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如何安全高效應(yīng)用混凝土泵送劑

文檔作者：孫振平呂宏兵陳柯柯王玲文檔來源： 1．同濟(jì)大學(xué)先進(jìn)土木工程材料教育部重點實驗室 2．無錫市房地產(chǎn)開發(fā)集團(tuán)有限公司 3．上海城建物資有限公司 4．中國建筑材料科學(xué)研究總院		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年04月28日
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孫振平等：如何安全高效應(yīng)用混凝土泵送劑 1l7
如何安全高效應(yīng)用混凝土泵送劑
孫振平 ， 呂宏兵 ， 陳柯柯。， 王玲
(1．同濟(jì)大學(xué)先進(jìn)土木工程材料教育部重點實驗室， 上海200092； 2．無錫市房地產(chǎn)開發(fā)集團(tuán)有限公司。無錫214002；
3．上海城建物資有限公司． 上海200063； 4．中國建筑材料科學(xué)研究總院， 北京100024)
【摘 要】 由于混凝土泵送劑由多種外加劑和改性組分復(fù)配而成，而且水泥和摻合料性能變化大，泵送劑的
使用效果受到的制約因素復(fù)雜，有時甚至還會導(dǎo)致嚴(yán)重的工程事故。文中結(jié)合試驗數(shù)據(jù)、實踐調(diào)查結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)修
訂情況，討論泵送劑在商品混凝土中的應(yīng)用技術(shù)難點，并對商品混凝土中安全高效應(yīng)用泵送劑的技術(shù)要點進(jìn)行深
入探討。
【關(guān)鍵詞l 泵送劑；商品混凝土；應(yīng)用技術(shù)；安全性
【中圖分類號】TU528．042 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 B 【文章編號】 1001-6864(2010)08-0117-03
HoW To SAFELY AND EFFICⅡ￡NTLY APPLY CONCRETE PUM PING AGENT
SUN Zhen—ping ， LV Hong．bingz
，
CHEN Ke．ke。
， WANG Ling
(1．Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials(Tongji University)，Ministry of
Education，Shanghai 200092，China；2．Wuxi Real Estate Development Group．Jiangsu Wuxi 214002；
3．Shanghai Urban Construction Materials Convey Co，Ltd．，Shanghai 200063，China；
4．China Building Research academy，Beijing 100024，China)
Abstract：The eficiency of applying Concrete Pumping Agent(PA)in ready—mixed concrete de—
pends on many other factors besides PA itself because PA consists of several gradients and there iS com—
patibility between PA and cement and／or mineral admixtures．From the point of the technique，the difi—
cuhies of applying PA in ready··mixed concrete are discussed based on the experiments data and on·-site
phenomena，and the suggestions for the safe and eficient application of PA in ready·mixed concrete are
