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如何安全高效应用混凝土泵送剂

文档作者：孙振平吕宏兵陈柯柯王玲文档来源： 1．同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室 2．无锡市房地产开发集团有限公司 3．上海城建物资有限公司 4．中国建筑材料科学研究总院			点击数：
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孙振平等：如何安全高效应用混凝土泵送剂 1l7
如何安全高效应用混凝土泵送剂
孙振平 ， 吕宏兵 ， 陈柯柯。， 王玲
(1．同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室， 上海200092； 2．无锡市房地产开发集团有限公司。无锡214002；
3．上海城建物资有限公司． 上海200063； 4．中国建筑材料科学研究总院， 北京100024)
【摘 要】 由于混凝土泵送剂由多种外加剂和改性组分复配而成，而且水泥和掺合料性能变化大，泵送剂的
使用效果受到的制约因素复杂，有时甚至还会导致严重的工程事故。文中结合试验数据、实践调查结果和标准修
订情况，讨论泵送剂在商品混凝土中的应用技术难点，并对商品混凝土中安全高效应用泵送剂的技术要点进行深
入探讨。
【关键词l 泵送剂；商品混凝土；应用技术；安全性
【中图分类号】TU528．042 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001-6864(2010)08-0117-03
HoW To SAFELY AND EFFICⅡ￡NTLY APPLY CONCRETE PUM PING AGENT
SUN Zhen—ping ， LV Hong．bingz
，
CHEN Ke．ke。
， WANG Ling
(1．Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials(Tongji University)，Ministry of
Education，Shanghai 200092，China；2．Wuxi Real Estate Development Group．Jiangsu Wuxi 214002；
3．Shanghai Urban Construction Materials Convey Co，Ltd．，Shanghai 200063，China；
4．China Building Research academy，Beijing 100024，China)
Abstract：The eficiency of applying Concrete Pumping Agent(PA)in ready—mixed concrete de—
pends on many other factors besides PA itself because PA consists of several gradients and there iS com—
patibility between PA and cement and／or mineral admixtures．From the point of the technique，the difi—
cuhies of applying PA in ready··mixed concrete are discussed based on the experiments data and on·-site
phenomena，and the suggestions for the safe and eficient application of PA in ready·mixed concrete are
supposed．
Key words：pumping agent；ready—mixed concrete；application technique；safety
2010年我国商品混凝土总量超过7亿m ，商品混
凝土在混凝土总产量中所占比例超过了30％ 。商品
混凝土的发展极大地推动了混凝土的集中化生产供
应、泵送施工技术，并保证了工程质量，提高了水泥的
散装率，是建筑业节能降耗的重要环节之一。商品混
凝土在泵的推动下沿着管道被输送和浇筑，它除了要
满足设计规定的强度、耐久性和经济性等指标外，还必
须满足运输过程中的流动性保持性，以及管道输送工
艺对拌和物性能的特殊要求，也就是可泵性。
