现场自拌泵送混凝土在工程实践中的应用

李卫丰

1 概述

宁夏中卫供电局生产调度大楼工程,框剪结构,地下1层,地上9层,建筑总高度38 m,建筑物投影平面为外半径为50 m的半圆环形。工程总建筑面积15 687.8 m2,其中地下室车库面积为4 100 m2。基础形式为筏板基础,埋深6.2 m,混凝土剪力墙厚0.25 m,混凝土强度等级为C35,地下室混凝土浇筑量约5 300 m3,主体结构混凝土浇筑总量约9 800 m3。根据结构混凝土浇筑强度及工艺间歇、工期要求,决定采用泵送混凝土浇筑,经过考察,中卫市商品混凝土厂只有一家,而且生产能力有限,不能满足本工程大体积混凝土连续浇筑的要求,所以决定采取现场自建搅拌站,搅拌楼集中拌制,混凝土泵输送入仓。

2 搅拌站的建立

2.1 搅拌机和进料配料系统设备配置

1)混凝土采用泵送入仓,特殊部位塔吊辅助浇筑。施工机械配置为2台JS500型强制式搅拌机拌和,一台HPD800B型自动上料称量系统、一台ZL40装载机上料和一台HBT60型混凝土泵。JS500型强制式搅拌机生产率为25 m3/h,HBT60混凝土泵的输送量为60 m3/h,最大垂直输送距离为280 m,最大水平输送距离为280 m。2)以混凝土浇筑方量最大的筏板基础为例,计算混凝土的供应能力是否满足施工要求。由于施工过程中装拆混凝土输送管、布料停歇、配管条件等影响,将会使混凝土的生产率降低,降低系数按0.4考虑,则每小时混凝土的浇筑量为25×2×0.4=20 m3。3)基础泵送防水混凝土的坍落度为120mm～140 mm,根据施工经验混凝土振捣后的自由流淌坡度约为1∶8～1∶10。基础筏板厚度为600 mm,泵送混凝土振捣后的自由流淌坡度按1∶10计算,则每层混凝土浇筑宽度为 B=10×0.6=6 m;每层混凝土最大浇筑宽度为34 m,则每层混凝土浇筑面积为 S=6×34=204 m2;每层混凝土按照300 mm的浇筑厚度要求,每层混凝土浇筑方量为 V=204×0.3=61.2 m3;泵送一层混凝土所用的时间为 h=61.2÷20=3 h,小于混凝土的初凝时间6 h。

2.2 砂、石堆场

砂、石堆场布置在搅拌站后面,规划面积150 m2,场地用200 mm厚C25混凝土硬化,砂石分区堆放,防止泥土等杂物进入料内或混料造成混凝土级配不准。配备一台40型装载车上料并将砂石分别随时堆放整齐,满足工程消耗所需,并方便的组织进料补充。

2.3 水池、水泥和外加剂堆场

搅拌站配一个8 m3的水池及一个3 m3的水箱,能保证混凝土拌和及机械清洗所需。配备2个相适应的水泥罐,轮流使用及时补充,能够满足混凝土生产的需要又不使水泥积压。粉煤灰和泵送剂、防冻剂等外加剂根据现场情况分别放置,以方便使用。

2.4 混凝土输送泵

混凝土输送泵以能满足输送距离和高度及混凝土的单位时间输送量为依据,布置在搅拌机前靠近建筑物一侧,用泵管接至浇筑仓号。根据本工程的平面造型和建筑高度,本工程混凝土泵管最远输送距离120 m,最大输送高度42 m。选用HBT60混凝土泵的输送量为60 m3/h,最大垂直输送距离为280 m,最大水平输送距离为280 m,能够满足工程需要。

