低胶材轻骨料混凝土在细管径长距离泵送工程中的应用

吴合志，赵明明，车光临，唐霞书，吴海松

（临沂市金泰混凝土有限公司，山东　临沂　276000）

低胶材轻骨料混凝土在细管径长距离泵送工程中的应用

吴合志，赵明明，车光临，唐霞书，吴海松

（临沂市金泰混凝土有限公司，山东临沂276000）

由于轻骨料孔隙率和吸水率较普通骨料大得多，正常的轻骨料混凝土比普通混凝土泵送也困难得多。根据国内外的轻骨料混凝土泵送施工经验，其泵管径不宜小于125mm，而 LC7.5低胶材轻骨料混凝土，在只有80mm管径的条件下完成长距离泵送，其泵送难度更大。本文从材料的选择、配比设计、优化调整、前期的试验验证及实体泵送浇筑等环节分别予以阐述。

轻骨料混凝土；泵送；应用

0　前言

随着建筑领域的科技水平不断发展，人们对建筑物的智能化、多功能化的要求也越来越高。节能、环保、防水、隔音、隔热、轻质、高强、抗震等各项贴近人们物质生活的建筑功能，愈加受到人们的青睐。轻骨料混凝土等各种特种混凝土在建筑市场也将逐渐普及。

轻骨料混凝土是一种同时兼备有弹性、粘性、塑性的复合材料，其拌合物主要是由轻骨料、细骨料、胶凝材料和水及化学外加剂五部分组成。采用不同的原材料（如粉煤灰、粘土、页岩等）和烧结工艺会焙烧出不同颗粒形状和不同内部结构的轻骨料。由于轻骨料表观密度较小，它与轻骨料混凝土中的其他组分原材料密度差较大，导致拌合物极易出现离析、分层现象，同时由于轻骨料混凝土拌合物内摩擦阻力远大于普通混凝土，更增加了泵送施工的难度。

本文以临沂市市民活动中心工程五层室内游泳池地面保护层为例，研究并阐述低胶材LC7.5轻骨料混凝土如何能克服泵管口径较小且输送距离较长等不利因素，满足实体结构施工过程中的工作性能及力学耐久性能指标。

1　工程概况

临沂市市民活动中心工程位于临沂市兰山区新华路与开阳路交汇处，其待浇筑结构为轻骨料LC7.5五层室内游泳池内地面保护层，浇筑方量约为1000m³，由于受陶粒静泡池容积所限，拟分三次浇筑完成。

本次泵送限于泵管口径较小及水平加垂直泵送距离长达110m，更加剧了泵送施工的难度，而采用自卸的方式很难满足本次施工的要求。我们对原材料进行严格筛选，优化配合比并做前期试验验证，生产及施工时采取适当措施，以满足施工要求。

2　LC7.5轻骨料混凝土的配制及优化调整

轻骨料陶粒混凝土的配合比设计任务和普通配合比设计一样，也是确定能满足设计性能和施工工作性能而又最为经济的混凝土各组成材料的用量。两者的设计理念也相同，即在确保结构强度、后期耐久性等一系列技术指标的前提下，力求达到便于施工和经济节约的要求。与普通混凝土设计技术上的区别是：砂率较大，其表征方式是绝对体积砂率或松散体积砂率，用水量的取值也略有不同。

设计步骤中确定试配强度、材料品种及使用量的选择，以及各种技术参数的确定可参照JGJ51—2002《轻骨料混凝土技术规程》，这里不再赘述。

3　材料的选择

（1）水泥：P·O42.5水泥，主要性能指标见表1。

表1　水泥主要性能指标

（2）粉煤灰：采用F类Ⅰ级粉煤灰，主要性能指标见表2。

表2　粉煤灰主要性能指标　%

（3）外加剂：采用全泰聚羧酸高效减水率，此外加剂通过合成配方及合成工艺的改进，其与胶凝材料的适应性广、匹配性良好。

（4）细骨料：采用优质河砂（中砂），主要性能指标见表4。

（5）粗骨料：采用碎石型页岩陶粒，其主要性能指标见表5。

表3　外加剂的性能指标

表4　细骨料主要性能指标

表5　页岩陶粒性能指标

4　配合比的确定及生产前的试拌验证

4.1配合比

配合比的理论设计依据JGJ51—2001《轻骨料混凝土技术规程》。试拌验证则根据待浇工地运距在15km以上，且处闹市区，红绿灯较多等不利影响因素，确保1.5h无坍损，2h坍损为30mm仍能完全满足泵送施工要求。

