泵送混凝土施工.docx
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泵送混凝土施工
第三卷混凝土工程
第13章水工特种混凝土施工
13．8泵送混凝土
（1）简述（泵送混凝土特点和用途）
1）定义用砼泵和输送管路输送的流态混凝土称为泵送混凝土。
在工作状态下,泵送压力靠混凝土中液相物质传递，液相物质携带着固相物质一体运动来完成泵送。
因此要求混凝土拌和物能顺利通过管道且有不离析、不泌水、流动性和粘聚性良好等性能。
2）泵送混凝土的特征用输送管路输送混凝土,与常规施工工艺不同,要求混凝土具有可泵性。
其混凝土具有坍落度大（5~23cm），胶凝材料耗量高（≥320kg/m3）。
骨料级配强调连续、均匀，最大粒径受输送管管径限制，砂率大（≮40%）等特点；设备单一、可同时作水平、垂直运输,直接入仓布料，简化浇筑作业；机械化程度高，连续泵送，快速方便、节省劳动力、生产效率高；泵送混凝土受外界气候影响小；能保证混凝土拌和物出机时的性质。
需要严密的施工组织和管理;一次性投资大。
3）适用范围泵送混凝土仅适用于钢筋密集的壁式结构、导流（底孔）洞封堵，以及其他设备不易达到的部位如隧砌衬砌（拱），闸门槽二期混凝土及水下混凝土的浇筑等。
随着混凝土泵车得出现及高效减水剂的成功掺用，泵送混凝土将在水电工程中得到越来越广泛的应用。
目前国外及国内的黄河小浪底工程中已将混凝土泵车作为主体工程混凝土浇筑的工具，显示出其灵活的优势。
4）混凝土泵发展方向。
将有可浇筑三级配甚至四级配的混凝土输送泵供选用；国外将开发的混凝土泵车，可以输送低坍落度的混凝土，混凝土的最大骨料粒径可达80mm，单台输送能力达70m3/h。
（2） 混凝土泵和输送管路
1） 混凝土泵结构类型混凝土泵有活塞泵、气压泵、和挤压泵等几种不同的构造和输送方式。
应用较多的是活塞泵。
混凝土泵结构类型见表13-8-1。
混凝土泵结构类型表表13-8-1
混凝土泵的结构类型
按驱动形式分类
活塞式泵
机械式（噪音过达,逐步淘汰）
液压式
油压式
水压式
挤压式泵
隔膜式泵
气罐式泵
按机动性分类
固定式泵
混凝土泵安装在工地固定地点
移动式泵
拖式泵
带布料杆的泵车
按活塞性能分类
数量
单活塞（单缸）式、双活塞（双缸）式
直径
Ф150~280mm
冲程
通常:
300~800mm
特殊:
800~2000mm
按混凝土泵管口处压力大小分
高压泵
P>10.0MPa
低压泵
Ｐ≤10.0MPa
按混凝土排量分
小排量
Q≤40m3/h
中排量
Q=50~60m3/h
大排量
Q>60m3/hQmax=160m3/h
2） 混凝土泵的泵送原理混凝土泵的泵送原理见表13-8-2。
混凝土泵的泵送原理汇总表表13－8－2
驱动类别
泵送原理
活塞式
机械式
动力装置带动曲柄（柱塞）往返工作将混凝土送出
液压式
液压装置推动曲柄（柱塞）往返工作将混凝土送出,如图所示？
？
挤压式
泵室内有橡胶管和滚轮架,滚轮架转动时将橡胶管内混凝土压出,特别适宜小石子混凝土及砂浆的泵送。
？
隔膜式
利用水压力压缩泵体内橡胶隔膜，将混凝土压出适宜于小型泵送混凝土。
气罐式
利用压缩空气将储料罐内混凝土吹压输出。
3）常见液压混凝土泵见表13-8-3、13-8-4、13-8-5。
常用固定式混凝土输送泵
表13-8-3
型号
HB30D
HB40D
HB60D
60.16.110s
80.16.132/110s
最大排量（m3/h）
30
25/40（二档）
20~60（三档）
66
80
最大输送压力（Mpa）
3.1
3.2
3.1
16
16
骨料粒径（mm）
卵石≯50,碎石≯40
卵石≤50,碎石≤40
砼塌落度（cm）
5~23最适宜8~15
6~23最适宜8~18
6~23最适宜8~18
料斗容量（m3）
0.3
0.8
0.8
电机功率（kw）
45
55+22
110
132/110
油箱容量（L）
480
600
500
500
最大理论输送距离（m）
400
外形尺寸（mm）
4820X2050X1390
4820X2050X1390
5480X2050X1510
6000X2100X2250
6000X2100X2250
重量（kg）
4540
4640
5900
6300
6500/6300
注:
HBT45-9和HBT50A-16适合于中高层建筑施工.
