泵送混凝土合理砂率的研究
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班级：
学号：
姓名：
泵送混凝土合理砂率的研究
摘要：
混凝土最佳砂率，即在保证混凝土强度、耐久性和可泵性的情况下，水泥用量最小时的砂率。
砂率对于泵送混凝土的可泵性能非常重要。这是因为形成水泥砂浆后，在混凝土泵送过程中主要起到以下效应：（1）粗骨料被水泥砂浆所包裹，使输送管道内壁形成水泥砂浆润滑层，所以混凝土拌合物能在管道中被压送；（2）由于泵送拌合物经过输送管道的锥形管、弯道和软管等部位时，混凝土颗粒间的相对位置将会发生一定变化，如果水泥砂浆（砂率过小）用量不足，就会很容易产生阻塞；
（3）对坍落度较大的混凝土，其坍落度值却随着砂率的增加而增大；（4）比较高的砂率是保证大流动性混凝土不离析、少泌水及具有良好成型和运输性能的必要条件。因此，泵送混凝土的砂率比非泵送混凝土的高约2%—5%。
引言：
所谓混凝土的可泵性是指混凝土拌合物在泵送压力作用下，具有能顺利通过管道、摩擦阻力小、不离析、不阻塞和粘塑性良好的性能。可泵性良好的混凝土，具有较好的粘塑性、混凝土泌水性小、不易产生分离。
适量增大砂率是改善混凝土可泵性的有效方法，但砂率过大不仅会使混凝土的用水量增加，而且还将影响硬化混凝土的技术技能，因此在保证混凝土强度、耐久性和可泵性的前提下，尽量选择水泥用量最小的砂率，即混凝土最佳砂率。
实验概况：
一、原材料
（一）水泥
1、水泥品种
水泥品种对混凝土拌合物的可泵性有一定的影响，为了保证混凝土拌合物具有可泵性，必须使混凝土拌合物具有一定的保水性，而不同品种的水泥对混凝土拌合物保水性的影响是不相同的。一般情况下，保水性好、泌水性小的水泥，都适宜用于泵送混凝土。在本实验中，分为12组，1—6组使用C20强度等级为32.5MPa的水泥，7—12组使用C50强度等级为52.5MPa的同一品种的水泥,密度为3050kg/m3。
2、水泥用量
泵送混凝土中的水泥用量需满足混凝土强度及耐久性要求，还需满足管道输送的要求。在GB50204-92中，《混凝土泵送施工技术规程》（TGJ/T10-95)和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000)中规定，一般最小水泥用量（含矿物掺合料取代水泥）宜为300kg/m3。
（二）粗骨料
粗骨料的级配、粒径大小和颗粒形状对混凝土拌合物的可泵性都有较大的影响。配制泵送混凝土的粗骨料应选用符合《普通混凝土用碎石及卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-93）标准的规定。级配良好的粗骨料，其孔隙率较小，对节约水泥砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用。
在本实验中选用碎石，表观密度为2610kg/m3。
（三）细骨料
细骨料的对混凝土拌合物可泵性的影响要比粗骨料大得多。这就要细骨料不仅要含量丰富，而且级配良好。
在本实验中，采用细度模数为2.84的中砂，表观密度为2610kg/m3。
（四）矿粉
本实验中，矿粉掺量为水泥用量的16%，密度为2900kg/m3。
（五）粉煤灰
粉煤灰是一种表面圆滑的微细颗粒，掺入混凝土拌合物后，不仅能使混凝土拌合物的流动性增加，而且能减少混凝土拌合物的泌水和干缩程度。
本实验中，粉煤灰掺量为水泥用量的20%，密度为2200kg/m3。
（六）减水剂
减水剂是表面活性剂，主要作用于降低水的表面张力以及水和其他液体与固体之间的界面张力，使水泥水化产物形成的絮状结构分散开来，使包裹着的游离水释放出来，使混凝土拌合物的流动性显著改善。
本实验中，减水剂的产量为胶凝材料（水泥+粉煤灰+矿粉）质量的2%，减水率为15%。
二、配合比设计
（一）泵送混凝土配合比设计原则
1、配制的混凝土要保证压送后能满足所规定的和易性、强度、耐久性和可泵性等方面的质量要求；
2、根据所以材料的质量、混凝土泵的种类、输送管的直径、压送的距离、气候条件、浇筑部位及浇注方法等，经过试验确定配合比；
3、在混凝土配合成分中，应尽量采用减水型塑化剂等化学复合剂，以降低水灰比，改善混凝土的可泵性。
（二）泵送混凝土配合比计算和试配
除按普通（非泵送）混凝土配合比设计的计算和试配规定外，应符合以下规定：
1、混凝土的可泵性，10s时相对压力泌水率S10不宜超过40%；
