摘要:隨著公路水泥混凝土結構工程中機械化程度的提高,泵送劑的使用越來越普遍,就此介紹了交通部2006年頒布的《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應用技術指南》中泵送劑的應用技術,目的是為用好泵送劑,并防止使用中出現不應有的質量問題。
　　關鍵詞:公路工程技術;水泥混凝土;泵送劑;應用技術
　　目前,水泥混凝土施工的機械化程度越來越高,對于大跨、高聳、管壁、大體積公路工程水泥混凝土結構,水泥混凝土的澆筑一般采用泵送工藝,利用壓力泵通過管道將水泥混凝土拌和物漿體直接輸送到模板中。它不僅能夠加快施工進度、縮短工期,而且對于改善施工條件、保護環境、提高施工質量勻質性都具有非常重要的作用。本文對應用于公路工程的泵送劑有關技術控制指標進行簡要介紹。
　　一、常用泵送劑種類
　　(一)保水增稠劑:1.水溶性樹脂類,如聚乙烯醇、纖維素醚、水溶性淀粉等;2.聚合物電解質類,如堿性聚乙烯吡啶等;3.丙烯酸類,如酸性聚甲基丙烯酸鹽、聚丙烯酸鹽;4.纖維素類,如羧甲基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等;5.蛋白質類,如兩性水解蛋白質、明膠等。
　　(二)助泵劑:高細度礦物摻合料,如硅灰、磨細粉煤灰和磨細礦粉等。
　　(三)(高效)減水劑、引氣劑、緩凝劑。
　　(四)上述保水增稠劑、助泵劑、(高效)減水劑、緩凝劑、引氣劑復配的泵送劑。
　　二、泵送劑的工程應用
　　（一）適用范圍
　　泵送劑適用于使用水泥混凝土泵輸送的下述公路工程水泥混凝土:1.商品水泥混凝土、現場攪拌水泥混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土;2.擋土墻水泥混凝土、橋涵結構水泥混凝土、鋼管混凝土、隧道襯砌水泥混凝土;3.公路工程中的特種水泥混凝土,如膨脹水泥混凝土、護筋水泥混凝土、補償收縮水泥混凝土等。
　　由于泵送水泥混凝土流動性要求很大,坍落度高,難于壓低水灰比,一般僅適用于C60強度等級以下的水泥混凝土。C60以上的高強水泥混凝土泵送,需要超塑化劑及優質摻合料等配合使用。
　　（二）泵送水泥混凝土原材料和配合比
　　泵送水泥混凝土的原材料要求和配合比設計是泵送水泥混凝土的關鍵技術,水泥混凝土可否順利地被泵送成功,將取決于原材料選擇和配合比設計。
　　1.原材料
　　（1）水泥混凝土的凝結時間。水泥混凝土的凝結時間應符合相關國標的規定。泵送水泥混凝土必須是緩凝的水泥混凝土,水泥混凝土絕不可硬化在泵及管道內,所以能夠使水泥混凝土促凝和閃凝的硬石膏、半水石膏、脫水石膏、氟石膏、螢石膏、工業廢渣石膏等不可作為調凝劑,至少應保證水泥混凝土具有正常的凝結時間。
　　（2）粗集料。粗集料的質量應符合《建筑用卵石、碎石》(GBöT14685-2001)的規定,并應采用連續級配,某些間斷級配有堵管的可能。泵送水泥混凝土管徑必須與粗集料最大粒徑相適應,特別是在彎管處及逆止閥內,不能卡管或卡泵。針片狀顆粒直接影響逆止閥的運動,對可泵性影響很大,故需控制其含量不宜大于10%。
　　（3）細集料。細集料應符合《建筑用砂》(GBöT14684-2001)的規定,并應采用中砂。通過0.30mm篩孔砂含量不宜少于15%,且不大于30%;通過0.15m篩孔砂含量不宜少于5%。泵送水泥混凝土要保證在泵管內流動起來,必須提供可潤滑管內壁的砂漿,細集料宜采用最適宜泵送的中砂,通過0.30mm篩孔的粉細砂份量不可缺少,故規定不應少于15%;細集料的級配要好。
　　（4）泵送水泥混凝土宜摻適量粉煤灰。粉煤灰的品質應符合I、II級灰的技術要求,粉煤灰摻量應通過泵送水泥混凝土試拌和試泵試驗確定。
　　2.配合比
　　（1）保證泵送水泥混凝土的可泵性。配合比除應滿足水泥混凝土設計強度和耐久性要求外,必須滿足可泵性要求。泵送水泥混凝土是有壓流體,其配合比必須滿足水泥混凝土可泵性工藝要求。這是泵送水泥混凝土配合比與其他水泥混凝土的顯著區別。保證泵送水泥混凝土的可泵性,就是應保證其在壓力輸送下不離析、不泌水。壓力泌水率必須測量,可泵性的控制應采用壓力泌水試驗結合泵送經驗進行,一般10s時的相對壓力泌水率不宜超過40%。
　　（2）泵送劑品種及摻量的優選。泵送劑品種及摻量的優選應根據試拌試泵確定。泵送水泥混凝土坍落度和可泵性應根據運輸距離、泵送機械、輸送管徑、泵送距離、氣溫等現場試泵確定。泵送水泥混凝土配合比可泵與否與泵機選擇、管道配置關系重大,雖可通過計算確定,但現場試泵是水泥混凝土配合比最終可泵性的評判依據。因此,應通過工程施工現場實地試泵,最終確定滿足泵送要求的水泥混凝土配合比。
