如何鉴别混凝土拌合物的可泵性

在混凝土工程施工中，泵送工艺可以大幅度提高施工效率。但在混凝土泵送过程中也时常会出现堵泵、堵管现象，由于造成这一现象的因素很多，包括：混凝土状态、管道布置、操作水平等。在混凝土泵送过程中，混凝土拌合物主要依靠水泥砂浆包裹粗骨料、水泥净浆包裹细骨料传递泵压力流动。混凝土拌合物在泵送压力作用下，会在靠近泵管壁处出现一层含水量较大的薄浆层起润滑作用，大大降低了混凝土拌合物在泵管中流动的阻力，以保证泵送顺利进行。当拌合物在泵送压力作用下，在泵管中运动时，如果出现泌水、离析，骨料将失去浆体的包裹，与管壁的摩擦阻力会骤然增大，也可能发生堵管。

可泵性能可以反映混凝土拌合物的三个功能： 

      1）混凝土拌合物充满泵管，且与泵管壁之间的摩擦力不宜过大，在泵管内易于流动；

      2）混凝土拌合物在泵送过程中不发生离析、泌水，具有良好的粘聚性；

      3）混凝土泵送前后，拌合物的工作性不发生显著的改变。

由此可见，混凝土拌合物的可泵性是一个综合性指标，很难用某一种检测方法进行评定。现在判断混凝土的可泵性主要靠测试工作性和经验，但由于混凝土高流动性、自密实、低水胶比等特点，传统的工作性能测试方法已经越来越不能预测和判断混凝土的可泵性能了。

（1）坍落度试验

    一般来说，坍落度试验在一定程度上可以比较准确地反映混凝土拌合物的可泵性。混凝土可泵性的好坏与坍落度的大小有比较密切的关系，坍落度过小，拌合物干涩、粘稠，使得与泵管摩擦阻力增加，泵送困难；坍落度过大，虽然拌合物的流动性增强，泵压降低，但拌合物易出现泌水、离析造成堵管。

    但需要指出的是，用坍落度试验评定混凝土拌合物的可泵性也具有一定的局限性。首先，在坍落度试验过程中会受到很多因素的干扰，如气温、人的因素，造成坍落度的稳定性有较大的差异，同时，应该注意到混凝土的坍落度损失和坍落度返大带来的影响。其次，坍落度试验往往采用目测来观测拌合物的粘聚性，混凝土可泵性的阻力来自于混凝土与泵管壁之间的粘附作用，这与拌合物自身内聚力产生的粘聚性是有一些差别的，坍落度试验并不能真实地反应泵送混凝土在泵压下的状态。

    混凝土坍落度试验虽然在一定程度上可以较准确地反映拌合物的可泵性，但混凝土坍落度试验不能完全反映压力作用下拌合物的变化情况。坍落扩展度能在一定程度上可以反映混凝土的粘聚性，避免混凝土在泵送之前发生离析泌水，或者不发生过度离析泌水。因此，在坍落度试验过程中除测试坍落度，也要考虑扩展度。坍落度和坍落扩展度的关系可以一定程度上反映拌合物的工作性能，参考图1进行评价。

Sl——坍落度；sf——扩展度

图1混凝土拌合物工作性的简易评价

    坍落度与扩展度的比值也称为坍扩比，从图1中可以看出坍扩比在0.4左右混凝土的工作性较好；大于0.4时，混凝土工作性黏稠；小于0.4时，混凝土工作性差，易出现泌水、离析。坍扩比与0.4的差值越大，工作性越差，坍扩比可以作为工作性评价的简易方法。对于普通混凝土（C50及以下）来说，即使在坍落度一定的情况下，扩展度相差也很大，但泵送良好的点集中在190mm≤坍落度≤240mm，且400mm≤扩展度≤600mm的区域内。当坍落度过小时，混凝土流动性小，摩擦阻力增加，使泵送管道堵塞。当坍落度过大，也极易发生混凝土的泌水离析，使得泵送后发生离析，造成堵塞。

（2）倒坍落筒试验

    用“倒坍落筒”方法，来测量混凝土拌合物在自重作用下，克服剪切应力下落的流动速度，可以反映拌合物的粘聚性，作为控制可泵性的综合指标之一。该方法操作简单，便于计时，其试验过程是将坍落筒倒置，封盖底部，筒内装满混凝土并抹平，抬离地面约500mm，然后撤去封底，记录下混凝土完全流出坍落筒的时间。通过流下时间来表征混凝土拌合物的流动速度，间接表征混凝土拌合物的黏聚性。流下时间长，流动速度慢，拌合物黏性大，流下时间短，流动速度快，则拌合物的黏性小。一般来说，倒坍时间5～15s时，混凝土的可泵性能良好

（3）压力泌水试验

    使用坍落度法判断混凝土工作性已经不能完全适合判断混凝土的可泵性了，还有辅以扩展度试验，倒坍落度筒流空时间（简称“倒坍时间”），压力泌水试验等等。混凝土的“可泵性”指混凝土拌合物在泵送过程中不发生堵管、堵泵的性能。混凝土拌合物具有良好的“可泵性”应包括：

    1）混凝土拌合物具有良好的流动性和粘聚性，在泵压作用下不发生过量的泌水、泌浆或着不发生离析现象；

    2）在泵送压力下，混凝土拌合物不发生较大的工作性损失，即“泵损”较小。

    混凝土压力泌水是混凝土可泵性“脱水性能”的一个重要指标，它反映了混凝土在泵送过程中遇到管道截面变化或有弯头等情况时，即混凝土形成的润滑层受到破坏时，混凝土拌合物保持稳定输送的能力。在输送过程中，一定量的水分或稀浆的泌出，可以起到润滑地作用，但是压力泌水总量不能太大，也不能太小。如果压力泌水量过多，发生的泌水离析会导致泵送阻力的增大，泵压会变得不稳定；但如果压力泌水量太小，拌合物过于粘稠，泵送阻力就会变大，也不适合泵送。

    实际上，对于泵送混凝土，压力泌水应有一个最佳范围，超出此范围，泵压将明显提高、波动甚至造成阻泵。试验表明，当V140＜80ml时，泵压随着V140减小而增大；当80ml≤V140＜110ml时，泵压与V140无关；高层泵送时，当V140＞110ml时，泵压波动；当V140＞130ml时，容易堵泵；V140取40～110ml最利于泵送。

在压力泌水试验中，一般采用V140－V10来评价混凝土拌合物的稳定性。采用该指标是因为V140－V10反映了在泵送时一定压力作用下的泌水速度；同时，还反映了拌合物在管道内遇到局部阻碍时，并且在短时间内能否保持饱和状态的能力。

   如果单用V140－V10作为混凝土稳定性指标还是不够的，因为这两项之差本身受到总泌水量（140s的压力泌水量）的影响，为了避免这种影响，通常采用泌水率来评定。总体上来看，当V140和S10同时小时，混凝土可泵性良好的几率较大，在这种状态下，混凝土的保水性和粘聚性越好，并且，S10不超过40%。

   值得注意的是，压力泌水也有其局限性：一方面该仪器操作不便捷，不适合在现场进行操作使用，只能在试验室进行，导致混凝土经过一定距离的运输后，在到达现场后的压力泌水跟试验室的测试结果有误差；另一个就是在衡量高强超高强泵送混凝土工作性时有一定的困难，对于胶凝材料用量大的高强超高强泵送混凝土来说，拌合物的粘性大，其压力泌水值小，而且差异很小。

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