壓力無法傳遞。導致壓力無法傳遞。v 可泵性評價方法可泵性評價方法v 國內(nèi)主要采用國內(nèi)主要采用坍落度和壓力泌水率對坍落度和壓力泌水率對可泵性進行評價：可泵性進行評價：v 1、坍落度試驗法、坍落度試驗法v 經(jīng)典的評價方法，雖然有缺陷，但表征混凝土的流

6、動性簡便易行、經(jīng)典的評價方法，雖然有缺陷，但表征混凝土的流動性簡便易行、指標明確，是目前評價混凝土可泵性的最主要方法。主要缺陷在于受指標明確，是目前評價混凝土可泵性的最主要方法。主要缺陷在于受操作技術(shù)影響大，觀察粘聚性、保水性受主觀影響。操作技術(shù)影響大，觀察粘聚性、保水性受主觀影響。v 采用坍落度方法測定可泵性時，通常通過坍落度、擴展度和倒坍落采用坍落度方法測定可泵性時，通常通過坍落度、擴展度和倒坍落度筒的流下時間來評價拌合物流動性、粘度等式性能。度筒的流下時間來評價拌合物流動性、粘度等式性能。v 實驗結(jié)果表明，倒坍落度筒的流下時間實驗結(jié)果表明，倒坍落度筒的流下時間t在在530s、擴展度、擴展

7、度SF 450mm、坍落度、坍落度SL在在180220mm時，混凝土可泵性好、阻力小、時，混凝土可泵性好、阻力小、容易泵送；當容易泵送；當t 30s、SF 450mm時，混凝土不易泵送。時，混凝土不易泵送。v 超高泵送時，超高泵送時，SL 240mm，SF 600mm，t 15s。v 2、壓力泌水試驗法、壓力泌水試驗法v 水是混凝土泵送過程中傳遞壓力的介質(zhì)，如果在泵送過程水是混凝土泵送過程中傳遞壓力的介質(zhì)，如果在泵送過程中，由于壓力大或管道彎曲、變徑等出現(xiàn)中，由于壓力大或管道彎曲、變徑等出現(xiàn)“脫水現(xiàn)象脫水現(xiàn)象”，水分通過固體顆粒間空隙滲透，而使骨料聚結(jié)，引起堵塞水分通過固體顆粒間空隙滲透，而使

8、骨料聚結(jié)，引起堵塞。壓力泌水試驗法可以測定拌和料的保水性、反映阻止拌壓力泌水試驗法可以測定拌和料的保水性、反映阻止拌和水在壓力下滲透流動的內(nèi)阻力和水在壓力下滲透流動的內(nèi)阻力。v v 壓力泌水率不宜超過壓力泌水率不宜超過20%。v v 容易脫水的混凝土在開始容易脫水的混凝土在開始10s內(nèi)的出水速度很快，內(nèi)的出水速度很快，V10大，因而大，因而V140-V10值小，可泵性不好，反之，則表明可值小，可泵性不好，反之，則表明可泵性好。泵性好。v 超高泵送混凝土的關(guān)鍵與難點超高泵送混凝土的關(guān)鍵與難點高強砼與普通砼高強砼與普通砼SL和和SF相同時，但相同時，但SFt不同（粘度較大）不同（粘度較大） 黏度與

9、和易性之間的矛盾黏度與和易性之間的矛盾 坍落度與擴展度泵送損失的控制坍落度與擴展度泵送損失的控制 擴展度和黏度經(jīng)時損失的問題擴展度和黏度經(jīng)時損失的問題 高流動性混凝土的抗壓強度保證問題高流動性混凝土的抗壓強度保證問題v 超高泵送混凝土拌合物控制（評價）指標超高泵送混凝土拌合物控制（評價）指標v 4 超高泵送混凝土的配制超高泵送混凝土的配制v 配制思路是：首先確定水泥和外加劑品種配制思路是：首先確定水泥和外加劑品種確定優(yōu)質(zhì)礦物確定優(yōu)質(zhì)礦物摻合料摻合料尋找尋找最佳摻合料用量比例最佳摻合料用量比例確定摻和料的確定摻和料的最佳替最佳替代摻量代摻量通過調(diào)整外加劑性能、砂率、粉體含量等措施，通過調(diào)整外加劑