2、泵送混凝土的水灰比宜为0.4—0.6；
3、泵送混凝土的砂率宜为35%—45%；
4、泵送混凝土的最小水泥用量（含矿物掺合料取代水泥）宜为300kg/m3；
5、泵送混凝土，应掺加泵送剂或减水剂，掺引气型外加剂时，混凝土含气量不宜大于4%；
6、泵送混凝土，宜掺用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰或其他活性矿物掺合料。当掺粉煤灰时，如只为提高拌合物稳定性，降低压力泌水量，则其掺量只需按小于极限泌水量的要求来确定；如主要为节约水泥，则其掺量应先按《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用规程》（JGJ28）中规定来确定，然后再验算压力泌水量是否符合稳定性要求，若压力泌水量过大，可适当提高超量系数值；
7、泵送混凝土的试配，应根据原材料、混凝土泵与混凝土输送管径、泵送距离、气温等具体条件试配。试配时要求的坍落度值应按下式计算： Tt=Tp+△T
Tt:试配时要求的坍落度值
Tp:入泵时要求的坍落度值
本实验的配合比如表1所示：
三、试验方法：
（一）混凝土配制
1、原材料称量 应符合课题研究标准、统一性、准确性的要求
2、搅拌机及用具使用前湿润
3、投料顺序：石-砂-水泥-干拌1min-加水-拌2min
（二）混凝土拌合物测试
1、坍落度
a、将混凝土拌合物装入标准圆锥坍落度筒（无底）内，每装入1/3，由内向外捣实（25次），装满刮平，观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性；
b、垂直向上将筒提起，移到一旁，混凝土拌合物由于自重将会产生坍落现象；
c、将尺子立在一旁量出向下坍落的尺寸，即为坍落度，精确至1mm，结果表达修改5mm；
d、当坍落度大于220mm时，用钢尺测混凝土扩展后的最大和最小直径，在两直径之差小于50mm的条件下，其平均值作为“坍落度扩展度”值。
2、表观密度
a、将混凝土拌合物装入10L容量筒中，震至表面翻浆；
b、装满抹平，将容量筒表面擦干净，称量（精确至10kg/m3）。
3、混凝土成型
a、将试模（100mm*100mm*100mm）刮干净，在内表面涂机油（避免过多或过少）用纸条盖孔，
b、将混凝土拌合物均匀的装入试模中，捣实；
c、编号。
4、混凝土压块
a、对不同强度的混凝土试块采用不同的速率：
C30—C60 速率0.5—0.8MPa/s
≥C60 速率0.8—1.0MPa/s
b、将试块放在压力机的中心，侧面受压；
c、记录三块试块的抗压强度，取其平均值（若最大值和最小值超过中间值的15%，则作废；注意换算为标准试件，精确到0.1MPa）。
试验结果分析：
一、实验所得坍落度、保水性、粘聚性情况如表2所示：
（一）、由表2可以看出，除第4组和第10组外，在配制强度相同的条件下，随砂率的增大，泵送混凝土的坍落度先增大后减小；在配制强度不同、砂率相同的条件下，配制强度大的坍落度大。保水性较差，粘聚性差。
（二）、由表1可以看出，3、4组，9、10组除外加剂不同外，其他用量均相同。由表2，3、4组，9、10组比较可得，使用泵送减水剂的混凝土拌合物坍落度较小。
二、实验所得表观密度情况如表3所示：
由表3可以看出，表观密度的实测值和计算值相差不大，基本符合要求。
三、实验所得14天和28天抗压强度情况如表4所示：
由表4可以看出，在配制强度相同的条件下，随养护时间的增长抗压强度增大；在配制强度不同、养护时间相同的条件下，配制强度越大，抗压强度越大；在配置强度相同、养护时间相同的条件下，除4组和10组外，随砂率的增大，抗压强度先增大后减小。
结论：
1、在配制强度相同的条件下，随砂率的增大，泵送混凝土的坍落度先增大后减小；在配制强度不同、砂率相同的条件下，配制强度大的坍落度大。
2、保水性较差，粘聚性差。
3、在其他用量和品种相同的条件下，使用泵送减水剂的混凝土拌合物坍落度较小。
4、表观密度的实测值和计算值相差不大，基本符合要求。
5、在配制强度相同的条件下，随养护时间的增长抗压强度增大；在配制强度不同、养护时间相同的条件下，配制强度越大，抗压强度越大；在配置强度相同、养护时间相同的条件下，随砂率的增大，抗压强度先增大后减小。
主要参考文献：
1、李继业、李福胜编著 《新型混凝土使用技术手册》 北京 化学工业出版社 2005年3月第一版
2、湖南大学、天津大学、同济大学、东南大学合编 《土木工程材料》 中国建筑工业出版社 2002年7月第一版
