泵送性能測(cè)試與配制泵送混凝土的經(jīng)驗(yàn)方法
1,、 “可泵性”的試驗(yàn)測(cè)試與評(píng)價(jià)
在長(zhǎng)期的混凝土泵送施工中，堵泵堵管是最常遇到的問(wèn)題?；炷涟韬臀镏钥梢员盟?，是依靠水泥砂漿包裹粗骨料,、水泥凈漿包裹細(xì)骨料傳遞泵壓力和潤(rùn)滑拌和物而流動(dòng),。在管道中如果拌和物發(fā)生泌水或泌漿離析，粗細(xì)骨料失去漿體的包裹潤(rùn)滑（如圖2所示）,，骨料與管壁的摩擦阻力會(huì)驟然增大,，就可能發(fā)生堵管。同樣,，如果拌和物入泵時(shí)就發(fā)生離析,，很可能導(dǎo)致堵泵。因此,，“可泵”的首要條件是拌和物不離析,，至少不產(chǎn)生過(guò)度離析。最早避免拌和物離析的方法,，主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和依靠良好的骨料級(jí)配、砂漿含量,、粉料（細(xì)砂和水泥）含量等保證,。
英國(guó)R.D. Browne和P.B. Bamforth經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)8年的泵送試驗(yàn)研究,，試圖建立檢驗(yàn)新拌混凝土泵送性能特征值的測(cè)試方法，包括：
（1）用壓力泌水試驗(yàn)測(cè)試混凝土“脫水”的內(nèi)部阻力,；
（2）測(cè)定總體骨料的空隙率,，輔助泵送混凝土配制；
（3）在泵送管線上測(cè)試壓力,，評(píng)價(jià)泵的效率和性能,，以及混凝土泵送性能。他們認(rèn)為,，在壓力作用下混凝土拌和物快速“脫水”是導(dǎo)致堵管的重要原因（參考圖2）,，因此研制了圖3所示壓力泌水試驗(yàn)裝置。
壓力泌水試驗(yàn)方法：將混凝土拌和物分兩層裝入125mm缸中（不搗實(shí)）,，加壓到35kgf/cm2（約3.5MPa）,，然后打開(kāi)泌水閥，記錄10秒和140秒泌水體積V10和V140,。試驗(yàn)顯示,，各種坍落度的混凝土拌和物，在140秒以后壓力泌水量很小,，因此試驗(yàn)到140秒就可以終止,。
典型的壓力泌水試驗(yàn)結(jié)果如圖4a所示，其中V10高,、V140低,， 不能泵送；V10低,、V140高,，可泵送。Browne等認(rèn)為,，壓力作用下快速排出的水量V10,，代表了混凝土拌和物中多余的水分；壓力作用140秒后,，拌和物中的水處于被壓縮顆粒的空隙中,，不易被擠壓出。新拌混凝土“脫水” 快（泌水多）,，V10較大,，（V14 0－V10）則相對(duì)小,；反之,，（V140－V10）較大，則表明混凝土具有較好的可泵性,，因?yàn)椋╒140－V10）代表了顆粒之間起潤(rùn)滑作用的有效水量,。用最大骨料粒徑（Dmax）20mm的混凝土進(jìn)行試驗(yàn),，得到可泵送（V140－V10）最小值定量結(jié)果如圖4b所示。
這樣,， 測(cè)試混凝土拌和物的坍落度,、V10和V14 0，計(jì)算（V14 0－V10）,，然后在圖4b確定是否達(dá)到最小允許值,，就能夠判斷混凝土是否可以泵送。需要指出,，壓力泌水試驗(yàn)是用來(lái)判斷混凝土拌和物發(fā)生堵泵堵管的危險(xiǎn)性,，也可以判斷拌和物多余水量的高低，作為改善配合比設(shè)計(jì)的參考,，但不能用于判斷混凝土泵送阻力或“易泵性”,。此外，圖4b中“可泵”與“不可泵”界限的劃分,，是有限試驗(yàn)（Dmax=20mm的混凝土）得到的結(jié)果,，并不一定普遍適用。
張晏清等試驗(yàn)研究用坍落度（S）和140秒壓力泌水總水量（V140）兩個(gè)指標(biāo)表征混凝土可泵性,，結(jié)合實(shí)際工程泵送施工的驗(yàn)證,，將可泵性分為良好、中等和不可泵三個(gè)等級(jí)：S<16cm,，壓力泌水量（V140）在70ml~110ml之間,，混凝土可泵性良好；S<8cm,，或V14 0 >130ml,，或V140<40ml，不可泵,；介于以上范圍,，可泵性中等。此外,，認(rèn)為混凝土拌和物穩(wěn)定性由加水量和小于0.3mm的細(xì)粉體積決定,；砂漿體積與砂漿流動(dòng)性共同作用決定混凝土流動(dòng)性；減水劑和粉煤灰可提高可泵性,。
