摘 要：论述了影响混凝土泵送施工成效的四个主要问题：配合比设计、施工组织计划、泵送设施配置以及模板支架承受的附加荷载作用等。
关键词：泵送混凝土；配合比；施工组织计划；泵送设施；模板支架
中图分类号：TU755．6 文献标识码：B 文章编号：1009-7716(2003)02-0078-04
1 泵送混凝土的配合比问题
泵送的配合比设计，与传统(非泵送)的配合比设计有所差别。泵送在性能上，一方面要满足常规强度、耐久性等技术指标要求；另一方面又应具备良好的可泵性。而这两方面的性能，往往是相互矛盾的。泵送混凝土配合比设计的棒点就在于寻求两者的最佳协调，实现“双赢”。
泵送施工的成败，混凝土的配合比是首要因素。泵送混凝土的配合比设计，必须具体详实的研究泵送施工条件与特点：如泵机性能、泵送距离、输送管状况、排送量计划、气温条件等等。这些因素的每一个变化，对配合比要求、泵送效果都有影响；
其中配合比中的水泥用量、水灰比、坍落度、粗细骨料的粒径与级配、砂率、外加剂与外掺料等各项参数的大小，对泵送混凝土性能影响，比传统混凝土更直接，更显著。因此，配合比设计中，应从泵送混凝土特点出发，结合工程条件选好上述各参数。
1．1 塌落度的选择
坍落度对泵送混凝土性能的影响，较之普通混凝土敏感得多。当坍落度偏小时．泵送阻力增大，泵送效率下降(坍落度小于8 cm，泵送不畅；小于6cm。越出可泵范围)。而坍落度偏大。虽有利混凝土的流动，但也有副作用，如易泌水、混凝土的耐压性能降低、可能导致离析、阻管。不仅混凝土的强度因而下降，若管理养护不善，还容易产生缩裂病害。
坍落度的选择，除了常规考虑因素外，更要考虑泵送的具体条件与要求：如输送管径大小、泵机性能、排送量大小、泵送距离等等。
此外，必须保障同批浇筑混凝土的坍落度具有相对可靠的稳定性(波动≯15％)和泵送前后损失小。
国内据京、沪、宁、穗等地的工程实践，坍落度一般低值在10以上，高值在23以下(个别例外)。
中山地区C30～C50混凝土常用值在14～18之间。泵送效果良好。缺乏经验的地区，除按“规范”(JGJ／T10-95)规定选用外，也不妨参照邻近地区和国内的经验，或以15±3范围试配，并在应用中逐步创建地区最佳范围值。
1．2 水泥用量问题
混凝土在输送管中流动，必须有足够的水泥浆润滑管壁，和包裹骨料表面，以克服泵送阻力。泵送混凝土水泥用量的多少。不单满足强度和经济性要求：还要满足可泵性要求。因此，泵送混凝土更讲究水泥用量的适量性，并严守最低限值。一般而言，泵送混凝土的水泥用量会略高于传统方法施工的混凝土(约高2％以上)。
由于可以理解的原因，商品混凝土的水泥用量大都比较低．有时因而导致泵送困难。这是值得关注的问题，
泵送混凝土水泥用量的最优值，与混凝土的材料构成、混凝土等级、泵距、输送管径等技术与工艺指标有关。设计人员应综合这些因素，并吸取有关经验。和本地区积累的有益数据。通过试配和应用检验后调整确定。
泵送混凝土的水泥最小用量，国内外均有所规定，我国的推荐值是：管径100mm、125mm、150 mm分别为300 kg／m3、290 kg／m3和280kg／m3；泵距(换算水平长度)<60 m、60～150mm、150～300m，分别为280 kg／m3、290kg／m3和300kg／m3。
根据我们的经验，碎石普通混凝土的水泥最小用量以不小于300kg／m3(与·规范”推荐值吻合)为好。大体积混凝土应严格控制水泥用量，以减少水化热，防止结构开裂的危险。水泥品种则宜优先选用保水性能好的普硅水泥。
1．3 水灰比问题
泵送混凝土水灰比的选择，有一个“双向”兼顾的问题。既要保证混凝土的强度等技术性能达标；又要兼顾泵送工艺性能的需要。水灰比低，对强度有利，但若低于某一界值，泵送性能将急剧下降。
有研究提出泵送普通混凝土的临界水灰比为0．45。当水灰比超过0．52之后，泵送阻力的减弱已十分有限。可见水灰比低了不行，过高也没意义。根据国内的实践，水灰比一般在0．46～0．6之间。减水剂的掺用，是有效降低水灰比，改善混凝土品质和泵送工艺性能的有效途径。