文中从论述泵送剂的类型和基本组成、泵送剂在
商品混凝土中的应用技术特点出发，就商品混凝土中
安全高效应用泵送剂的技术要点进行深入探讨。
1 泵送剂的类型和组成
泵送剂中最主要的组分当然应是减水剂，而且泵
送剂也常常以减水效果的好坏来界定其类型。如在我
国华东地区，普遍按减水效果将泵送剂分成普通型泵
[基金项目】上海市科委重点项目资助(072112006—4)
送剂、中效泵送剂、高效泵送剂和高性能泵送剂等四
类。这几类泵送剂的主要减水组分如表1。
表1 华东地区几类泵送剂的主要减水组分
注：+用来表不组分所占比例的多少
可见，普通泵送剂其主要组分为木质素磺酸盐减
水剂；中效泵送剂其减水组分主要是萘系高效减水剂
和／或脂肪族系高效减水剂，并辅以部分木质素磺酸盐
减水剂(占20％ ～40％)；而高效泵送剂则几乎全部以
高效减水剂和其它组分复配而成 。近几年，由于高
冬施质量通病
l18 低温建筑技术 2010年第8期(总第146期)
铁、隧道、地铁等工程的特殊要求，市场上出现了以聚
羧酸系减水剂为主要组分复配而成的所谓高性能泵
送剂。这类泵送剂减水率高，坍落度保持性较好，适于
配制高强度等级、大坍落度、自流平、高泵程、高耐久性
的混凝土。但是，这类泵送剂在实际应用中也常常表
现出一些匪夷所思的怪现象，导致了很多工程事故，反
映出聚羧酸系减水剂本身的合成技术、该类泵送剂的
复配技术以及工程应用技术等方面存在严重不足。
另外，缓凝剂、引气剂和保水剂也常常成为泵送剂
的组分之一。商品混凝土因远距离运输的需要，常需要
尽可能延缓其坍落度损失，大体积混凝土或夏季高温施
工工程更是如此，因此必须添加缓凝剂。适当的含气量
可以减少混凝土泵送过程中的泵送阻力，防止混凝土泌
水、离析，又可以改善混凝土抗冻融循环破坏的能力。
保水剂的作用是增加混凝土拌合物的粘度，使混凝土在
低胶凝材料用量、大坍落度情况下不泌水、不离析。有
些保水剂还兼有减水、保持坍落度等性能 ]。
2 泵送剂在商品混凝土的应用技术特性
2．1 混凝土减水率与净浆流动度、砂浆减水率的关
系不密切
泵送剂产品，尤其是由聚羧酸系减水剂复配而成
的泵送剂，其在混凝土中的减水率与净浆流动度、砂浆
减水率之间的关系不密切(如图1～2)。这一点对工
程中常用净浆流动度或／和砂浆减水率评价减水剂性
能的做法提出了严峻挑战。所以，GB8076—2008《混
凝土外加剂》标准修订时已明确将净浆流动度和砂浆
减水率的试验方法删除。
目
目
赠
400
3OO
20o
10o
0
经过时间／min
o1#一净浆 12#一净浆 _3#一净浆口4栉一净浆05#-净浆
al#一混凝土a2#一混凝土§3#一混凝土-辅一混凝士o5#一混凝土
图1 5种高性能能送荆产品的净浆流动度和混凝土坍落度值
样品编号
图2 1 1种泵送剂产品的砂浆减水率和混凝土减水率
2．2 混凝土坍落度保持性与净浆流动度保持性关系
不密切
掺加某种泵送剂的净浆流动度在1—2h内可以保
持得很好，但混凝土坍落度损失却异常迅速，而有些泵
送剂尽管在净浆中表现不是很好，但在混凝土中却有
上佳表现，这从图1中的数据就可以看出。
2．3 混凝土抗压强度比与泵送剂减水率之间关系不
甚密切
从图3可见，泵送剂产品的减水率与抗压强度比
的关系没有规律性而言。11群泵送剂的减水率比10#
高5个百分点，但抗压强度比却比10#低得多；1#泵送
剂的减水率比6撑高一倍多，但抗压强度比却不及6撑，
如此试验结果举不胜举。混凝土抗压强度比与泵送剂
减水率之间的关系很复杂，这一方面在于不同泵送剂
的引气性不同，另一方面可能是泵送剂中活性基团、游
离的离子等不同，而这些因素对水泥水化进程均有不
同程度的影响。
l口i麟疑土拥i求翠日压曲耻目量厦比
：
●
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1# 2# 3，} 4# 5# 6# 7# 8# 9#1讲Ill#
样品编号
图3 11种泵送剂产品的混凝土减水率和2sang压强度比
2．4 减水效果对泵送剂掺量的依赖性很大
某些泵送剂的减水效果对其本身的掺量十分敏
感，只有达到它的饱和掺量，才能起到良好的减水效
果，而相反，掺量过大又往往会引起离析、泌水，导致减
水、增强效果严重下降，甚至会带来混凝土结构开裂、
渗漏和耐久性严重降低等危害。
2．5 配制的混凝土拌合物的性能对用水量十分敏感
大多数采用聚羧酸系减水剂复配而成的泵送剂
制备的混凝土拌合物，其性状对用水量十分敏感。有
时用水量只增加(1～3)kg／m ，混凝土拌合物便立刻
严重泌水，采用这种拌合物绝对无法保证浇注体的均