通过松散体积法设计确定配合比，经试拌验证观察和易性良好，虽然胶材较低，但设计体积砂率较大，初始坍落度在240mm时，仍无轻骨料上浮现象。

4.2试拌调整后的配合比及各项指标

试拌调整后的混凝土配合比及各项性能指标见表6。

表6　试拌调整后的配合比

4.3技术措施

掺加优质粉煤灰。其作用除改善界面区微观结构以及拌合物的和易性之外，与水泥复合使用，两者之间的不同表观密度又减小了浆体与陶粒之间的密度差，加之碎石型页岩陶粒自身的颗粒外表粗糙，因此增加浆体与骨料间的摩擦力和粘结力，使拌合物的保水性、匀质性得以提高，从而对最终的泵送效果产生了重大的影响。

轻骨料混凝土的工作性能优劣，又取决于其初始塑性粘度，它是新拌混凝土拌合物内部结构阻碍混凝土浆体流动的一种特性，反映了混凝土流动变形速度的快慢。塑性粘度产生在相互平行的各层流之间，产生的方向与混凝土流动方向相反。使用颗粒表面粗糙的页岩陶粒或选择使用颗粒外表光滑的粉煤灰陶粒，应通过用水量、体积砂率及外加剂掺量的微调等技术措施调整好其初始塑性粘度。塑性粘度大则流动性小，不利于泵送及浇捣施工，塑性粘度小，虽然流动性较大，同时也易发生分层离析、泌水、泌浆及陶粒上浮现象。适宜的塑性粘度是在不发生离析分层及泌水、泌浆现象的同时，达到最大的流动性。

5　拌合物生产及泵送施工、养护等环节注意事项

为保证拌合物的匀质性，搅拌时间应相应延长1min，入泵前应高速旋转1～2min。由于泵管径为80mm，泵送距离110m，为确保泵送的顺利进行，采用夜晚20:00以后开始生产。因道路车流量小而缩短了运输时间，混凝土的工作性能得到充分保证。

杜绝加水现象。现场加水不但严重影响实体强度而且会因此造成分层离析、轻骨料上浮，增加堵泵的概率。如果长时间压车造成坍损，可在卸料前加入适量的减水剂高速旋转后再放料。

轻骨料混凝土成型后，应加强湿养护工作，避免因表面失水，导致内外湿差引起的收缩应力而出现裂缝。应确保湿养护14天以上。

6　结论

本次泵送浇筑轻骨料混凝土，虽然分三次浇筑完成，由于所选备的材料均为同一批次，无质量波动，生产配方经过前期的反复验证，连续三次浇筑均顺利完成，赢得了施工、监理及甲方的首肯。事后，施工方表示，考虑到泵送施工的难度和不确定性，他们已选备了第二套非泵送施工方案，没想到此次泵送进行如此顺利。

由于是游泳池底部浇筑，硬化后的轻骨料混凝土具备了蓄水养护的条件，14天后无裂缝出现，也为强度值的发展及后期耐久性提供了保障。

此次泵送效果良好，凸显了优质粉煤灰的颗粒形态优势、矿物减水及微集料效应、以及碎石型页岩陶粒粗糙的颗粒形状表面特性对界面区的良好粘结力，同时高减水率的外加剂及较小含泥量的优质河砂也为获得大流动性提供了较低用水量，特别是河砂中0.315mm的颗粒含量较适宜，从而确保了拌合物的黏聚性和匀质性，在获得较大流动性的同时，又避免了轻骨料的上浮现象。

选取适宜的原材料，是完成泵送的前提条件，挖掘材料的品质潜能，互补材料品质的优劣，进行科学合理的配合比设计及动态调整是技术关键。

［通讯地址］山东省临沂市经济技术开发区芝麻墩办事处前墩工业园金泰混凝土有限公司（276000）

吴合志（1966—），男，技术总工，高级工程师，主要从事高强、高性能及特种混凝土的技术研究及应用。