浅谈超高泵送混凝土的全过程质量控制

浅谈超高泵送混凝土的全过程质量控制

姜兴彦，兰学柏，殷艳春，修晓明

（中建商品混凝土沈阳有限公司，辽宁  沈阳   110000）

摘要：，总结了影响超高泵送混凝土质量管控的多个关键环节，并对全过程质量控制的各个环节和控制要点进行总结。

关键词：混凝土；超高泵送；质量控制；全过程

引言

       1927年，德国首创了混凝土泵送施工技术，二十世纪八十年代，我国开始推广泵送混凝土施工技术，并迅速在高层、超高层建筑、市政基础设施等工程中广泛应用。，项目位于天津高新区，地下3层，地上117层，总设计高度为597米，主塔楼核心筒剪力墙、核心筒楼板、外框架组合楼板、巨柱混凝土均采用超高泵送施工技术，混凝土实际泵送最高点达621m。核心筒剪力墙混凝土强度等级为C60，巨柱混凝土为强度等级C70、C60、C50高强自密实混凝土，组合楼板混凝土强度等级为C30、C40。，总结影响超高泵送混凝土全过程质量控制的要点和关键环节，对提高超高泵送混凝土质量管控水平具有很强的指导意义。

01   超高泵送混凝土配制技术（核心筒剪力墙C60）

1.1原材料

• 1.1.1水泥与矿物掺合料

       配制混凝土所用的水泥为冀东P.O 42.5水泥，粉煤灰为麦迪文治I级粉煤灰，矿粉为典实S95级矿粉，硅灰选用北京正源优质硅灰。物理性能见表1～4。

• 1.1.2粗细集料

       细集料和粗集料的指标参数分别见表5、表6

• 1.1.3外加剂

       高效减水剂选用中建商品混凝土天津有限公司外加剂厂专用聚羧酸减水剂，固含量20%，减水率25%。

1.2超高泵送混凝土配合比

• 1.2.1 超高泵送混凝土配合比的确定

02    超高泵送混凝土输送泵的选型与管道布置

2.1混凝土输送泵的选择

      ，为满足“一泵到顶”的技术要求，采用三一重工HBT9050CH-5D型超高压混凝土输送泵作为超高层输送泵。备用一台同型号的超高压输送泵，当混凝土泵发生故障时，立即启用备用泵。同时准备足够的混凝土泵的易损件备件，以便及时更换，最短时间恢复混凝土泵的运行。

2.2混凝土输送管道布置

       主塔楼混凝土输送管道布置包括布管原点、垂直管、水平管、弯管、楼顶水平管、布料机组成。泵管选用通径φ150，可承载压力在50MPa以上，寿命超过10万m3，具有抗爆能力和耐磨性能的高压泵管，确保整个施工过程不会因管道磨损而更换。布管原点为布管的起始点，水平管从原点向泵方向布置，垂直管从原点向布料机方向布置。布管还应尽量少使用弯管，更要避免使用弯度过大的弯头。水平管要按照等高固定的原则布置。水平管和垂直管均采用U型卡和工字钢通过预埋件进行安装固定。

2.3液压截止阀和布料机

       在距离泵一段距离处需装置液压截止阀，通过液压截止阀阀门开关实现混凝土输送通道的切断或流通，以实现各种施工流程如水洗、换管等。布料机采用三一重工HGY20II专用核心筒布料机。布料机安装在顶模钢结构上，骨架回转角度可达365°。