匀性，易导致结构物表面出现麻面、起砂、孔洞等难以
接受的缺陷，且结构体强度和耐久性严重下降 。
2．6 所配制的大流动性混凝土容易分层离析
大部分情况下，采用某些泵送剂配制的大流动性
混凝土，即使减水剂掺量、用水量控制都是最佳的，混
凝土拌合物也不泌水，但仍非常容易出现分层、离析现
象，具体的表现是粗集料全部下沉，而砂浆或净浆位于
集料的上部。采用这种混凝土拌合物进行浇注，即使
不振动，分层、离析也明显存在。
2．7 与不同厂家、不同批次的水泥／掺合料存在适应
性问题
这些年，对外加剂与水泥／掺合料的适应性问题已
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瓣 癸
孙振平等：如何安全高效应用混凝土泵送剂 119
进行了深入研究，已经明确了以下几点：①单纯的或复
配有木质素磺酸盐减水剂的泵送剂遇到以硬石膏、氟
石膏等为调凝剂的水泥时，容易出现减水率低、坍落度
损失快，甚至闪凝的现象；②水泥熟料中C，A的含量、
碱含量、混合材种类和掺量，水泥的细度、新鲜程度等
对泵送剂作用效果影响很大 ；③ 泵送剂的作用效果
还依赖于掺合料的种类、表面性状和掺量等 ；④泵
送剂的作用效果与混凝土拌合物制备时环境条件
(温、湿度等)也存在一定的关系。
当前，水泥生产过程中面临着更多的可变因素，如
助磨剂的普遍应用带来的泵送剂适应性问题，城市垃
圾焚烧灰、煅烧煤矸石和偏高岭土作为混合材使用所
带来的泵送剂适应性问题等 ，使得一种泵送剂对不
同厂家、不同批次的水泥／掺合料之间的作用效果千差
万别，严重影响着商品混凝土的质量稳定性。
3 商品混凝土中安全高效应用泵送剂的几个要点
由于商品混凝土一般需要较好的流动性，较佳的
流动性保持性，并将通过泵送施工，工程界对商品混凝
土的质量稳定性期望值又很高，而另一方面，混凝土原
材料变数较多，水泥企业的不断兼并致使特性不同的
水泥被冠以相同的商标，商品混凝土需求量日增的局
面导致某些搅拌站来不及针对临时更换的原材料进
行试配，这给商品混凝土的实际生产带来了很多难题，
甚至极端问题导致的工程事故接连不断。那么，究竟
如何安全高效地应用泵送剂呢?笔者认为应优先注意
以下几个方面的问题。
(1) 注意泵送剂与水泥／掺合料的适应性，并通
过混凝土试验来验证泵送剂的适用性。检测部门出具
合格证明的泵送剂产品，是基于特定原材料、特定配合
比、特定的泵送剂掺量，在特定的试验环境下的试验数
据得出的，其结论不一定适合具体工程。在实际应用
时，如果不经全面的混凝土试验，则应用过程中很易出
现减水率不足、拌合物泌水、离析，流动性损失过快等
现象。所以必须通过大量的混凝土试验，选择合适的
泵送剂品种，并确定最佳的掺量。
(2) 验证试验必须采用工地现场的原材料和可
能的混凝土配合比，模拟浇注现场的温、湿度环境条件。
(3) 泵送剂的品种、掺量应根据环境温度、泵送
高度、泵送距离等随时进行调整。
(4) 坚决摒弃单纯依靠净浆流动度或砂浆减水
率评价泵送剂性能的传统作法。泵送剂产品的混凝土
减水率与净浆流动度和砂浆减水率之间并不存在必
然的联系，而且不仅如此，混凝土28d抗压强度比与混
凝土减水率之间的关系也不统一，所以应坚决摒弃单
纯依靠净浆流动度或砂浆减水率评价泵送剂性能的
传统作法。
(5) 要避免不同厂家、不同类型的泵送剂混装、
混用。
已经发现，聚羧酸系减水剂与其他种类的减水剂
或某些缓凝组分、引气组分之间存在明显的不相容
性 。在目前聚羧酸系减水剂或者以聚羧酸系减水
剂为主要减水组分复配而成的高性能泵送剂大力推
广应用的阶段，更要避免不同厂家、不同类型的泵送剂
混装、混用。
(6) 严格计量泵送剂，建立泵送剂超掺预警机
制，将泵送剂超掺造成的损失降低到最小程度。
(7) 后添加泵送剂的量必须提前经过试验确
定，并指派专人指导和监督。
4 结语
我国泵送剂产品随着商品混凝土的诞生应运而
生，为商品混凝土的发展奠定了良好的技术基础，提供
了良好的质量保证。由于原材料的多变性已经使得商
品混凝土搅拌站难以应对。今后必须加强混凝土搅拌
站技术人员的水泥化学、外加剂应用等方面的科学知
识，积累更丰富的经验，为泵送剂在商品混凝土中的安
全高效应用创造良好的条件。
参考文献
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[收稿日期] 2010-03一l2
[作者简介] 孙振平(1969一)，男，新疆奇台人，副教授，工学
博：￡，从事混凝土~l,／Jll剂的研究与应用。

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