　　（3）最小膠材總量。泵送水泥混凝土最小膠材總量不宜小于300kgöm3,有抗(鹽)凍性要求的水泥混凝土結構不宜小于320kgöm3。
　　（4）水灰(膠)比。實踐證明:適宜泵送的水泥混凝土水灰(膠)比經驗值在0145～0160之間,小于0145時泵送壓力將急劇上升,大于0160時水泥混凝土易離析、可泵性差。有抗(鹽)凍性要求時,水灰(膠)比一般不宜大于0150。
　　（5）砂率。砂率宜為36%～46%。公路工程薄壁結構的水泥混凝土宜取保證泵送性能的偏低砂率。泵送水泥混凝土配合比最顯著的特征是滿足泵送流動性時必須使用高砂率,按泵機和輸送管道的工作原理,是靠飽和水泥漿和足夠數量的砂漿提供粘聚性和管壁潤滑,因此,砂率宜為36%～46%。保持足夠高的砂率,特別是砂中粒徑小于0130mm顆粒的含量,是保證順利泵送的重要措施。
　　（6）低溫、負溫泵送的水泥混凝土。低溫、負溫泵送的水泥混凝土應選用R型水泥或硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥,水泥強度等級不應低于3215級,除使用泵送劑外,宜同時摻引氣劑、早強劑、防凍劑,其摻量應根據當時氣溫下的試泵優選確定。這是盡快滿足抗凍臨界強度的要求。
　　（三）泵送水泥混凝土施工
　　1.拌和及供應
　　（1）拌和。泵送水泥混凝土可采用預拌商品水泥混凝土,現場自拌和要求及攪拌設備應符合指南相應條款的規定。
　　（2）泵送水泥混凝土的供應。應根據施工進度編制供應計劃,并加強通訊聯絡和生產調度,確保連續均勻供料。低溫和負溫施工時,應采取有效的保溫措施。
　　（3）泵送劑的使用。液體泵送劑可直接摻入水泥混凝土或以稀釋溶液加入,水溶性粉狀泵送劑宜用水溶解均勻后摻入,溶液中的水量應從拌和水量中扣除,不溶于水的粉狀泵送劑可直接摻入水泥混凝土中,但均應將攪拌時間延長20～30s。
　　（4）拌和時間。攪拌樓拌和泵送水泥混凝土的最短純拌和時間,應根據拌和物的勻質性和可泵性確定。指南里規定的泵送劑干粉應延長攪拌時間30s,最短純攪拌時間不少于60s。使用各種泵送劑或外加劑時,可按實際配合比和施工氣溫測定水泥混凝土的初凝時間,運輸允許延續時間不宜超過所實測水泥混凝土初凝時間的1／2。
　　2.泵送水泥混凝土運輸
　　（1）車型。泵送水泥混凝土應采用罐車運送,不應使用翻斗車運輸。
　　（2）運輸。高溫施工時,泵送水泥混凝土的溫度不應高于35℃,并應加緩凝劑或緩凝型減水劑。低溫、負溫施工時,泵送水泥混凝土的溫度不應低于10℃,并應摻早強劑或防凍劑。
　　3.泵送與澆筑
　　（1）泵送要求。開始泵送時,水泥混凝土泵送速度應先慢后快,待運轉正常后,方可使用正常速度泵送水泥混凝土。活塞應保持最大行程運轉,穩定泵送。
　　（2）防堵泵技術措施。當水泥混凝土泵出現壓力升高且不穩定、輸送管出現明顯振動等現象而泵送困難時,不得強行泵送,應立即查明原因,采取措施排除。
　　（3）澆筑要求。澆筑順序應先遠后近、先豎向后水平、先低后高。分層連續澆筑時,分層厚度宜為300～500mm,澆筑區域之間或上下層之間的澆筑間歇時間,不得超過水泥混凝土的初凝時間。
　　（4）泵送水泥混凝土的振搗。振搗棒移動間距宜為400mm左右,振搗時間應視振搗棒的振動頻率大小和水泥混凝土振搗密實狀況控制在10～30s之間,隔20～30min應進行第二次復振,以確保鋼筋過密部位振搗密實。
　　（5）加強保濕養生。泵送水泥混凝土應加強保濕養生,不同氣溫條件下的濕養生天數應比指南中第41213條第6款的規定適當延長。
　　三、泵送水泥混凝土的質量控制
　　泵送水泥混凝土的質量控制除了滿足普通水泥混凝土的要求外,以下3點需要特別引起注意。
　　（一）嚴格控制泵送劑的稱量精確度及坍落度,泵送劑的稱量應準確并及時標定,泵送劑稱量允許偏差不應大于±1%。泵送水泥混凝土入泵時的坍落度不應小于100mm，誤差不宜大于±20mm。
　　（二）泵送劑可采用現場后加法,采用罐車時,泵送劑可后添加,操作時必須快速旋罐攪拌均勻,且測定坍落度滿足泵送要求后,方可使用。
　　（三）及時處理泵送中出現的問題,當出現可泵性差、泌水、離析且難以泵送時,應立即對配合比、泵送劑、水泥混凝土泵、配管、泵送工藝進行檢查,并采取有效的改進措施。
　　四、結語
　　泵送水泥混凝土使用泵送劑不僅能改善水泥混凝土的施工性能,而且有利于密筋結構少振搗或免振搗施工,并能減少收縮、防止裂縫、提高抗滲性、改善耐久性。