10、性能、砂率、粉體含量等措施，進一步降低混凝土和易性尤其是進一步降低混凝土和易性尤其是黏度的經(jīng)時變化率黏度的經(jīng)時變化率確定確定試驗室最佳配合比試驗室最佳配合比根據(jù)現(xiàn)場實際泵送高度變化（混凝土根據(jù)現(xiàn)場實際泵送高度變化（混凝土性能、泵送損失）情況，采用不同的配合比進行生產(chǎn)施工性能、泵送損失）情況，采用不同的配合比進行生產(chǎn)施工。v 混凝土配合比與可泵性的關(guān)系混凝土配合比與可泵性的關(guān)系v 混凝土的可泵性與混凝土和管壁間的摩擦、壓力條件下漿混凝土的可泵性與混凝土和管壁間的摩擦、壓力條件下漿體性能及混凝土質(zhì)量變化等有關(guān)，與混凝土組成材料及其體性能及混凝土質(zhì)量變化等有關(guān)，與混凝土組成材料及其配合比有關(guān)。配合比

11、有關(guān)。 膠凝材料用量：膠凝材料用量：會會引起引起粘著系數(shù)和速度系數(shù)粘著系數(shù)和速度系數(shù)變化。變化。 砂率：砂率：提供提供適當?shù)臐{體包裹層適當?shù)臐{體包裹層。 粗骨料的影響：粗骨料的影響：骨料粒徑大小、顆粒形狀、表面結(jié)構(gòu)、級骨料粒徑大小、顆粒形狀、表面結(jié)構(gòu)、級配組成、吸水性能對混凝土可泵性影響很大。配組成、吸水性能對混凝土可泵性影響很大。 細骨料的影響細骨料的影響：尤其注意尤其注意0.3mm和和0.15mm篩通過的篩通過的細砂含量細砂含量。 含氣量：含氣量：3%5%，氣泡的結(jié)構(gòu)（數(shù)量及大?。┖侠怼?，氣泡的結(jié)構(gòu)（數(shù)量及大小）合理。v 原材料與可泵性的關(guān)系原材料與可泵性的關(guān)系 水泥與膠凝體系水泥與膠凝體

12、系v 混凝土拌和物中石子本身并無流動性，它必須均勻混凝土拌和物中石子本身并無流動性，它必須均勻分散在水泥漿體中通過水泥漿體帶動一起向前移動。分散在水泥漿體中通過水泥漿體帶動一起向前移動。 國內(nèi)外對泵送混凝土的最小水泥用量都有明確的規(guī)定，其國內(nèi)外對泵送混凝土的最小水泥用量都有明確的規(guī)定，其實質(zhì)是保證填充骨料空隙、包裹骨料的漿體體積含量實質(zhì)是保證填充骨料空隙、包裹骨料的漿體體積含量。 水泥品種、細度、礦物組成與摻合料等對達到同樣流動性水泥品種、細度、礦物組成與摻合料等對達到同樣流動性的混凝土的混凝土需水性、保持流動性的能力、泌水特性、黏度需水性、保持流動性的能力、泌水特性、黏度影影響差異較大，是影

13、響可泵性的主要因素。響差異較大，是影響可泵性的主要因素。v 骨料骨料v 骨料占的體積最大，其特性對混合料的可泵性影響很大，骨料占的體積最大，其特性對混合料的可泵性影響很大，包括包括級配、顆粒形狀、表面狀態(tài)、最大粒徑、吸水性能級配、顆粒形狀、表面狀態(tài)、最大粒徑、吸水性能等等。 級配好的骨料，其級配好的骨料，其空隙率小空隙率小，包裹層厚；，包裹層厚； 砂率的變動會使骨料的總表面積和空隙率發(fā)生改變砂率的變動會使骨料的總表面積和空隙率發(fā)生改變。影響。影響漿體層的厚薄，導致骨料間摩擦阻力變化。漿體層的厚薄，導致骨料間摩擦阻力變化。 骨料平均粒徑增大，質(zhì)量相同的骨料顆粒總數(shù)減少，則同骨料平均粒徑增大，質(zhì)量

14、相同的骨料顆?？倲?shù)減少，則同樣數(shù)量的漿體對骨料的裹漿層變厚；隨著樣數(shù)量的漿體對骨料的裹漿層變厚；隨著骨料最大粒徑的骨料最大粒徑的減小，漿體含量需要增加減小，漿體含量需要增加。 骨料的吸水率也是影響可泵性的因素，骨料的吸水率也是影響可泵性的因素，未飽和吸水的骨料未飽和吸水的骨料在壓力條件下會使水分向骨料內(nèi)部孔隙發(fā)生遷移在壓力條件下會使水分向骨料內(nèi)部孔隙發(fā)生遷移，雖然在，雖然在壓力解除時有部分得到釋放，但也會造成影響。壓力解除時有部分得到釋放，但也會造成影響。v 外加劑外加劑v 由于泵送工藝的需要，為了滿足適當?shù)臐{體含量和適宜的由于泵送工藝的需要，為了滿足適當?shù)臐{體含量和適宜的流動性，泵送混凝土用