泵送混凝土合理砂率的研究
学院：
班级：
学号：
姓名：
泵送混凝土合理砂率的研究
摘要：
混凝土最佳砂率，即在保证混凝土强度、耐久性和可泵性的情况下，水泥用量最小时的砂率。
砂率对于泵送混凝土的可泵性能非常重要。这是因为形成水泥砂浆后，在混凝土泵送过程中主要起到以下效应：（1）粗骨料被水泥砂浆所包裹，使输送管道内壁形成水泥砂浆润滑层，所以混凝土拌合物能在管道中被压送；（2）由于泵送拌合物经过输送管道的锥形管、弯道和软管等部位时，混凝土颗粒间的相对位置将会发生一定变化，如果水泥砂浆（砂率过小）用量不足，就会很容易产生阻塞；
（3）对坍落度较大的混凝土，其坍落度值却随着砂率的增加而增大；（4）比较高的砂率是保证大流动性混凝土不离析、少泌水及具有良好成型和运输性能的必要条件。因此，泵送混凝土的砂率比非泵送混凝土的高约2%—5%。
引言：
所谓混凝土的可泵性是指混凝土拌合物在泵送压力作用下，具有能顺利通过管道、摩擦阻力小、不离析、不阻塞和粘塑性良好的性能。可泵性良好的混凝土，具有较好的粘塑性、混凝土泌水性小、不易产生分离。
适量增大砂率是改善混凝土可泵性的有效方法，但砂率过大不仅会使混凝土的用水量增加，而且还将影响硬化混凝土的技术技能，因此在保证混凝土强度、耐久性和可泵性的前提下，尽量选择水泥用量最小的砂率，即混凝土最佳砂率。
实验概况：
一、原材料
（一）水泥
1、水泥品种
水泥品种对混凝土拌合物的可泵性有一定的影响，为了保证混凝土拌合物具有可泵性，必须使混凝土拌合物具有一定的保水性，而不同品种的水泥对混凝土拌合物保水性的影响是不相同的。一般情况下，保水性好、泌水性小的水泥，都适宜用于泵送混凝土。在本实验中，分为12组，1—6组使用C20强度等级为32.5MPa的水泥，7—12组使用C50强度等级为52.5MPa的同一品种的水泥,密度为3050kg/m3。
2、水泥用量
泵送混凝土中的水泥用量需满足混凝土强度及耐久性要求，还需满足管道输送的要求。在GB50204-92中，《混凝土泵送施工技术规程》（TGJ/T10-95)和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000)中规定，一般最小水泥用量（含矿物掺合料取代水泥）宜为300kg/m3。
（二）粗骨料
粗骨料的级配、粒径大小和颗粒形状对混凝土拌合物的可泵性都有较大的影响。配制泵送混凝土的粗骨料应选用符合《普通混凝土用碎石及卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-93）标准的规定。级配良好的粗骨料，其孔隙率较小，对节约水泥砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用。
在本实验中选用碎石，表观密度为2610kg/m3。
（三）细骨料
细骨料的对混凝土拌合物可泵性的影响要比粗骨料大得多。这就要细骨料不仅要含量丰富，而且级配良好。
在本实验中，采用细度模数为2.84的中砂，表观密度为2610kg/m3。
（四）矿粉
本实验中，矿粉掺量为水泥用量的16%，密度为2900kg/m3。
（五）粉煤灰
粉煤灰是一种表面圆滑的微细颗粒，掺入混凝土拌合物后，不仅能使混凝土拌合物的流动性增加，而且能减少混凝土拌合物的泌水和干缩程度。
本实验中，粉煤灰掺量为水泥用量的20%，密度为2200kg/m3。
（六）减水剂
减水剂是表面活性剂，主要作用于降低水的表面张力以及水和其他液体与固体之间的界面张力，使水泥水化产物形成的絮状结构分散开来，使包裹着的游离水释放出来，使混凝土拌合物的流动性显著改善。
本实验中，减水剂的产量为胶凝材料（水泥+粉煤灰+矿粉）质量的2%，减水率为15%。
二、配合比设计
（一）泵送混凝土配合比设计原则
1、配制的混凝土要保证压送后能满足所规定的和易性、强度、耐久性和可泵性等方面的质量要求；
2、根据所以材料的质量、混凝土泵的种类、输送管的直径、压送的距离、气候条件、浇筑部位及浇注方法等，经过试验确定配合比；
3、在混凝土配合成分中，应尽量采用减水型塑化剂等化学复合剂，以降低水灰比，改善混凝土的可泵性。
（二）泵送混凝土配合比计算和试配
除按普通（非泵送）混凝土配合比设计的计算和试配规定外，应符合以下规定：
1、混凝土的可泵性，10s时相对压力泌水率S10不宜超过40%；
2、泵送混凝土的水灰比宜为0.4—0.6；