中山地区在掺和外加剂的情况下，水灰比一般在0．4～0．55之间。依此配制的C35、C40混凝土应用于高层(21～26层)建筑，颇为理想。
1．4 砂率
泵送混凝土的砂率一般也略高于非泵送混凝土，约高于2％～5％。不同等级的混凝土，实际上都有一个最佳砂率范围。设计人员应根据工程与泵送条件。综合各种影响因素后选定。最后能开展一些试验研究，探寻本地区的最佳砂率范围。
国内不少城市的砂率应用范围在42％±4％左右，个别在45％～55％之间(“规范”值为38％～45％)。中山地区C30、C35、C40混凝土，采用中粗砂，并有掺合料时砂率为40％～42％。
1．5 粗骨料的选择
引起阻管的重要因素之一是粗骨料的选配不当。对碎石混凝土的泵送性能而言，粗骨科的粒径与级配影响突出，其次是针片状含量。
我国粗骨科的级配曲线，并不完全符合泵送混凝土的要求。尤其有不少地区的石科是按单粒级生产的，以这类石子配制泵送混凝土，强度指标虽不难满足，但对可泵性有所影响，因此，实用时应经测定，并按合适的级配曲线配置。
根据理论研究，泵送混凝土阻管，最易发生在三颗石子于同一截面上相遇(卡紧)。因此各国对粗骨料最大粒径都有所规定。为避免阻塞，理论上石子的最大粒径至少应符合右式要求：D≥2．16dmax(D一输送管径；dmax一石子最大粒径)。国内碎石混凝土应用疽(d／D)基本为：当O＝100～125mm为1／3．7～1／3．3；D＝8～200 mm为1／2．7～1／2．5。当混凝土主要垂直向上泵送时，必须考虑泵压增加的影响，当泵高40m时，d／D≤D／3；50～100m时为D／3～D／4；>100m时为D／4～D／5。
实际应用时，骨料粒径的选择，应以管径的大小作为主要约束条件来考虑，进而考虑泵送高度，及最大泵送水平距离。根据中山地区的经验，一般情况下，最大粒径应控制在D／3～D／4范围比较适合。其中尖片含量应小于10％。最好在5％以内，超过l0％泵送就会出现困难。各地不妨根据地区特点，通过试验与应用，总结出本地区最佳粗骨料粒径范围。
1．6 细骨料
砂的粒度、级配，对泵送混凝土的工艺性也有至关重要的影响，若偏离标准粒度曲线太大，0．315以下颗粒含量不足，砂浆的润滑效果将大打折扣。
泵送混凝土一般以采用中砂为好。小于0．315的颗粒含量不应小于10％～15％；(“规范”规定不宜少于15％)其中小于0．16的颗粒最好能保持在5％以上。
1．7 外加剂与外掺料
如上所述，泵送混凝土的配合比，与材料的选择比普通混凝土要求更高、更严格，外加剂与外掺料的掺用，有助于实现这些要求。它是调节泵送混凝土配合比、改善技术与工艺性能，获取良好经济效益十分有益的途径。例如当水泥用量较少，细骨科小于o．315颗粒含量偏低时。煤粉灰等微粒细颗粒外掺料的掺用，可以起到理想的弥补作用。
配置泵送混凝土，应充分利用外加剂与外掺料的有利作用；但应注意掺量务必适度：超量使用，将产生负效应：例如超量泵送剂的掺用，会导致缓凝（本地区曾有某工程几十小时不疑结)、泌水、离析、分层、粗集料沉积、泵压增加以及堵管等等。
2 泵送设施的配设问题
这是一个对泵送施工效率有重大影响，并关系到混凝土配合比的经济性与合理性的问题。它与混凝土配合比设计一起，是决定泵送施工成败的两大关键之一。
泵机数量与布点、输送管径选择与布设、泵距的等效换算与折减，是泵送设施布设应当考虑的重点。
2．1 泵机数量与布点
应当遵循几点原则：(1)泵机配置数量留有余地。配置多少台泵机，一般根据泵机性能与计划浇筑进度计算求得。但需要注意泵机标定的某些性能数据，如最大排送量、最大排送距离等，是指在标准条件下(一定的坍落度、一定的水泥用量、正常熟练操作)所能达到的指标。实际应用中，因条件变化，有很多折减。(2)多台泵机同时作业，负荷应相对均衡，并尽量在最优泵压下作业。(3)泵机布设位置，要考虑混凝土运人方便，在泵机料斗周围留有空地，便于至少两辆混凝土运输车停靠，和有条件快速交替。(4)泵送距离最短、直线配管最多，弯、转、升、降起伏最少。
2．2 管路布设与配管
