泵送技术与高强混凝土的超高泵送

现行泵送混凝土相关技术及施工标准
• 《预拌混凝土》（GB/T 14902-2003） • 《混凝土泵送剂》（JC 473-2001） • 《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T 10-2011） • 《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003 ） • 《混凝土外加剂》（GB8076-2008）
• 20世纪70年代，自行研制活塞式泵，同时，大量进口日本和前联 邦德国的混凝土泵，原第一机械研究所和沈阳振捣器厂合作研究， 于1975年试制成功排量为8m3/h的HB-8型固定式活塞泵。
• 从1980年开始，对泵送混凝土施工技术试验研究的基础上，我国 从德国、日本、美国等国家大量引进大批混凝土泵、搅拌设备、搅 拌运输车以及大型搅拌站，才大量采用泵送混凝土施工方法。
• 超高泵送
超高泵送混凝土技术一般是指泵送高度超过200m 的现代 混凝土泵送技术。
对于高度大于200m的高标号混凝土超高层泵送来说，混 凝土强度高、黏度大，因此泵送压力较高，泵送施工尤其困难， 给整个施工浇筑过程带来一系列有待探讨的技术难题。
超高泵送混凝土技术已成为超高层建筑施工技术不可缺少 的一个方面，并且已成为一种发展趋势而受到各国工程界的重 视。不断研究高标号混凝土的超高泵送技术，对于提高超高层 建筑施工质量及施工效率具有相当的实用价值和经济意义。
• 泵送混凝土技术1927年创于德国，现成为建筑施工的重要技 术手段，广泛应用于各类土木、建筑工程中。
• 德国
• 德国是欧洲混凝土泵发展最快的国家，对混凝土泵的发展和改进 做出了很大贡献，技术先进，是混凝土泵和泵送技术主要出口国 之一。
• 1907年德国开始研究并取得专利权； • 1927年德国Fritz.Hell设计制造了第一次获得成功应用的混凝土泵；
• 目前，国内混凝土泵车生产企业有十余家，主要集中在中联重科、 三一重工、辽宁海诺、安徽星马、上海普斯特5个企业，占95%， 泵车型号有多种，泵送高度从20到50多米，目前生产的混凝土泵车 多集中在50米以下
• 泵的发展特点
1、发展液压活塞式混凝土泵是主流 发展大体经历了从活塞式泵到挤压式泵再到活塞式泵、从
• 德国生产的最大功率的混凝土泵，最大排量159m3/h，最大水平运 距1600m，最大垂直运距400m，是目前世界上最大的混凝土泵。
• 国内
• 20世纪50年代从国外引进泵送混凝土技术，但缺少混凝土泵，设 备不配套以及技术、管理上的原因，在施工中无大规模推广。
• 20世纪60年代，上海重型机器厂生产了仿原苏联C-284型排量 40m3/h的固定式混凝土泵；
• 本来泵压足够，但浆体保水差、骨料吸水率大，在压力条件下，水分向前 方迁移和骨料内部迁移，使混凝土浆体流动性降低、润滑层水分丧失而干 涩、含气量降低，局部混凝土受到挤压密实，引起摩擦阻力加大，超过泵 送压力，引起堵管；
• 本来因输送距离和摩擦阻力原因造成泵压不足，同时浆体流动性不足，拌 和物移动速度过缓，混凝土承受压力时间过长，持续压力条件下，保水性 好的混凝土虽然无水分迁移但含气量引起损失，使局部混凝土受到挤压而 密实并丧失流动性，摩擦阻力进一步加大，泵压更为不足，引起堵管。
泵送技术与高强混凝土的超高泵送
内容
1 前言 2 泵送过程分析 3 可泵性的评价与指标确定 4 高强泵送混凝土的配制 5 泵的选型与现场施工 6 高强混凝土超高泵送工程案例 7 几点想法
1 前言
• 泵送混凝土定义 • （旧）混凝土拌合物坍落度不低于100mm并用泵送施工的砼 • （新）可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的砼
2 泵送过程分析 活塞式混凝土泵示意图
S管阀混凝土泵的工作原理
摆动油缸
搅拌机构 分配阀
料斗
主油缸 水箱 砼活塞 砼缸
泵送的实质与条件
• 通过泵管时，由于材料产生部分密实和摩擦的影 响，在流动方向上产生压力梯度
• 材料必须能连续传递足够的压力来克服管道的阻 力
• 混凝土的所有组分中，只有水才能在自然状态下 可泵，所以，只有水是传递压力的介质
3 可泵性的评价与指标确定
• 较好的可泵性：混凝土在泵送过程中具有良好的流 动性、阻力小、不离析、不易泌水、不堵塞管道等 性质。
• 可泵性主要表现为：流动性和内聚性 • 流动性是能够泵送的主要性能；• 内聚性是抵抗分层离析的能力，即使在振动状 态下或在压力条件下也不易发生水与骨料的分 离。
泵送混凝土的要求
• 泵的压力大小能够在整个管线上产生足够的压力 梯度
混凝土泵管内流动模型
• 堵塞可能之一：离析（内聚性太差，黏度过 低），各物料不能同步移动
• 堵塞可能之二：细颗粒含量太高，拌合物的 摩擦阻力大（黏度过大），活塞通过水传递 的压力不足以推动混凝土
• 堵塞可能之三：水在压力下在拌合物内部发 生了大的转移，水不连续导致压力无法传递
（１）混凝土与管壁的摩擦阻力要小，泵送压力合适，否则
• 输送的距离和单位时间内输送量受到限制； • 混凝土承受的压力加大，混凝土质量会发生改变。
（２）泵送过程中不得有离析现象，否则
• 粗骨料在砂浆中则处于非悬浮状态，骨料相互接触，摩擦阻力增大，超过 泵送压力时，将引起堵管。
（３）在泵送过程中（压力条件下）混凝土质量不得发生明显变化
机械式到液压式、从低压到高压、从固定式到拖式再到汽车式 的演变过程。 2、发展带布料杆的汽车式混凝土泵车
移动灵活，布料浇筑便捷。 3、提高混凝土泵的输出压力 由于高强混凝土中复合胶凝材料的
大量使用，混凝土拌和 物的黏度较大，泵送难度也越来越大。泵送阻力较大情况下的 混凝土要求混凝土泵的输出压力高、阀门密封性能好、输送管 耐高压。 4、提高混凝土泵的工作可靠性和效率
• 20世纪50年代中期，德国Torkret公司发展了以水为工作介质的混 凝土泵，进入新的发展阶段；
• 1959年德国Schwing公司生产出第一台全液压的混凝土泵，液压驱 动，功率大、振动小、排量大、运输距离远并可实现无级调节；
• 20世纪60年代中期研制了混凝土泵装载车，混凝土泵由固定式发 展为移置式，更加灵活机动，为了浇筑和布料方便，又加装了可 以回转伸缩的布料杆。