3 泵送混凝土原材料控制

1)水泥。泵送混凝土一般选用普通硅酸盐水泥,根据本工程抗渗及冬季施工等特点,选用华泰新普通硅酸盐P.O42.5水泥。水泥进货时有质量证明书,并按批量检验其强度、安定性、初终凝时间等指标,检验合格方可使用。2)砂子。泵送混凝土要求细骨料有良好的级配,根据工程施工地区的砂源特点和施工技术要求,选用营盘水中砂,细度模数 2.6～3.1,含泥量在2%～3%范围内,质量指标符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。3)石子。选用级配良好的碎石,使混凝土具有较好的可泵性,粗骨料最大粒径与输送管径之比应符合规定。粗骨料针、片状颗粒含量在10%以内,其含泥量在1%以内,泥块含量在0.5%以内,质量指标应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。根据本工程钢筋混凝土的特点及泵送管道的管径,选用孟家湾5 mm～25 mm碎石,质量符合要求。4)粉煤灰。泵送混凝土要求混凝土有良好的流动性,在混凝土中掺入一定量优质的粉煤灰后,不仅能替代一部分水泥,而且可起到润滑作用。所用粉煤灰质量必须达到一级,质量指标应符合国家现行标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》的规定。本工程选用宁夏青铜峡火电厂生产的天利Ⅰ级粉煤灰。5)外加剂和水。外加剂质量应符合国家现行标准《混凝土外加剂应用技术规范》的规定,本工程主要掺用的外加剂有山西永红NF-4高效复合泵送剂、RT-B4膨胀剂,质量符合规定。水采用城市管网自来水。

4 混凝土配合比设计

1)必须选择有相应资质和能力的试验室进行配合比设计。2)混凝土配合比应根据工程结构特点和要求、输送距离和高度、气温条件、泵机性能及原材料的特性等情况进行设计。3)混凝土应根据设计要求、工程部位和泵送混凝土的特点确定坍落度。坍落度的确定应考虑到气温、泵送距离和高度、缓凝、膨胀、抗渗等因素。4)泵送混凝土水泥用量不小于300 kg/m3,水灰比宜为0.4～0.6;砂率要比普通混凝土大,泵送混凝土砂率宜为35%～45%,粉煤灰掺量感激不大于20%。5)根据搅拌站原材料的不同,将混凝土设计配合比按规范规定的方法调整为施工配合比。

5 混凝土的搅拌与泵送

1)施工中认真做好计量设备器具的校验工作,提高称量精度,严格按施工配合比控制每盘混凝土所需原材料用量,确保混凝土质量。2)必须保证混凝土充分搅拌,加入外加剂或粉煤灰等外加材料的混凝土搅拌时间应比普通混凝土延长30 s。3)人工添加外加剂及粉煤灰时必须对操作人员进行交底和培训,务必添加准确,误差小于0.5%。4)混凝土入泵坍落度不宜大于180 mm,当气温较高或泵送较远及为大体积混凝土时,须考虑采取缓凝措施。5)泵机泵送混凝土前,应先用同标号去石混凝土的水泥砂浆润滑管道,如浇筑框柱和剪力墙时,可将此砂浆接住后按要求打入柱、墙底等部位内,和之后的混凝土混在一起浇筑。6)混凝土卸入泵机料斗的同时,泵机的搅拌器应不停搅拌。泵机料斗内混凝土量应始终保持盖过混凝土输送缸,使泵机料斗内经常保持2/3的混凝土,以防管路吸入空气,导致堵管。7)泵送混凝土应连续进行,尽量避免停泵,如有间歇应经常使混凝土泵转动,以防堵管。当管内混凝土接近初凝时,应将管内混凝土排出并冲洗干净。8)泵送混凝土结束或堵管清渣后,应及时用高压水冲洗干净,确保泵机、泵管、接头附件等洁净、通畅。

6 混凝土施工

1)基础混凝土按设计的后浇带缝位置,分段连续进行浇筑施工。2)混凝土浇筑应连续分层进行,上下两层混凝土浇筑间隔时间应小于初凝时间,每浇一层混凝土都要用插入式振捣器插入至表面翻浆不冒气泡为止,必要时在上下两层混凝土间注入50 mm厚与混凝土同标号的水泥砂浆。3)浇筑柱、墙时,为避免墙脚产生蜂窝现象,在底部应先铺一层50 mm～100 mm厚与混凝土同标号的水泥砂浆,以保证接缝质量。4)在混凝土搅拌过程中对使用的原材料质量和配合比进行检查,确保混凝土质量和等级与供应的工程部位要求相符。5)混凝土输送到现场后,要进行现场检查核定,与搅拌站加强沟通,确定混凝土是否与浇筑部位强度相符。

7 结语

本工程现浇混凝土方量较大,在市场商品混凝土供应难以满足的情况下,在现场自设混凝土搅拌站及泵送系统,注重配合比和原材料的选择,在保证强度的前提下,选用适宜的掺合料和外加剂,改善了混凝土的和易性,提高了混凝土的可泵性。