管路布设与配管是否合理，对泵送效率影响不小，例如与每米直线水平管相比，每一个90°弯管，泵压损失在90％左右；5英寸管每米垂直走向的泵压损失为80％；每米软管相当于硬管的泵压，损失达84％等等。
由于对此了解不多，常见一些施工人员对布管或配管随心所欲．或很少精心探求其最佳方案。在现浇桥梁上部结构施工中，可拉直的管路，常被拖得蜿蜒曲折就是这种表现之一。
输送管路布设与配管的重点要求：（1）力求走向平直，少转折升降，并控制下走管路的倾角(与水平面夹角以不大于12°～18°为宜)。(2)管径应参照混涟土的配合比、泵送量、泵距．和拥有的设备条件综合选择；一般宜优先选用中小管(φ125～φ150)，并保持全线大小一致。(3)管段接头应选用密封性好，快速装拆接头；新旧管与软管配设位置要适当，新管应布设在泵送压力大处。（1）浇筑移动方向应与泵送方向相反。
2．3 泵送距离的等效换算与折减
管路布设应有两个以上方案作比较，并通过等效换算和适当的经验折减，探求出最短泵距与最佳管路走向方案。
3 泵送施工组织计划安排
混凝土泵送施工组织计划安排，应有针对性。以下几点值得关注：
（1）要依据泵送设施的有效泵送能量安排浇筑计划，其中尤应注意作业效率的折减。泵机标定的性能指标，如最大泵压、最大排送量、最大泵送高度与最大泵送水平距离等，绝不能直接照搬应用。原因是：a．几个指标值不可能同时达到：b．每一个单值实际上也有折减：c．泵送设施新旧与保养状态对设施实际性能的发挥有影响。
泵机的排送量。按公式求算的结果，与实际也常有出入，其影响因素有：a．相关计算参数选取不适当，如作业效率系数，配管条件系数等；b．管件条件与泵机实际性能状态发生了变化；c．操作熟练程度不同：d．混凝土工艺性能变化影响。
施工人员应当根据所用泵送设施的实际性能状态、工人操作水平。以及自身经验的积累，选准系数值，或对计算结果作适当的经验修正，以更接近实际。
(2)协调好搅拌(A)、运输(B)、泵送(C)与浇筑(D)四者的能量关系。应保证：A≥B>C
(3)布料点、输送管的拆卸位置，事先合理规划，有备在先。力求拆卸次数最少、拆卸对泵送施工影响最小：
混凝土的浇筑——般宜按先远后近，先竖向后平面，先梁后板的顺序安排。
4 模板与支架
泵送混凝土浇筑速度快，施工过程又有较强的脉冲式振动产生，若措施不力，很可能导致模板鼓胀、变形、爆裂，以及支架坍塌等事故发生。在中山、珠三角地区，在建筑与桥梁施工中，都曾发生过与泵送脉冲振动有关的支架坍塌事故，有的造成严重的人身伤亡，这是值得记取的教训。
泵送混涟土二的模板与支架设计，除满足常规施工要求（规定)外，还应关注到混凝土泵送施工过程产生的附加荷载作用。以下几点是值得关注：
(1) 布科点可能发生混凝土堆积，以及由此引起的荷载增量和偏心。
(2)布料处可能发生的布料机件，以及施工人群设备的局部超载作用。
(3)赶工期，突击施工，快速浇筑，引起荷载的超速增长。
(4)混凝土倾倒冲击对模板产生的水平荷载的差异影响。
(5)泵送脉冲式振动影响。泵送混凝土的输送管规定不得与钢筋、模板或支架直接联结。但即使采取了一些措施，混凝土泵送过程产生的脉冲式振动，对模板与支架的影响有时仍不能完全避免。因此泵送施工的模板与支架设计应适当加强。其中支架加固的重点在于保证具有更好的局部与整体稳定性。以现浇桥面门式满堂支架例，应对纵横向水平联杆、剪刀撑、架间交叉支撑有所加强，支架杆件刚度也应符合要求。与此相应。支架地基强度与稳定性要求也应适当提高。
5 结束语
（1）泵送混凝土施工的成败，首要的是泵送混凝土的配合比设计。在混凝土的选料。以及配合比设计中，若不切合工程实际与泵送混凝土的特点，或受束于传统混凝土设计概念，不仅不能发挥泵送施工优点，还可能产生负面后果。
(2)泵送施工有不同于普通混凝土施工的规律与特点，应采取有针对性的施工组织措施，才可望收到泵送施工的好效果。
(3)要重视泵机与输送管路的配设，它对泵送施工效率有显著影响。
(4)混凝土泵送施工产生的附加荷载作用，是不容忽视的。若疏忽大意，很可能导致不测事故的发生。这样的惨痛教训并非罕见。应当切实加强对策，确保施工安全。
