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关于超高层混凝土泵送施工技术分析

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李佳铭

摘要：建筑高度的不断增高对施工技术也提出了更高的要求，高强多性能混凝土的开发，泵送设备的泵送能力的提升都等待解决，随着输送压力的提高，塞管及混凝土离析等问题也相应而出。本文就超高层混凝土的泵送施工技术并结合广州东塔项目进行浅谈。

关键词：超高层；混凝土泵送；混凝土配合比设计

一、泵送概况

广州东塔位于广州天河区珠江新城CBD中心地段，结构体系为带伸臂桁架加强层的钢管混凝土巨型框架+筒体结构，核心筒采用双层钢板剪力墙，高530m，共111层，设计耐久性为100年，因其高（泵送距离长）、多（钢构用量多，钢筋用量多）、大（砼用量大，砼强度大）等特点，对混凝土的质量把控及泵送施工技术要求更为之高。

二、混凝土的泵送原理

混凝土泵是连续式运输机具之一，它以混凝土泵为动力，将混凝土从混凝土搅拌运输车或贮料斗中卸入泵的料斗后，利用泵的压力将混凝土沿管道直接输送到浇筑地点，可以同时完成水平和垂直运输，是发展较快的一种混凝土运输方法，工业与民用建筑施工皆可应用，特别是应用于大体积混凝土和采用现浇、滑模施工，但泵送混凝土仍然具有明显的综合效益。

三、配合比设计

相较于传统的设计方法，超高层泵送混凝土配合比不仅要求混凝土要满足设计规定的强度、耐久性要求，还要满足管道输送对混凝土拌合物的要求，由于广州东塔高530m，共111层，因此配合比设计要求更为苛刻，针对配合比设计进行了约150种配合比近千组试配才满足东塔施工要求。

1.混凝土材料选择

（1）水泥品种和胶结料用量

胶结料过少，混凝土和易性差，泵送阻力大，泵和输送管的磨损也加剧，容易产生阻塞水泥量过多，不但不经济，混凝土的粘性增高，也会增大泵送阻力，混凝土配合比总胶结料用量不宜少于350kg/m3。混凝土中掺入磨细矿渣粉和粉煤灰，不仅能改善硅的粘塑性和保水性，减少混凝土压力泌水，有利于高压力混凝土泵送。

（2）骨料级配

骨料的粒径和级配，对混凝土的泵送性能有很大影响，必须要严格控制控制骨料最大粒径，这是从三个石子在同一断面处相遇，最容易引起阻塞的原理推算出来的。在设计超高层泵送混凝土配比时，人工级配5mm-25mm和5mm-16mm两种石子，调整到理想曲线，分别计量混合使用。所采用的石子均为连续级配，针片状含量均小于5%细骨料应符合JGJ52-2002标准，应采用中砂、粒径在0.315mm以下的细骨料所占的比例按标准要求不应少于15%，使用时达到20%效果最佳，这对改善混凝土的泵送性能非常重要。

（3）外加剂

广州东塔使用目前性能最优良的聚羧酸高效减水剂，因其具有超过30%的减水性能，良好的塌落度经时损失和适宜的混凝土含气量改善了混凝土的合易性。

（4）矿物掺和料

粉煤灰能掺入混凝土拌和物后，使流动性显著增加，而且能减少混凝土拌和物的泌水和干缩当泵送混凝土中水泥量较少或细集料中粒径小于0.315mm含量少时，也可掺用粉煤灰进行弥补矿渣粉的活性极强，掺入矿渣粉后可等量替代水泥，减少了混凝土水化热，延长了混凝土凝结时间，提高了混凝土的耐久性。粉煤灰应选用一级或二级灰，粉煤灰的烧失量指标很重要，不能超过3%，矿粉活性不低于S95级，广州东塔针对特殊的施工要求还添加了微珠掺合料，微珠代替部分水泥，为混凝土带来极好的填充和“滚珠润滑”效应，可降低用水量，增大流动性，提高混凝土的强度和耐久性，是混凝土低碳技术的新组分。

2.配合比参数

（1）砂率

输送混凝土的输送管，除直管外还有锥形管、弯管和软管等当混凝土经过锥形管和弯管时，混凝土颗粒间的位置就会发生变化，此时如果砂浆量不足，容易产生堵塞为此，泵送混凝土与普通混凝土相比，要适当提高砂率。

（2）水胶比选择

混凝土中拌和水，除供给水泥水化需要外，还使混凝土拌和物获得必要的施工性能此外，水胶比还与泵送混凝土在输送管中的流动阻力有关，混凝土拌和物的流动阻力随着水胶比的减小而增大。建议利用优良的外加剂性能，采用低水胶比配比，通过试配和压力泌水试验，选择最佳配比。

四、泵送混凝土施工技术

1、泵送混凝土布料设备

泵送混凝土布料设备一般用独立式混凝土布料机。可以安放在待浇注楼板的模板平面上，支撑要牢固。它一端接通混凝土输送管道，另一端用一根软管接通，可用人力推动做水平布料。布料杆360回转，半径为4～9米。它也可用塔式起重机吊装和移动。如果用两台布料杆布料时，要尽量做到同步前进，避免形成施工缝。广州东塔使用HGY20布料机2台，能360度旋转，最大半径为20m。

2、泵送混凝土运输

泵送混凝土宜用搅拌运输车运输，混凝土搅拌运输车出料前，应以12转/分左右的速度转动1分，然后反转出料，保证混凝土拌合物的均匀。

3、泵送混凝土的管道布置及敷设

对于超高层建筑中泵送混凝土所需布置的输送管道应当考虑以下注意