井壁用泵送混凝土的研究

　　摘　要　对井壁用泵送混凝土的材料：水泥、砂、石子的选择提出见解；论述了ZB型泵送剂的研制及泵送混凝土的试验结果。试验泵送混凝土达到C50强度等级，取得良好的效果。
　　关键词　泵送混凝土　泵送剂　竖井井壁　试验

　　采用混凝土泵输送混凝土拌合料可一次连续完成垂直和水平运输，而且可直接浇筑，因而生产效率高，节约劳动力。同时，利用泵送混凝土的高流动性可基本保证混凝土自动密实地充填于结构模板内，减少振捣工作量，因而特别适合于工地狭窄和有障碍物的施工现场。
　　自80年代以来，全国各地集中搅拌的预拌混凝土施工技术发展很快，80%以上采用泵送工艺，如上海市实业大厦、船舶大厦、柳林大厦等都应用了C60泵送混凝土施工，再如黄河小浪底水利工程溢洪道应用了C70泵送混凝土施工等。在建筑行业，高强泵送混凝土施工工艺在技术上是成熟的。把此工艺技术应用于煤炭行业是可行的。
　　目前，竖井井壁施工现场多采用预制双层钢筋混凝土的圆筒形井壁结构，每节井壁高度根据提吊设备能力和钻塔允许的高度，并考虑罐道梁布置等因素来确定(一般采用6～8m)。浇筑混凝土自下而上进行，因井壁较薄、高度大、内部钢筋较多，致使混凝土拌合物自高处下落时易离析分离，且混凝土捣固工作较繁杂，一般浇灌1节8m井壁需8h左右。工作时间长，工人劳动强度大，工作效率低。如能采用泵送混凝土施工工艺代替现有的小车运输、料斗下料、振捣棒振捣的施工方法，则混凝土浇灌时间会大大缩短，劳动效率将大大提高。

1　井壁用泵送混凝土材料选择
　　混凝土的可泵性主要取决于拌合料本身的和易性。在实际应用中，混凝土的和易性往往根据坍落度判断。坍落度越小，要求泵压越高；当坍落度小于5cm时，摩擦力很大，虽然可通过提高泵压来实现泵送，但在高压下，混凝土易吸水，最终造成堵管。坍落度过大，虽然泵压降低，但拌合料的离析现象很明显，也会造成堵管。因此，在实验过程中把坍落度控制在16～20cm之间。
1.1　水泥的选择
　　要保证混凝土具有可泵性，很重要的一点是混凝土必须具有一定的保水性。不同品种的水泥对混凝土保水性的影响也不尽相同，一般保水性好、泌水性小的水泥配制的混凝土都易于泵送，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等。
　　根据现场供料情况，选用了巢湖水泥厂生产的425号和525号普通硅酸盐水泥。
1.2　石子的选择
　　骨料的种类、形状、粒径和级配对泵送混
　　一般碎石的最大粒径与输送管内径之比宜小于1∶3，这是以3个石子在同一断面处相遇最易引起堵塞的原理推算出来的。根据现场供料情况，选择了最大粒径20mm的本地产碎石，其针片状含量为2%。
　　对于石子的颗粒级配，各国皆有其推荐的曲线。我国的石子级配不完全符合泵送混凝土要求的级配曲线。经合理掺配，按要求调整了石子的级配。
1.3　砂子的选择
　　实践证明，在骨料级配中，细度模数在2.3～3.2、粒径在0.315mm以下的细骨料所占比例应不小于15%，这对改善泵送混凝土的泵送性能很有利。很多情况下，就是因这部分颗粒所占比例太小而影响了正常的泵送工作。
　　根据现场的供料情况，选用了细度模数2.70、粒径在0.315mm以下细骨料占18%的本地产中砂，其含泥量为1%。

2　ZB泵送剂的研制
　　采用现有的水泥、砂、石子等原料，只有通过加入高效泵送剂才能使混凝土硬化前的高流态、可泵送施工性与混凝土硬化后的高强、耐久性有机地统一起来。
　　“混凝土泵送剂”(JC473—92)对一等品泵送剂的要求是60mm坍落度保留值不小于10cm，这个要求相对来说偏低，因实际施工中坍落度为10cm是很难泵送的。于是常出现现场向泵送罐中随意掺水以满足混凝土可泵送性要求的现象，这就降低了混凝土强度和耐久性，给工程留下隐患。因此，研制高效泵送剂是发展泵送高强混凝土的技术关键。
　　根据以往对混凝土早强剂、减水剂、缓凝剂、增塑剂等的研究和应用，我们研制了ZB型泵送剂。它具有高减水率、低坍落度损失的特点，并有明显的促泵性。
　　ZB泵送剂的研制采用了复合技术，即在现有各种混凝土外加剂的基础上，经大量实验调配研制而成(表1)。

表1　ZB泵送剂的主要成分和掺量