15、水量通常較大，而從混凝土性能考流動性，泵送混凝土用水量通常較大，而從混凝土性能考慮，則需要控制水膠比，需借助外加劑的功效來解決其中慮，則需要控制水膠比，需借助外加劑的功效來解決其中的矛盾：降低用水量、改善和易性、增大漿體的流動性。的矛盾：降低用水量、改善和易性、增大漿體的流動性。v 早期強度好、收縮低、后期強度好的外加劑早期強度好、收縮低、后期強度好的外加劑。其品。其品質(zhì)在壓力作用下較穩(wěn)定。質(zhì)在壓力作用下較穩(wěn)定。v 水和細粉水和細粉v 水主宰混凝土泵送的全過程。水主宰混凝土泵送的全過程。 如果混凝土中如果混凝土中細粉料（膠凝材料和細粉料（膠凝材料和0.3mm以下的細料）以下的細料）對對水沒有足

16、夠的吸附能力和阻力，一部分水在泵送壓力下從水沒有足夠的吸附能力和阻力，一部分水在泵送壓力下從固體顆粒間的空隙流向阻力較小的區(qū)域，造成輸送管道內(nèi)固體顆粒間的空隙流向阻力較小的區(qū)域，造成輸送管道內(nèi)壓力傳遞不均，使水先流失、骨料與漿體分離。壓力傳遞不均，使水先流失、骨料與漿體分離。 由于細粉料對水的阻力作用，滿足可泵性時應保證混凝土由于細粉料對水的阻力作用，滿足可泵性時應保證混凝土中具有合適的數(shù)量，實質(zhì)上是中具有合適的數(shù)量，實質(zhì)上是提高漿體的內(nèi)聚性需要，防提高漿體的內(nèi)聚性需要，防止在泵送壓力下的脫水作用止在泵送壓力下的脫水作用。脫水具有逐漸增大的反作用。脫水具有逐漸增大的反作用，降低混凝土流動性并減

17、少管壁潤滑層的流動潤滑體，逐，降低混凝土流動性并減少管壁潤滑層的流動潤滑體，逐漸引起阻力加大導致管道堵塞。漸引起阻力加大導致管道堵塞。v 關(guān)于坍落度（流動度）的泵送損失關(guān)于坍落度（流動度）的泵送損失減水劑壓力下的穩(wěn)定性（萘系與聚羧酸的差別？）減水劑壓力下的穩(wěn)定性（萘系與聚羧酸的差別？）經(jīng)時損失要小經(jīng)時損失要小增加初始（入泵）值增加初始（入泵）值膠凝體系級配要合理膠凝體系級配要合理采用凈漿流動度法檢測采用凈漿流動度法檢測固體體系空隙率要小固體體系空隙率要小 雙摻SL和FA，改為單摻FA或SL 摻加石灰石粉 更換骨料（常常是砂子） 摻加硅粉v 5 泵的選型與現(xiàn)場施工泵的選型與現(xiàn)場施工 超高泵送是一

18、個系統(tǒng)工程超高泵送是一個系統(tǒng)工程 設備要有超強的泵送能力和較高可靠性設備要有超強的泵送能力和較高可靠性 超高壓泵送因壓力過高，必須解決超高壓超高壓泵送因壓力過高，必須解決超高壓管道的密封管道的密封、管管道布置道布置、超高壓混凝土泵送施工工藝及管道內(nèi)、超高壓混凝土泵送施工工藝及管道內(nèi)剩余混凝土剩余混凝土處理與清洗處理與清洗等諸多問題等諸多問題v 泵的選型泵的選型 設備的泵送能力（最大出口壓力）設備的泵送能力（最大出口壓力）v 對于混凝土泵來說，體現(xiàn)其泵送能力的對于混凝土泵來說，體現(xiàn)其泵送能力的兩個關(guān)健參數(shù)為出口壓力兩個關(guān)健參數(shù)為出口壓力與整機功率。與整機功率。 超高壓管道密封超高壓管道密封 管道直徑管道直徑v 輸送管直徑越小，輸送阻力越大，但過大的輸送管抗輸送管直徑越小，輸送阻力越大，但過大的輸送管抗爆能力差，而且混凝土在管道內(nèi)停留的時間長，影響混凝爆能