泵送混凝土施工實例與分析
摘要：本文對洛陽市泵送混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題進行了分析，并用工程實例表明了泵送混凝土施工技術(shù)具有良好的社會和經(jīng)濟效益。為更好的推廣該項技術(shù)，作者就泵送混凝土設(shè)備更新、泵送混凝土的研發(fā)、外加劑和摻合料的研制與應(yīng)用以及建立商品混凝土基地等問題提出了一些具體建議。
關(guān)鍵詞：混凝土；混凝土輸送泵；工程施工
0 前言
我國泵送混凝土施工冀術(shù)始于1979年上海寶山鋼鐵廠工程，目前多用于沿海大城市及國家重點工程，還未在國內(nèi)全面推廣。其主要原因一是泵送技術(shù)對混凝土的技術(shù)指標(biāo)要求高于普通混凝土，二是為增加混凝土的高流動性必須使用外加劑和摻和料，三是一次性設(shè)備投入大，并需較高素質(zhì)的施工組織和操作人員。
泵送技術(shù)具有良好的社會經(jīng)濟效益，應(yīng)組織大力推廣。本文以洛陽中亞大飯店施工為例分析了該技術(shù)在洛陽市的應(yīng)用現(xiàn)狀，并探討了今后應(yīng)著重解決的問題。
1 工程實例
九十年代建設(shè)的五星級洛陽中亞大飯店，主體結(jié)構(gòu)工程高度89.15m ，混凝土總量為5500m3，混凝土設(shè)計強度等級為C50、C40 和C30。由于建筑物主體較高，混凝土用量大（日最大澆注量300m3） ，常規(guī)的塔吊吊運無法滿足工程進度、混凝土澆注質(zhì)量及澆注強度的要求，故在現(xiàn)場設(shè)立自動混凝土攪拌站并采用泵送混凝土施工工藝。
1. 1 原材料的選擇及混凝土配合比
水泥選用洛陽水泥廠黃河牌52.5R、42.5R 普通硅酸鹽水泥；粗細骨料選用洛陽本地產(chǎn)質(zhì)量較好的砂石；外加劑選用FDN22000、FDN25C 和FN22 ，可以適應(yīng)不同季節(jié)的施工。
為了改善混凝土的和易性、降低水化熱、減少和防止產(chǎn)生干縮性裂縫及溫度裂縫，減少水泥用量，保證施工良好的可泵性和不出現(xiàn)離析現(xiàn)象，充分利用粉煤灰的效應(yīng)，在混凝土中摻加水泥用量5%～10%的姚孟電廠干排法生產(chǎn)的Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰，其質(zhì)量經(jīng)檢測均達到或超過GBJ146 -90標(biāo)準(zhǔn)。
按《普通混凝土配合比設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（JGJPT55296） ，試配強度fcu = fcuk + 1.645σ（σ取值5. 5MPa） ，坍落度控制在（180±20）mm。經(jīng)對不同泵送高度和強度的混凝土配合比進行試驗后，確定配合比如表1所示。
1. 2 泵送設(shè)備的配置及施工組織
選用湖北產(chǎn)HBT60 拖式輸送泵。在泵管布置中，盡量減少彎管和軟管，彎管盡量采用大彎管，最大限度的降低泵送管道阻力。嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，防止混凝土拌合物離析和堵塞。另外，施工現(xiàn)場設(shè)置HZS50 型自動混凝土攪拌站一個，保證混凝土的攪拌質(zhì)量和供應(yīng)。
高層泵送混凝土是一項系統(tǒng)工程，需要有嚴(yán)密的施工組織，否則會造成窩工和質(zhì)量事故。中亞大飯店施工中，從混凝土攪拌站到施工現(xiàn)場都進行了全方位嚴(yán)格管理。
1. 3 施工質(zhì)量及經(jīng)濟技術(shù)效益