常见托式混凝土输送泵性能表
表13-8-4
型号
HBT40A
HBT60
HBT80
HBT60-II
HBT50-II
最大排量（m3/h）
53
60
80
20~60
20~50
最大输送压力（Mpa）
9.2
4.7
8.5
4.7
4.7
骨料粒径（mm）
35
40
35
50
40/50
进料高度（mm）
1200
1350
1150
1358
1358
料斗容量（m3）
0.35
0.4
0.6
0.4
0.4
电机功率（kw）
45
75
75
75
60
砼输送管径（mm）
125
125
125
150
150
最大理论输送距离（m）
水平:
1000,垂直:
200
水平:
450,垂直:
100
水平:
1000,垂直:
200
水平:
620,垂直:
115
水平:
620,垂直:
115
外形尺寸（mm）
3910X1600X1700
5200X1700X1900
5180X1800X1900
5180X1800X1900
重量（kg）
2700
4600
4200
3425
3200
生产厂
建设部长沙建设机械研究院中联建设机械产业公司
徐州三工建设机械厂
徐州三工建设机械厂
常用混凝土砼泵车（带布料杆）表13-8-5
型号
理论输送量（m3/h）
最大输送压力（Mpa）
输送距离（m）
最大骨料粒径（mm）
料斗容积（m3）
输送管径（mm）
外形尺寸
（mm）
重量
（kg）
生产厂
水平
垂直
BC80-110
80
7
520
110
40
O.5
125
10262x2500x3514
17000
浦沅工程机械总厂
BC85-110A
85
520
110
40
0.45
125
9000x2485x3280
15330
湖北建筑机械厂
NCP9FB-IIMC
15~100
4.41
600
100
30/40
0.35
125/150
12050X2490X3365
15000
日本新泻铁工所
DC-A800B
80
4.31
440/650
125
40
0.35
125/150
9035X2480X3435
14835
日本三菱株式会社
DC-A100B
70
6.37
655/920
125
40
0.35
125/150
9035X2480X3435
15530
日本三菱株式会社
BC90-32
90
7
600
110
125
10550*2480*3910
22900
徐州混凝土机械厂
DC-S115B
70
420/530
100
40
0.35
125/150
8840X2460X3400
15350
日本三菱株式会社
4）混凝土输送管路混凝土输送管包括直管,弯管,锥管,布料软管。
对其要求是阻力小，耐磨损，重量轻，易拆装，密封好。
材质常用钢管和低合金管，管壁不得有裂纹、窟窿、或凹坑等缺陷，管壁厚度在2～4ｍｍ之间。
常见混凝土输送管规格见表13-8-7。
混凝土输送管规格表
表13－8－7
类别
单位
规格
直管
管径
mm
100,125,150,（175,200）
长度
m
4,3,2,1
锥管
mm
200→175，175→150，150→125，125→100
弯管
水平角
15o、30o、45o、60o、90o
曲率半径
m
0.5、1.0
布料
软管
管径
mm
与主管道相同
长度
m
0.6~5？
55）管路接驳混凝土输送管路的接驳要求在泵送压力作用下不漏浆、装拆快捷方便。
？
？
（管配件的接驳图）？
（3）泵送混凝土的原材料泵送混凝土的原材料应符合现行国家标准要求,各项技术指标满足《水工混凝土施工规范》SDJ－207－82？
规定。
1）水泥 普通硅酸盐水泥和火山灰水泥保水性好。
对大体积混凝土应选用水化热较低的矿渣水泥和粉煤灰水泥，但要采取适当增大砂率、掺加粉煤灰、降低坍落度、提高保水性等技术措施。
水泥用量与骨料品种、输送管径、输送距离都有直接关系。
同样粒径、级配，人工骨料要比天然骨料耗用水泥多。
输送距离越长、输送管径越小、要求混凝土的流动性、润滑性、保水性越高，耗用水泥就高。
2）粗骨料粗骨料的品种、粒径、级配对混凝土的可泵行有着十分重要的影响。
卵石、碎石及卵碎石混合料均可用，可泵性以卵石混凝土最佳，混合骨料次之，碎石稍差。
骨料颗粒级配要求是连续、均匀、无超径石，针片状颗粒含量应控制在10％以内。
粗骨料最大粒径与输送管径的关系见表13-8-8。
粗骨料颗粒级配要求见表13-8-9。
粗骨料最大粒径限制表13－8－8
输送管直径