supposed．
Key words：pumping agent；ready—mixed concrete；application technique；safety
2010年我國商品混凝土總量超過7億m ，商品混
凝土在混凝土總產(chǎn)量中所占比例超過了30％ 。商品
混凝土的發(fā)展極大地推動了混凝土的集中化生產(chǎn)供
應(yīng)、泵送施工技術(shù)，并保證了工程質(zhì)量，提高了水泥的
散裝率，是建筑業(yè)節(jié)能降耗的重要環(huán)節(jié)之一。商品混
凝土在泵的推動下沿著管道被輸送和澆筑，它除了要
滿足設(shè)計規(guī)定的強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)外，還必
須滿足運(yùn)輸過程中的流動性保持性，以及管道輸送工
藝對拌和物性能的特殊要求，也就是可泵性。
文中從論述泵送劑的類型和基本組成、泵送劑在
商品混凝土中的應(yīng)用技術(shù)特點出發(fā)，就商品混凝土中
安全高效應(yīng)用泵送劑的技術(shù)要點進(jìn)行深入探討。
1 泵送劑的類型和組成
泵送劑中最主要的組分當(dāng)然應(yīng)是減水劑，而且泵
送劑也常常以減水效果的好壞來界定其類型。如在我
國華東地區(qū)，普遍按減水效果將泵送劑分成普通型泵
[基金項目】上海市科委重點項目資助(072112006—4)
送劑、中效泵送劑、高效泵送劑和高性能泵送劑等四
類。這幾類泵送劑的主要減水組分如表1。
表1 華東地區(qū)幾類泵送劑的主要減水組分
注：+用來表不組分所占比例的多少
可見，普通泵送劑其主要組分為木質(zhì)素磺酸鹽減
水劑；中效泵送劑其減水組分主要是萘系高效減水劑
和／或脂肪族系高效減水劑，并輔以部分木質(zhì)素磺酸鹽
減水劑(占20％ ～40％)；而高效泵送劑則幾乎全部以
高效減水劑和其它組分復(fù)配而成 。近幾年，由于高
冬施質(zhì)量通病
l18 低溫建筑技術(shù) 2010年第8期(總第146期)
鐵、隧道、地鐵等工程的特殊要求，市場上出現(xiàn)了以聚
羧酸系減水劑為主要組分復(fù)配而成的所謂高性能泵
送劑。這類泵送劑減水率高，坍落度保持性較好，適于
配制高強(qiáng)度等級、大坍落度、自流平、高泵程、高耐久性
的混凝土。但是，這類泵送劑在實際應(yīng)用中也常常表
現(xiàn)出一些匪夷所思的怪現(xiàn)象，導(dǎo)致了很多工程事故，反
映出聚羧酸系減水劑本身的合成技術(shù)、該類泵送劑的
復(fù)配技術(shù)以及工程應(yīng)用技術(shù)等方面存在嚴(yán)重不足。
另外，緩凝劑、引氣劑和保水劑也常常成為泵送劑
的組分之一。商品混凝土因遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)男枰?，常需?
盡可能延緩其坍落度損失，大體積混凝土或夏季高溫施
工工程更是如此，因此必須添加緩凝劑。適當(dāng)?shù)暮瑲饬?
可以減少混凝土泵送過程中的泵送阻力，防止混凝土泌
水、離析，又可以改善混凝土抗凍融循環(huán)破壞的能力。
保水劑的作用是增加混凝土拌合物的粘度，使混凝土在
低膠凝材料用量、大坍落度情況下不泌水、不離析。有
些保水劑還兼有減水、保持坍落度等性能 ]。
2 泵送劑在商品混凝土的應(yīng)用技術(shù)特性
2．1 混凝土減水率與凈漿流動度、砂漿減水率的關(guān)
系不密切
泵送劑產(chǎn)品，尤其是由聚羧酸系減水劑復(fù)配而成
的泵送劑，其在混凝土中的減水率與凈漿流動度、砂漿
減水率之間的關(guān)系不密切(如圖1～2)。這一點對工
程中常用凈漿流動度或／和砂漿減水率評價減水劑性
能的做法提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。所以，GB8076—2008《混
凝土外加劑》標(biāo)準(zhǔn)修訂時已明確將凈漿流動度和砂漿
減水率的試驗方法刪除。
目
目
贈
400
3OO
20o
10o
0
經(jīng)過時間／min
o1#一凈漿 12#一凈漿 _3#一凈漿口4櫛一凈漿05#-凈漿
al#一混凝土a2#一混凝土§3#一混凝土-輔一混凝士o5#一混凝土