按照國標(biāo)《混凝土強度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ107-87） 對泵送混凝土取樣后全部的28d強度進行了分級評定，結(jié)果如表2所示。
在本項目施工中，采用高效減水劑91t ，減水率達12 %～15 % ，節(jié)約水泥180t ；加入Ⅰ、Ⅱ粉煤灰作為摻合料，節(jié)約水泥350t ；節(jié)約人工費50 多萬元；實際工期550d ，比合同工期提前30d ，比國家額定工期提前50%。經(jīng)濟技術(shù)效益十分顯著，表明了泵送混凝土施工技術(shù)良好的發(fā)展前景。
2 應(yīng)用泵送混凝土施工技術(shù)的一些問題
近幾年洛陽市混凝土泵送施工技術(shù)得到了較快的發(fā)展，1998年竣工的洛陽市農(nóng)行綜合辦公樓在采用混凝土泵送技術(shù)中泵送高度突破了百米（113.8m） ，泵送混凝土總量達2×104m3 ，強度等級高達C55和C60 ， （C60高強泵送混凝土的研制還填補了河南省的空白） ，外加劑（如高效泵送劑SF、泵送劑AN10-Ⅱ和高強減水劑SM 等）大量使用，其中SM 型減水劑用量達204t 。該工程節(jié)約混凝土600m3，價值15萬元，節(jié)約散裝水泥9kt ，價值16.2萬元，取得了明顯經(jīng)濟效益，反映出洛陽市泵送混凝土施工技術(shù)已逐步走向成熟。但筆者根據(jù)施工實踐以及對洛陽市采用該技術(shù)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)還存在下列的問題。
（1） 泵送設(shè)備相對落后。目前洛陽市使用的設(shè)備輸送能力不超過60m3/Ph ，垂直輸送高度僅100m左右。而目前國內(nèi)最高建筑上海金茂大廈使用德國設(shè)備一次完成泵送高度達382.5m，創(chuàng)世界之最，青島第一百盛商業(yè)大廈使用國產(chǎn)設(shè)備一次泵送高度219m。
（2） 外加劑使用單一。目前洛陽市在泵送混凝土中摻入的外加劑，多為單劑型，且摻入率較低。而發(fā)達國家外加劑的使用率占混凝土總量的70%-80% ，且大多為復(fù)合型。
（3） 摻和料應(yīng)用水平不高。發(fā)達國家摻和料的使用率占混凝土總量90%以上，并逐步向高性能復(fù)合型超細方向發(fā)展，國內(nèi)在這方面的研究也達到了相當(dāng)高的水平。而洛陽市只在大體積混凝土、泵送混凝土中少量使用Ⅰ、Ⅱ級原狀粉煤灰，原狀粉煤灰價格低廉，但活性低，對混凝土后期強度及施工性能都有一定的不利影響。
（4） 商品混凝土基地有待發(fā)展。目前洛陽市只有為數(shù)不多的混凝土攪拌站，生產(chǎn)規(guī)模也不大。從國內(nèi)外的發(fā)展看，許多先進技術(shù)只有在商品混凝土集中生產(chǎn)中才能充分發(fā)揮，如應(yīng)用外加劑、摻和混合材料等，在施工現(xiàn)場和小型攪拌站中推廣這些技術(shù)則比較困難，質(zhì)量也較難控制。
3 發(fā)展方向與建議
（1） 加大設(shè)備更新和技術(shù)投入
大型建筑企業(yè)要想生存和發(fā)展必須以先進的技術(shù)及施工設(shè)備為基礎(chǔ)。在企業(yè)一時拿不出更多資金購置新設(shè)備的情況下，建議在政府相關(guān)部門的支持下，通過股份制等多種形式的聯(lián)合，成立混凝土租賃公司，購置先進的設(shè)備并使設(shè)備資源和人員共享，發(fā)揮集團效應(yīng)。此外，商品混凝土應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)被列為我國建設(shè)行業(yè)重點推廣應(yīng)用的新技術(shù)之一，所以，加大混凝土機械設(shè)備的更新和投入是洛陽市逐步實現(xiàn)混凝土施工現(xiàn)代化不可缺少的環(huán)節(jié)。