03   超高泵送混凝土全过程质量控制

3.1原材料进场验收

       为确保超高泵送混凝土的质量稳定性，要求各项原材料均为优质专供，砂、石料要求单独堆放，各原材料验收标准如下表9-表15，进场由专职实验员进行检测验收。

• 3.1.1 水泥

       每车水泥进场均需要检测标准稠度用水量、与外加剂适应性，检测合格后方可充罐。其它各项指标应满足表9标准要求。

• 3.1.2 粉煤灰
  

       每车进场粉煤灰均检测细度、需水量比，并称取50g样品用适量水浸泡静置5分钟后观察是否有黑色漂浮物，检测合格后方可充罐。其它各项指标应满足表10标准要求。

• 3.1.3 矿粉
  

       每车进场矿粉均称取50g样品用适量水浸泡静置后观察是否有黑色漂浮物，检测合格后方可充罐，其它各项指标应满足表11标准要求。

• 3.1.4 矿粉
  

       每车进场硅灰均称取50g样品用适量水浸泡静置后观察是否有黑色漂浮物，检测合格后方可充罐。每月须送第三方检测SiO2含量，各项指标应满足表12标准要求。

• 3.1.5中砂
  

       天然中砂每批次进场检测含泥量、泥块含量、细度模数，各项指标均应满足表13要求，有一项不符合做退货处理或降级使用，并通过试配验证确定生产配合比是否需要调整。

• 3.1.6碎石
  

       每批次进场碎石均需检测级配、含泥量、泥块含量、针片状含量，各项指标应满足表14要求，有一项不符合做退货或降级使用处理，并通过试配验证确定配合比是否需要调整。

• 3.1.7外加剂
  

       每车外加剂进场均需要检测与水泥适应性和减水率，同时进行试配验证外加剂质量稳定性，不合格品做退货处理。具体合格标准如表15。

3.2超高泵送混凝土开盘流程

• 3.2.1原材料的盘点

       每次生产前，生产科确定准确生产时间，材料科根据任务量组织原材料有序进场，确保单次生产过程中所有原材料质量稳定且供应充足。

• 3.2.2料仓巡视及铲车交底

       接到生产任务后，当班质检员需再次对料仓进行巡视，同时对当班铲车司机进行上料交底，确保砂石料使用准确、均匀、稳定。

• 3.2.3 砂含水检测

       生产前，由实验员对中砂进行砂含水检测，检测结果通知实验室主任和当班质检员。

• 3.2.4 组织开盘鉴定

       每周三开展试配验证生产配合比，主要针对环境气温变化及原材料指标变化来调整外加剂配方，并形成最新生产配合比，接到生产任务后，由实验室主任根据砂含水提供生产配合比，砂浆需取样检合格后方可出站，首车混凝土每盘均需取样检测并调整配合比，检测指标包括含气量、流空时间、扩展度。开盘鉴定需站总工、技术中心、实验室主任、质检员共同参与。

3.3超高泵送混凝土出厂检测

       要求每车混凝土均需经过检测合格后方可出站，C60混凝土出厂合格标准如下表16。

        每车出厂均需满足上述标准要求，否则需做调整至合格后方可出站，首车混凝土除需检测上述指标外，还需检测1小时扩展度损失。

3.4超高泵送混凝土现场入泵检测

       要求每车混凝土上泵前均需经过现场质检员检测合格后方可上泵，C60混凝土入泵合格标准如下表17。

       每车入泵均需满足上述标准要求，如扩展度超过标准，则退货处理，低于标准的需经过现场质检员调整至合格后方可入泵。为降低堵管风险，首车混凝土不允许现场调整，检测不合格的均做退货处理。

3.5超高泵送混凝土出泵检测

       要求每次施工，质检员必须提前到达顶模混凝土出口部位，人员到位后开始泵送砂浆、混凝土，质检员需第一时间对出泵混凝土进行检测，并将配合比调整意见反馈至站内当班质检员处。C60混凝土出泵合格标准如下表18。

       顶模质检员重点关注混凝土经泵送后扩展度损失情况，工作性的变化，入模后的状态。通过比对入泵、出泵状态给出生产配合比的调整意见。

3.6超高泵送混凝土施工过程控制要点

• 3.6.1混凝土车辆供应连续性控制

       超高泵送施工要求混凝土运输车辆供应连续且现场不积压车辆，以此保证工程质量，降低堵管风险。站内调度可根据生产时间段的路况确定车辆运输时间，根据现场施工速度和站内的生产效率合理安排混凝土运输车辆的发车间隔。努力做到“三个一”，即一车在泵送、一车在等待、一车在路上。

• 3.6.2混凝土质量稳定性的控制

       超高泵送施工要求混凝土具有更高的质量稳定性。因此，当班质检员需在生产过程中每生产100m3混凝土检测一次砂含水并及时调整生产配合比。每车混凝土均需经过检测合格后方可出站。所有运输车辆在装料前需经过清洗且中途不允许更换车辆。

• 3.6.3超高泵送混凝土配合比调整权限

       （1）基准配合比

       基准配合比由每周三试配验证后确定，依据前一周的取样胶凝材料和料场砂石进行试配，试配结束后形成下周生产配合比确认单，参与人员签字确定并交由领导审批。配合比确认单除有试配记录外，需要附带最近原材料的检测数据。