3、泵送混凝土的砂率宜为35%—45%；
4、泵送混凝土的最小水泥用量（含矿物掺合料取代水泥）宜为300kg/m3；
5、泵送混凝土，应掺加泵送剂或减水剂，掺引气型外加剂时，混凝土含气量不宜大于4%；
6、泵送混凝土，宜掺用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰或其他活性矿物掺合料。当掺粉煤灰时，如只为提高拌合物稳定性，降低压力泌水量，则其掺量只需按小于极限泌水量的要求来确定；如主要为节约水泥，则其掺量应先按《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用规程》（JGJ28）中规定来确定，然后再验算压力泌水量是否符合稳定性要求，若压力泌水量过大，可适当提高超量系数值；
7、泵送混凝土的试配，应根据原材料、混凝土泵与混凝土输送管径、泵送距离、气温等具体条件试配。试配时要求的坍落度值应按下式计算： Tt=Tp+△T
Tt:试配时要求的坍落度值
Tp:入泵时要求的坍落度值
本实验的配合比如表1所示：
三、试验方法：
（一）混凝土配制
1、原材料称量 应符合课题研究标准、统一性、准确性的要求
2、搅拌机及用具使用前湿润
3、投料顺序：石-砂-水泥-干拌1min-加水-拌2min
（二）混凝土拌合物测试
1、坍落度
a、将混凝土拌合物装入标准圆锥坍落度筒（无底）内，每装入1/3，由内向外捣实（25次），装满刮平，观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性；
b、垂直向上将筒提起，移到一旁，混凝土拌合物由于自重将会产生坍落现象；
c、将尺子立在一旁量出向下坍落的尺寸，即为坍落度，精确至1mm，结果表达修改5mm；
d、当坍落度大于220mm时，用钢尺测混凝土扩展后的最大和最小直径，在两直径之差小于50mm的条件下，其平均值作为“坍落度扩展度”值。
2、表观密度
a、将混凝土拌合物装入10L容量筒中，震至表面翻浆；
b、装满抹平，将容量筒表面擦干净，称量（精确至10kg/m3）。
3、混凝土成型
a、将试模（100mm*100mm*100mm）刮干净，在内表面涂机油（避免过多或过少）用纸条盖孔，
b、将混凝土拌合物均匀的装入试模中，捣实；
c、编号。
4、混凝土压块
a、对不同强度的混凝土试块采用不同的速率：
C30—C60 速率0.5—0.8MPa/s
≥C60 速率0.8—1.0MPa/s
b、将试块放在压力机的中心，侧面受压；
c、记录三块试块的抗压强度，取其平均值（若最大值和最小值超过中间值的15%，则作废；注意换算为标准试件，精确到0.1MPa）。
试验结果分析：
一、实验所得坍落度、保水性、粘聚性情况如表2所示：
（一）、由表2可以看出，除第4组和第10组外，在配制强度相同的条件下，随砂率的增大，泵送混凝土的坍落度先增大后减小；在配制强度不同、砂率相同的条件下，配制强度大的坍落度大。保水性较差，粘聚性差。
（二）、由表1可以看出，3、4组，9、10组除外加剂不同外，其他用量均相同。由表2，3、4组，9、10组比较可得，使用泵送减水剂的混凝土拌合物坍落度较小。
二、实验所得表观密度情况如表3所示：
由表3可以看出，表观密度的实测值和计算值相差不大，基本符合要求。
三、实验所得14天和28天抗压强度情况如表4所示：
由表4可以看出，在配制强度相同的条件下，随养护时间的增长抗压强度增大；在配制强度不同、养护时间相同的条件下，配制强度越大，抗压强度越大；在配置强度相同、养护时间相同的条件下，除4组和10组外，随砂率的增大，抗压强度先增大后减小。
结论：
1、在配制强度相同的条件下，随砂率的增大，泵送混凝土的坍落度先增大后减小；在配制强度不同、砂率相同的条件下，配制强度大的坍落度大。
2、保水性较差，粘聚性差。
3、在其他用量和品种相同的条件下，使用泵送减水剂的混凝土拌合物坍落度较小。
4、表观密度的实测值和计算值相差不大，基本符合要求。
5、在配制强度相同的条件下，随养护时间的增长抗压强度增大；在配制强度不同、养护时间相同的条件下，配制强度越大，抗压强度越大；在配置强度相同、养护时间相同的条件下，随砂率的增大，抗压强度先增大后减小。
主要参考文献：
1、李继业、李福胜编著 《新型混凝土使用技术手册》 北京 化学工业出版社 2005年3月第一版
2、湖南大学、天津大学、同济大学、东南大学合编 《土木工程材料》 中国建筑工业出版社 2002年7月第一版