现代混凝土泵送设计与施工技术进展

发布时间:2024-09-19

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混凝土泵送技术已成为现代建筑施工中的关键技术之一。 随着超高、超深、超大规模等复杂工程的出现,具有高效、精确和安全等优势的泵送混凝土技术在现代建筑施工中发挥着越来越重要的作用。

在泵送混凝土的工艺设计方面,研究人员开发了基于流变技术与经典泵送压力的计算模型,探究配合比参数与泵压之间的关系。例如, 徐文等采用滑流模式下的Morinaga经验公式 ,研究发现泵管内混凝土泵送阻力计算值与实测值误差不超过5%。随着计算机和信息技术的发展,研究者还可以通过CFD数值模拟技术,分析混凝土在泵管中的流动行为特征。在魏子易的模拟研究中,粘度是影响泵压损失的主要因素,泵压损失与粘度成正比,且泵损随着屈服应力的增大而减小。

在泵送混凝土材料设计方面,研究人员通过调整水灰比、胶材用量、骨料粒径和形状等因素,优化混凝土的可泵性和流动性。例如, 秦堃等以粉煤灰、矿粉、硅灰三元矿掺体系优化胶材配备 ,同时调整中细砂比和大小石比均为7∶3,测试混凝土的扩展度700mm,倒坍时间3.3s,含气量2.1%,28d抗压强度达到99MPa,制备了C80超高层泵送混凝土。

在泵送施工技术方面,现场施工应该根据现场平面布置、临时用水用电和消防要求进行设备安装、管线布置等。在泵送施工过程中,设置专人指挥和调度,实时监控泵送速度、压力和流量等参数,合理调整泵送机械的工作状态,以保证混凝土的顺利输送和施工质量。在特殊季节还要采取温控和防风等措施,对浇筑完成后的混凝土进行抗裂处理、表面养护等工作,以保障混凝土质量和建筑的使用寿命。

混凝土泵送技术的这些进展不仅提高了施工效率,降低了劳动强度,还显著提升了工程质量。例如,王涛等的研究中, 低等级泵送混凝土C15和C20的28d抗压强度分别达到设计强度的189%和162% ,经50次冻融循环后的相对动弹性模量分别为90.5%和92.3%,抗水相对渗透性系数分别为3.48×10-10cm/s和1.92×10-10cm/s。

展望未来,混凝土泵送技术还有很大的发展空间。随着工程建设要求和混凝土性能的不断提高,应增加高强混凝土、轻骨料混凝土以及钢纤维混凝土等特种混凝土的泵送技术研究和工程实践案例。同时,还需要进一步优化泵送设备,提高泵送效率,降低能耗,以适应更复杂、更高要求的建筑施工需求。