法國(guó)D. Kaplan等建立和使用一個(gè)148m長(zhǎng)的“真實(shí)泵送”試驗(yàn)管線系統(tǒng),，進(jìn)行了68次不同混凝土拌和物泵送測(cè)試（包括許多發(fā)生堵管情況），研究堵管產(chǎn)生的過(guò)程和機(jī)理,，以及避免的方法,。其試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，混凝土拌和物組成,、泵管系統(tǒng)設(shè)計(jì)或泵送過(guò)程操作不當(dāng),，均可能誘發(fā)堵管,，并可能發(fā)生在泵送的任何階段包括潤(rùn)滑管道（潤(rùn)管）、泵送,、中斷重新啟動(dòng)和清洗管道階段。
堵管產(chǎn)生原因和防止方法簡(jiǎn)述如下：
潤(rùn)管階段堵管：
活塞式泵的每次推進(jìn),，會(huì)使混凝土的粗骨料在潤(rùn)管水泥漿中前移,，在水平管段跑到潤(rùn)管漿體前面并聚集，達(dá)到一定量就會(huì)發(fā)生堵管,。堵塞容易發(fā)生在彎管處和安裝安全閥,、流量計(jì)等部位。避免的方法包括,，在泵料斗混凝土不要與潤(rùn)管水泥漿混和,，應(yīng)待潤(rùn)管漿液全部出了泵的料斗，再加入混凝土,，或潤(rùn)管漿與混凝土之間用砂漿隔離,；潤(rùn)管階段，泵宜以低速運(yùn)行,；使用潤(rùn)管水泥漿的量應(yīng)與管道長(zhǎng)度相適應(yīng),，每20m 長(zhǎng)管用約50kg水泥（潤(rùn)管水泥漿水灰比0.5~0.8）。
泵送過(guò)程堵管：
骨料最大粒徑（Dmax）超過(guò)管直徑1/4可能導(dǎo)致穩(wěn)定泵送狀態(tài)的堵管,；快速提高泵送速 率,，有時(shí)可引起錐形管道（直徑減小）部位堵塞,；局部的干擾如相連管節(jié)磨損程度不同,、安裝流量計(jì)或有橡膠管段等，可能誘發(fā)堵塞產(chǎn)生,；混凝土拌和物在泵料斗中發(fā)生離析,，可能大幅度增大進(jìn)入管道的拌和物粗/細(xì)骨料比（C/F比），并因而發(fā)生堵塞,；混凝土拌和物本身粗/細(xì)骨料比大,，可能在泵料斗形成“拱”，使拌和物下 料不暢,，大量空氣進(jìn)入管道形成壓縮空氣氣囊,，可能導(dǎo)致拌和物不穩(wěn)定流動(dòng)和引發(fā)堵塞；混入混凝土中異物,， 如大石塊,、長(zhǎng)金屬絲等，也可能導(dǎo)致堵塞,。
泵送過(guò)程中斷,，重新啟動(dòng)時(shí)堵管：
因?yàn)橐馔馇闆r如清理管道堵塞或混凝土罐車遲到等,，泵送過(guò)程可能中斷數(shù)十分鐘甚至幾個(gè)小時(shí)。首要的是必須避免混凝土在管道中凝結(jié),。在靜止?fàn)顟B(tài),，如果混凝土拌和物離析，骨料沉降接觸管壁,，水平管下部的潤(rùn)滑層會(huì)消失,，泵送阻力會(huì)大幅度增大，使泵送重新起動(dòng)困難或堵塞管道,。
清洗管道時(shí)堵管：
直接用水清理和清洗管道,，會(huì)清洗掉骨料表面包裹的砂漿，導(dǎo)致骨料失去潤(rùn)滑而產(chǎn)生堵塞,。正確的方法為,，在兩個(gè)橡膠球之間填充潤(rùn)濕的牛皮紙（或廢水泥包裝袋），形成約1m長(zhǎng)的低滲透性隔離塞,，使水不接觸混凝土拌和物,，然后再將水泵入管道進(jìn)行清洗。
上述產(chǎn)生堵管的原因中,，在開(kāi)始的潤(rùn)管階段和結(jié)束的清洗管道階段,，發(fā)生堵管多屬于錯(cuò)誤操作方式造成的，采用正確的泵送工藝流程一般可以避免,。
在泵送過(guò)程中,、泵送中斷重新啟動(dòng)過(guò)程發(fā)生堵管，混凝土拌和物的“可泵性”不良或泌水離析大則是主要原因,。
D. Kaplan等嘗試建立常壓自由泌水速率與堵管之間的關(guān)系,，采用圖5所示的試驗(yàn)裝置和程序測(cè)量混凝土拌和物的泌水速率，在真實(shí)泵送選自.投標(biāo)書(shū)代寫(xiě)網(wǎng) yipai178.com 管道上實(shí)測(cè)檢驗(yàn)可泵性（是否堵管）,，得到的結(jié)果見(jiàn)圖6,。
結(jié)果分析表明，泌水速率可以反映混凝土拌和物的穩(wěn)定性,，與發(fā)生堵管的危險(xiǎn)性有一定相關(guān)性,；粗骨料為圓角（卵石）、增加粒徑0.1mm~0.7mm砂比例,，有助于降低泌水速率和改善泵送性能,。然而，管道堵塞是一種概率事件,，誘發(fā)因素較多,， 不能從單一泌水速率指標(biāo)判斷發(fā)生或不發(fā)生，但泌水速率低表明泵送過(guò)程出問(wèn)題的幾率低。
