高性能混凝土泵送特点

高性能混凝土（HPC）是一种新型高技术混凝土，是在采用常规材料和工艺制造的水泥基混凝土中掺入一定量的矿物掺合料和专用复合外加剂，取用较低的水胶比和较少的水泥用量，并在施工时采取严格质量控制措施制备、满足力学性能要求、具有较高耐久性和良好工作性的混凝土；它的高性能主要体现在良好的耐久性上，是以耐久性为主要设计指标。目前在我国大型工程中已经广泛使用了高性能混凝土技术，如：东海大桥、杭州湾大桥等跨海大桥都使用了高性能混凝土技术；随着铁路客运专线的开工建设，高性能混凝土已经大量应用于客运专线铁路施工中，以确保客运专线100年的使用寿命。

在过去相当长的一段时间内混凝土泵送施工工艺，主要是泵送C50以下（含C50）的混凝土，而对C60以上高性能混凝土泵送特性研究得很少，因其泵送特性与普通混凝土完全不同，目前处在探索阶段，掌握其泵送特性有助于施工企业根据工程特点选择合适的泵送设备，提高施工效率。

1、高性能混凝土的特点

与普通混凝土相比，高性能混凝土水胶比低、胶凝材料用量大、粗骨料用量较少、粉体含量多、且掺加了各种类型外加剂；高性能混凝土强度高，耐久性好，高强混凝土的粗骨料粒径一般很小，加大尺寸会降低混凝土性能；为保证强度，单位体积的水泥用量较多，在施工中产生水化热较大，混凝土温度较高；随着混凝土强度等级的增加，单位用水量也逐渐减少（水胶比一般0.2～0.35），含砂率降低；为提高混凝土的和易性，减少其终凝后的收缩徐变，以消除裂缝的产生，通常采用添加外加剂的办法。

2、高性能混凝土的泵送特性

泵送混凝土是采用混凝土泵等泵送设备将混凝土沿管道直接推送到浇筑地点，是一种高效的混凝土运输方法。普通混凝土的泵送已有比较成熟的施工工艺，通常粗骨料粒径40mm以下，坍落度在18～22mm，含砂率在40%左右，水泥含量在300kg/m3时混凝土可泵性好。而高性能混凝土除粗骨料粒径30mm以下，级配较为合理外；其水灰比在0.35以下，坍落度为14cm左右，含砂率在37%左右，主要泵送指标均满足不了高效泵送混凝土的要求，坍落度损失大，处于泵送临界状态，也就是说可泵性差。在泵送时，混凝土因标号高、粘度大，影响混凝土的

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流动性，造成吸入效率低，泵送阻力大，致使泵送困难，效率低，甚至出现堵管现象，如果长时间高压泵送，会影响混凝土泵的稳定性和可靠性。增加砂率能提高其泵送性能，但会影响强度，达不到设计施工要求。目前解决这一问题的途径之一是在不影响强度的前提下，加减水剂增大坍落度，泵送时效果可等到改善，但合理选择和使用泵送设备是非常必要的，可为施工企业缩短施工周期，创造更好的经济效益。

3、设备的选型

为适应高性能混凝土的泵送要求，混凝土泵送设备制造商在提高高性能混凝土的吸入效率和泵送效率方面已进行了深入研究，研制出了适合高性能混凝土的泵送设备，主要提高了泵的吸料能力和泵送性能，但作为施工单位要正确选型，避免选型失误，造成经济损失。

设备选型时应注意以下几个方面：

(1)需要泵送压力高。高性能混凝土组分多、粘性大，泵送的施工阻力大，泵送压力要求高。一般高性能混凝土的泵送阻力在普通混凝土的两倍以上。要求混凝土泵送设备的出口压力大；

(2)高性能混凝土坍落度对水灰比非常敏感，少量水的波动将导致坍落度很大的变化。高性能混凝土坍落度对泵送阻力影响巨大，现场试验表明高性能混凝土泵送时，最好控制在21cm左右，最低不应低于18cm；

(3)高性能混凝土稠度大，S管摆动阻力大，换向时间长，要求混凝土泵送设备摆动油缸推力大。泵送时主油缸与S管动作时序要求高；

(4)由于高性能混凝土组分多、粘性大，对眼镜板、切割环、管道等易损件的磨损较普通混凝土大。据不完全统计，对于高性能混凝土而言，易损件使用寿命只有在普通混凝土的1/2～1/3；

(5)高性能混凝土与普通混凝土相比难于泵送，掺入一定量的减水剂，改善坍落度，可提高泵送性能。另外掺合料可改善了混凝土和易性和可泵性，可使混凝土在高温、远距离运送条件下仍能顺利泵送。由于高性能混凝土泵流动性差，应注意所选设备混凝土泵的吸料能力，吸入混凝土能力差，易吸入空气，造成泵送效率低，甚至堵管。

(6)如果混凝土坍落度小，流动性就差，还必须注意搅拌能力，一旦搅不动，

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泵送能力也会下降，必要时可向制造商提出。

4、输送管路布置

混凝土输送管布置得好坏在很大程度上决定了泵送施工效果，根据多年高性能混凝土泵送布管经验，归纳出以下布管规则：

(1)混凝土输送管路绝不允许承受任何外界拉力，压力，保证管道水平； (2)管路布置应按最短距离和最少弯头原则来铺设；

(3)输送管路应布置在人员易接近处，以便清理和更换输送管路； (4)各管路必须保证联接牢固、稳定，每根直管、弯管处加设牢固的固定点，以免泵送时管路产生摇晃、松脱；