       （2）调整依据

       依据原配合比试配时原材料性能检验数据、拌合物工作性能状态、实际生产时原材料性能检验数据。

       （3）调整权限

       ①水量调整：基准用水量不允许超过170kg/m3，超过后需请示站总工；

       ②外加剂掺量调整：质检员±0.4kg/m3，实验室主任调整±0.8kg/m3，超过后报站总工；

       ③胶凝材料的调整需得到站总工的批准；

       ④砂率的调整：质检员可以进行±2%的调整。

• 3.6.4不合格品处理准则

       ①砂、石料不合格时，一种是直接退场，另外就是当做普通材料验收，但不允许堆放专用料仓；

       ②一级粉煤灰需水量和细度有任何一种不能满足要求时，直接按照二级粉煤灰验收；

       ③硅灰需水量超标，退货处理；

       ④矿粉指标不能满足要求的，退货处理；

       ⑤进场水泥温度过高（大于65℃）时，开盖降温等待，对不符合验收要求的单独使用到其它部位，水泥指标不合格的退货处理。

       ⑥当C60混凝土扩展度小于600mm，混凝土出现离析、分层现象严重的，等待时间超过3小时后混凝土扩展度损失大于50mm，直接做退货处理；

       ⑦当C60混凝土扩展度大于600mm小于650mm，现场质检人员可通过添加减水剂来进行调整，单方外加剂用量不能超过1Kg，现场只允许调整一次；

       ；

       ⑨现场有混凝土退回时，现场质检员第一时间给技术科长反馈；

       ⑩现场连续出现两车进行调整或者退回时，现场质检员需将此信息反馈站总工。

• 3.6.5超高泵送过程信息采集

       站内质检员详细记录每车混凝土的出站时间和检测数据，混现场质检员除做好现场混凝土质量把关外还需做好数据采集工作，重点关注泵送过程中每车混凝土的性能变化情况以及泵压，并做好相关记录。剪力墙每层拆模后需到现场了解混凝土表观质量及裂缝情况的收集、整理和分析，做好气候条件的收集，并与外加剂厂沟通外加剂配方的调整工作。

• 3.6.6突发状况的处理

       通常会遇到的突发状况有以下几种：（1）站内关键设备故障，导致生产中断；（2）现场堵管；（3）管道漏浆、加固不稳；（4）运输车辆途中故障；（5）施工现场特殊情况导致泵送中断。

       所有突发状况的处理原则为“3小时制度”，即无论发生任何突发情况，坚持第一时间采取应急处理办法，且确保现场混凝土在距离出站3小时内入泵，如混凝土3小时仍未入泵需做退货处理，养泵时间超过3小时仍无法继续施工的需进行洗泵处理，待恢复生产后重新组织开盘生产。

3.7超高泵送混凝土施工结束后控制要点

• 3.7.1站内设备检修和搅拌机清理

       每次生产结束后需对站内生产设备进行检修保养，及时清理搅拌机，避免因高强度等级混凝土粘搅拌机轴和搅拌叶片而影响搅拌效率和混凝土质量。

• 3.7.2持续关注混凝土养护和凝结时间

       混凝土为半成品，过程产品的质量需要全过程控制，无论任何季节，浇筑后混凝土均需要做好养护工作，提前和项目做好沟通并确定最佳养护方案。同时需要关注留样混凝土的凝结时间，如有异常需及时调整外加剂配方和生产配合比。

• 3.7.3 召开施工总结会，持续提高管理水平

       每次施工结束后，召开施工总结会，各科室、各岗位人员总结施工过程中存在的细节问题和管理漏洞，与会人员共同探讨解决办法并制定改进措施。通过不断地“发现问题—解决问题—建立制度—执行制度”来提高质量管控水平，为超高层泵送的技术领域输出管理经验。

04    结论

       超高泵送混凝土施工难点主要有技术难点、施工难点、材料难点，各方面又有较多关键因素影响混凝土质量，只有从生产浇筑全过程各个环节着手抓起，控制影响混凝土质量的各个要点，确保超高泵送混凝土质量稳定、施工浇筑连续，才能使超高层建筑工程质量得到保证。

参考文献

[1]张应立；商品混凝土全过程质量管理手册[M].人民交通出版社

[2]郎勇；议商品混凝土全过程的质量控制[J].山西建筑, 2008, (5):240-243.

[3]向靖；商品混凝土全过程质量控制探讨[J].企业技术开发, 2008, (8):39-41.

[4]朱国平；谈商品混凝土的供应与浇筑[J].山西建筑, 2006, (2):155-157.

作者简介：姜兴彦（1988-），男，学士，中建商品混凝土沈阳有限公司。主要从事搅拌站技术质量管理。研究方向：高性能超高泵送混凝土，工业固废资源综合利用。