圖1 5種高性能能送荊產(chǎn)品的凈漿流動度和混凝土坍落度值
樣品編號
圖2 1 1種泵送劑產(chǎn)品的砂漿減水率和混凝土減水率
2．2 混凝土坍落度保持性與凈漿流動度保持性關(guān)系
不密切
摻加某種泵送劑的凈漿流動度在1—2h內(nèi)可以保
持得很好，但混凝土坍落度損失卻異常迅速，而有些泵
送劑盡管在凈漿中表現(xiàn)不是很好，但在混凝土中卻有
上佳表現(xiàn)，這從圖1中的數(shù)據(jù)就可以看出。
2．3 混凝土抗壓強(qiáng)度比與泵送劑減水率之間關(guān)系不
甚密切
從圖3可見，泵送劑產(chǎn)品的減水率與抗壓強(qiáng)度比
的關(guān)系沒有規(guī)律性而言。11群泵送劑的減水率比10#
高5個百分點，但抗壓強(qiáng)度比卻比10#低得多；1#泵送
劑的減水率比6撐高一倍多，但抗壓強(qiáng)度比卻不及6撐，
如此試驗結(jié)果舉不勝舉?；炷量箟簭?qiáng)度比與泵送劑
減水率之間的關(guān)系很復(fù)雜，這一方面在于不同泵送劑
的引氣性不同，另一方面可能是泵送劑中活性基團(tuán)、游
離的離子等不同，而這些因素對水泥水化進(jìn)程均有不
同程度的影響。
l口i麟疑土擁i求翠日壓曲恥目量廈比
：
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1# 2# 3，} 4# 5# 6# 7# 8# 9#1講Ill#
樣品編號
圖3 11種泵送劑產(chǎn)品的混凝土減水率和2sang壓強(qiáng)度比
2．4 減水效果對泵送劑摻量的依賴性很大
某些泵送劑的減水效果對其本身的摻量十分敏
感，只有達(dá)到它的飽和摻量，才能起到良好的減水效
果，而相反，摻量過大又往往會引起離析、泌水，導(dǎo)致減
水、增強(qiáng)效果嚴(yán)重下降，甚至?xí)砘炷两Y(jié)構(gòu)開裂、
滲漏和耐久性嚴(yán)重降低等危害。
2．5 配制的混凝土拌合物的性能對用水量十分敏感
大多數(shù)采用聚羧酸系減水劑復(fù)配而成的泵送劑
制備的混凝土拌合物，其性狀對用水量十分敏感。有
時用水量只增加(1～3)kg／m ，混凝土拌合物便立刻
嚴(yán)重泌水，采用這種拌合物絕對無法保證澆注體的均
勻性，易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物表面出現(xiàn)麻面、起砂、孔洞等難以
接受的缺陷，且結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度和耐久性嚴(yán)重下降 。
2．6 所配制的大流動性混凝土容易分層離析
大部分情況下，采用某些泵送劑配制的大流動性
混凝土，即使減水劑摻量、用水量控制都是最佳的，混
凝土拌合物也不泌水，但仍非常容易出現(xiàn)分層、離析現(xiàn)
象，具體的表現(xiàn)是粗集料全部下沉，而砂漿或凈漿位于
集料的上部。采用這種混凝土拌合物進(jìn)行澆注，即使
不振動，分層、離析也明顯存在。
2．7 與不同廠家、不同批次的水泥／摻合料存在適應(yīng)
性問題
這些年，對外加劑與水泥／摻合料的適應(yīng)性問題已
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孫振平等：如何安全高效應(yīng)用混凝土泵送劑 119
進(jìn)行了深入研究，已經(jīng)明確了以下幾點：①單純的或復(fù)
配有木質(zhì)素磺酸鹽減水劑的泵送劑遇到以硬石膏、氟
石膏等為調(diào)凝劑的水泥時，容易出現(xiàn)減水率低、坍落度
損失快，甚至閃凝的現(xiàn)象；②水泥熟料中C，A的含量、
堿含量、混合材種類和摻量，水泥的細(xì)度、新鮮程度等
對泵送劑作用效果影響很大 ；③ 泵送劑的作用效果
還依賴于摻合料的種類、表面性狀和摻量等 ；④泵
送劑的作用效果與混凝土拌合物制備時環(huán)境條件
(溫、濕度等)也存在一定的關(guān)系。
當(dāng)前，水泥生產(chǎn)過程中面臨著更多的可變因素，如
助磨劑的普遍應(yīng)用帶來的泵送劑適應(yīng)性問題，城市垃
圾焚燒灰、煅燒煤矸石和偏高嶺土作為混合材使用所