（2） 泵送混凝土的研制開發(fā)有待加強
美國目前已經(jīng)開發(fā)出C100的泵送混凝土，國內(nèi)C60 甚至C80 也不罕見，而洛陽市泵送混凝土強度等級一般為C15～C50 ，C60 以上等級的幾乎很少。因此，研制和開發(fā)高強泵送混凝土勢在必行。但這種研究不能僅以某項工程的具體要求為研制目的，而應(yīng)形成較為普遍的、系統(tǒng)的適合本地實際的施工規(guī)定。所以，洛陽市應(yīng)加強“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合，以施工需要為基礎(chǔ)，研究和開發(fā)出適合本地區(qū)的系列強度等級的泵送混凝土。另外，自國外工程界提出了高性能混凝土（HPC） 的概念后，各國除重視混凝土強度外對混凝土適用性、安全性尤其是耐久性的研究也更加注重了。HPC 優(yōu)異的耐久性能使得混凝土建筑物使用壽命延長，意味著水泥總需求量的降低。因而，洛陽市在今后加強對HPC 的研制、開發(fā)和利用是非常必要的。
（3） 加強外加劑及摻和料的研究和應(yīng)用
前面已經(jīng)說明，目前發(fā)達國家外加劑和摻合料的使用量大、品種多，研究和應(yīng)用集減水、緩凝、引氣、防凍、可塑化等為一體的復(fù)合型高效外加劑和高性能復(fù)合超細摻合料是未來混凝土發(fā)展的方向。近年來我國在混凝土摻加粉煤灰技術(shù)的開發(fā)上卓有成效，單方混凝土能節(jié)約水泥15 %左右。粉煤灰的利用過去多以利用Ⅱ級粉煤灰為主，現(xiàn)在Ⅰ級粉煤灰、超細粉煤灰、高鈣粉煤灰的開發(fā)獲得進展。正在建設(shè)的長江三峽工程已基本上全部利用Ⅰ級粉煤灰。洛陽市周邊的大中型燃煤熱電廠達7個之多，僅首陽山熱電廠年排灰量就達80萬t ，粉煤灰不僅占用大量耕地，對環(huán)境也造成了污染。洛陽應(yīng)加強對粉煤灰的研究和利用，建立商品高級粉煤灰工業(yè)，發(fā)展綠色混凝土技術(shù)。
（4） 建立完善的商品混凝土基地
商品混凝土應(yīng)用量的大小，標(biāo)志著混凝土生產(chǎn)工業(yè)化程度和施工現(xiàn)代化程度的高低。目前洛陽市商品混凝土攪拌站基本上都集中在幾個大型建筑企業(yè)，經(jīng)濟技術(shù)效益尚可。但以施工現(xiàn)場為基地，采用集中混凝土攪拌的方式仍占多數(shù)。雖然這種模式有靈活主動、減少運距、降低成本等好的一面，但對整個混凝土生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新水平的提高是十分不利的。尤其是在城市改造和小城鎮(zhèn)建設(shè)中，在狹小區(qū)域建造高層建筑或拆除改造，現(xiàn)場根本無法安排攪拌站，城市的環(huán)境保護又不允許現(xiàn)場攪拌，此時更顯現(xiàn)出商品混凝土的優(yōu)勢。目前盡管商品混凝土的價格還較高但是隨著我國水泥工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，國家對規(guī)模效益的日趨重視，完全能夠使價格高的問題得以解決。因此，建立一定數(shù)量和規(guī)模的商品混凝土生產(chǎn)基地不但符合國家建設(shè)部的相關(guān)政策而且更有利于洛陽城市建設(shè)和發(fā)展。
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