(5)各管卡不应与地面或支撑物相接触，应留有一定的间隙，便于拆装，同时各管卡一定要紧到位，保证接头密封严密，不漏浆，不漏气；

(6)水平管路铺设，必须有牢固的支撑；

(7)泵机出口锥管处，不允许直接接弯管，至少应接入5m以上直管，再接弯管；

(8)与泵机出口锥管直接相连的输送管必须加以固定，以便每次泵送停止，清洗管路时拆装方便；

(9)泵机附近和人员要进入的危险地段的输送管路应加以必要的屏蔽防护物，以防因管路破裂或因管卡松脱造成人员伤亡。

5、泵送施工 (1)施工人员组织

混凝土输送泵操作人员的基本条件：操作人员必须身体健康，头脑灵活，反应迅速。经过技术培训，熟悉本机使用说明书，经考核合格，方能上岗操作，作为机手。

料斗处应配一名工人，及时清理筛框上的大骨料，并注意防止大直径片状骨料进入料斗中以免发生堵塞。

输送管出口处应配有足够的人员处理泵出的混凝土以免混凝土堆积，堵住出口，使泵送压力上升，造成堵管。

(2)泵送作业

开机启动主机：作短时空运转，并观察真空表，各压力表示值正常。

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泵水：根据管路长短，首先泵一至两料斗清水以润湿管路、料斗、混凝土缸。 泵砂浆：在泵机出口处管路中放入一只海绵球，将砂浆倒人料斗，管路长度小于150m时，用1：1水泥砂浆(1份水泥，1份黄砂)；管路长度大于150m时，用2.5：1水泥砂浆。注意：砂浆必须充分搅拌。砂浆用量每200m管路约1方。

泵送混凝土料：在料斗内砂浆余料还处在搅拌轴以上时，加入混凝土料，开始正常泵送，否则容易造成堵管。

(3)混凝土输送管堵塞故障的排除

反泵排除法：一旦堵管可按住反泵按钮，一般反泵3～4个行程，再正泵，堵管即可排除。若该操作反复3～4遍，仍不能排除，则只能找出堵塞位置，清管排除。拆管前应先反泵，释放输送管内压力，以免拆管时混凝土喷溅伤人。

堵塞位置判定：若反泵操作不能排除堵塞，则要找出堵塞位置，拆管清除。可一边进行反泵——正泵交替操作，一边沿输送管敲打。堵塞的地方声音沉闷，且没有混凝土流动的嚓嚓声。找出位置拆开清理即可。一般直管堵塞可能性小，弯管可能性大，最末端弯管易堵塞。

6、泵送操作中应注意的问题

为了保证泵送施工的顺利进行，根据多年泵送施工经验，归纳出以下泵送施工注意事项：

(1)检查各阀处于非工作位置，以免带载启动。

(2)搅拌叶片卡死不转，搅拌会自动反转排除故障，若反转仍不能动，说明混凝土可泵性差。应先停止泵送，待搅拌均匀再泵送，必要时可加砂浆或放出料斗内的混凝土。

(3)泵送高性能混凝土时应尽量减少坍落度损失，混凝土管路密封性要好，避免漏浆现象；泵送过程中，料位应保持在搅拌轴以上，否则会吸空，泵送时造成混凝土离析，或由于吸空、气体压缩而造成堵管。但对泵送性能较差的混凝土，料斗内的料不应装得太高，以免增加搅拌阻力，叶片搅不动。泵送过程中应时刻注意泵送压力。

(4) 泵送时坍落度损失大，凝结时间短，为防止堵管，在泵送过程中中间停顿时间不宜过长，若较长时间暂停，必须每隔10分钟开泵一次，点动主油缸，适当运动管中混凝土，防止凝固。泵送过程尽可能不要停机太长时间，以免堵管，

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影响泵送正常进行；特别是操作手不能长时期离开混凝土泵，如果停顿时间较长，可采用反泵来防止堵管。

(5)泵送过程中若泵送压力突然升高，直至32MPa，则应立即按住反泵按钮，让泵自动反泵2～3个行程，然后松开转入正泵。若该操作反复几次，泵送压力还是过高，则可能是堵管，须暂停泵送，进行清管处理。

(6)混凝土泵的分配系统为蓄能器油路，因此点动S阀时，每次间隔时间要大于3s，否则会由于蓄能器充压不够，造成S阀摆动不到位。

(7)泵送过程中，输送管若需加长应注意每次只能加接两根，且应用水将管壁湿润，否则可能产生堵塞。

(8)注意真空表示值必需在绿色区域内，(吸油真空度小于0.04，回油压力表示值小于0.35)一般吸油真空度大于0.02，回油真空压力真空表示值达到0.35MPa(油温≥10℃)时，应清洗或更换滤芯。

(9)停机后，必需打开卸荷开关(截止阀)释放蓄能器压力，以保证安全。 (10)每次泵送结束或非正常情况停机时应将混凝土缸、料斗、输送管清洗干净。

(11)注意液压油油温。正常情况下油温在55℃左右，当油温超过80℃时，应停机找出原因。

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