帶來的泵送劑適應(yīng)性問題等 ，使得一種泵送劑對不
同廠家、不同批次的水泥／摻合料之間的作用效果千差
萬別，嚴(yán)重影響著商品混凝土的質(zhì)量穩(wěn)定性。
3 商品混凝土中安全高效應(yīng)用泵送劑的幾個要點
由于商品混凝土一般需要較好的流動性，較佳的
流動性保持性，并將通過泵送施工，工程界對商品混凝
土的質(zhì)量穩(wěn)定性期望值又很高，而另一方面，混凝土原
材料變數(shù)較多，水泥企業(yè)的不斷兼并致使特性不同的
水泥被冠以相同的商標(biāo)，商品混凝土需求量日增的局
面導(dǎo)致某些攪拌站來不及針對臨時更換的原材料進(jìn)
行試配，這給商品混凝土的實際生產(chǎn)帶來了很多難題，
甚至極端問題導(dǎo)致的工程事故接連不斷。那么，究竟
如何安全高效地應(yīng)用泵送劑呢?筆者認(rèn)為應(yīng)優(yōu)先注意
以下幾個方面的問題。
(1) 注意泵送劑與水泥／摻合料的適應(yīng)性，并通
過混凝土試驗來驗證泵送劑的適用性。檢測部門出具
合格證明的泵送劑產(chǎn)品，是基于特定原材料、特定配合
比、特定的泵送劑摻量，在特定的試驗環(huán)境下的試驗數(shù)
據(jù)得出的，其結(jié)論不一定適合具體工程。在實際應(yīng)用
時，如果不經(jīng)全面的混凝土試驗，則應(yīng)用過程中很易出
現(xiàn)減水率不足、拌合物泌水、離析，流動性損失過快等
現(xiàn)象。所以必須通過大量的混凝土試驗，選擇合適的
泵送劑品種，并確定最佳的摻量。
(2) 驗證試驗必須采用工地現(xiàn)場的原材料和可
能的混凝土配合比，模擬澆注現(xiàn)場的溫、濕度環(huán)境條件。
(3) 泵送劑的品種、摻量應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度、泵送
高度、泵送距離等隨時進(jìn)行調(diào)整。
(4) 堅決摒棄單純依靠凈漿流動度或砂漿減水
率評價泵送劑性能的傳統(tǒng)作法。泵送劑產(chǎn)品的混凝土
減水率與凈漿流動度和砂漿減水率之間并不存在必
然的聯(lián)系，而且不僅如此，混凝土28d抗壓強(qiáng)度比與混
凝土減水率之間的關(guān)系也不統(tǒng)一，所以應(yīng)堅決摒棄單
純依靠凈漿流動度或砂漿減水率評價泵送劑性能的
傳統(tǒng)作法。
(5) 要避免不同廠家、不同類型的泵送劑混裝、
混用。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，聚羧酸系減水劑與其他種類的減水劑
或某些緩凝組分、引氣組分之間存在明顯的不相容
性 。在目前聚羧酸系減水劑或者以聚羧酸系減水
劑為主要減水組分復(fù)配而成的高性能泵送劑大力推
廣應(yīng)用的階段，更要避免不同廠家、不同類型的泵送劑
混裝、混用。
(6) 嚴(yán)格計量泵送劑，建立泵送劑超摻預(yù)警機(jī)
制，將泵送劑超摻造成的損失降低到最小程度。
(7) 后添加泵送劑的量必須提前經(jīng)過試驗確
定，并指派專人指導(dǎo)和監(jiān)督。
4 結(jié)語
我國泵送劑產(chǎn)品隨著商品混凝土的誕生應(yīng)運(yùn)而
生，為商品混凝土的發(fā)展奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，提供
了良好的質(zhì)量保證。由于原材料的多變性已經(jīng)使得商
品混凝土攪拌站難以應(yīng)對。今后必須加強(qiáng)混凝土攪拌
站技術(shù)人員的水泥化學(xué)、外加劑應(yīng)用等方面的科學(xué)知
識，積累更豐富的經(jīng)驗，為泵送劑在商品混凝土中的安
全高效應(yīng)用創(chuàng)造良好的條件。
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[收稿日期] 2010-03一l2
[作者簡介] 孫振平(1969一)，男，新疆奇臺人，副教授，工學(xué)
博：￡，從事混凝土~l,／Jll劑的研究與應(yīng)用。

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