（ｍｍ）
输送管最大粒径（ｍｍ）
备注
卵石
碎石
轻骨料
100
30
25
25
卵石最大粒径不超过1/3管径;碎石最大粒径
不超过1/4管径
125
40
30
150
50
40
粗骨料颗粒级配标准表
（各种骨料粒径范围的骨料通过各标准筛的重量百分比率）表13－8－9
颗粒粒径范围
（ｍｍ）
筛孔的名义尺寸（ｍｍ）
５０
４０
３０
２０
１０
５
２．５
４０－５
１００
１００－９０
７０－３５
３０－１０
５－０
３０－５
１００
１００－９０
７５－４０
３５－１０
１０－０
５－０
２５－５
１００
１００－９０
９０－６０
５０－２０
１０－０
５－０
２０－５
1００－９０
１００－９０
８０－５５
５０－２０
１０－０
５－０
*当骨料粒径为间断级配时,可采用5~10ｍｍ或20~30ｍｍ粒径骨料替代,并适当加大砂率,可获得较好的泵送行性能
3）细骨料砂子的质量与普通混凝土要求相同。
细骨料对混凝土拌和物的可泵性有很大影响。
要求选用中
砂,细度模数为2.4～3.0，通过0.315ｍｍ筛孔的砂不少于15%。
混凝土的含砂率可参照表13－8－10选用。
砂率选用参考表表13-8-10
粗骨料最大粒径
（mm）
掺加气剂混凝土
不掺加气剂混凝土
卵石
碎石
卵石
卵石
15
48
53
52
54
20
45
50
49
54
30
42
45
45
49
40
40
42
42
45
4）水泵送混凝土对水质要求同普通混凝土。
5）掺合料水工混凝土常用的掺合料为粉煤灰。
其目的节约水泥,降低水化热,增加混凝土流动性,改善混凝土的
泵送性能，掺量由试验确定。
6）外加剂改善混凝土可泵性能的外加剂有加气剂、减水剂、缓凝剂、泵送剂，以减水剂效果最好,它能使水泥
浆的凝聚结构在不长时间内变成分散性结构,提高其流动性,达到减水和可泵的目的。
掺量由试验确定。
（4）泵送混凝土的配合比泵送混凝土的配合比既要满足设计强度和耐久性要求,又要满足混凝土的可泵性要求。
配合比设计应合理选择原材料，明确所用材料的品质及技术指标（水泥品种和标号，骨料的种类，粒度和级配，
外加剂等），并结合施工布置、气温等具体施工条件试配置。
必要时应通过试泵送验证并进行必要的调整。
泵送
混凝土配合比设计应参照以下参数确定；
1）泵送混凝土的水泥用量宜大于320kg/m3；
2）泵送混凝土的砂率不宜低于40%；
3）泵送混凝土的水灰比宜为0.4~0.6；坍落度在8～23ｃｍ之间；小浪底工程由于选用了进口的外加剂,C70混凝土
的水灰比仅0.25~0.28即可满足泵送要求.
4）泵送混凝土应掺适量外加剂,外加剂品种和掺量由试验确定；
5）泵送混凝土掺粉煤灰时其掺量由试配确定。
黄河小浪底Ⅱ标段泵送混凝土的配合比范例
泵送混凝土配合比参考表
表13-8-11
砼强度等级
C70
C70
C40
C30
C30
C30
C25
C25
C15
细砂（0-2mm）
491
432
534
653
661
535
632
652
585
粗砂（2-5mm）
164
185
134
115
117
134
113
163
103
骨料5-14mm）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
骨料（5-19mm）
598
631
648
961
493
684
622
1019
604
骨料（19-37.5mm）
543
270
572
0
605
390
508
0
530
骨料37.5-63mm）0
269
0
0
0
194
0
0
0
0
水
93
110
123
174
130
116
130
150
154
减水剂（VZ）ml
2400
2400
1785
1000
1640
1200
987
951
1555
引气剂（ARE）ml
0
0
107
55
40
150
66
48
62
增塑剂（NN）ml
8600
7200
3500
0
1968
2100
1645
1000
1000
水泥（525R）kg
380
350
286
277
260
225
0
238
0
水泥（425R）kg
0
0
0
0
0
0
230
0
187
粉煤灰kg
FA1
FA2
FA3
FA4
FA5
FA6
FA7
FA8
FA9
硅粉浆kg
SF1
SF2
0
0
0
0
0
0
0
水胶比
0.25
0.28
0.32
0.47
0.41
0.39
0.4
0.48
0.5
引气量%
1.5
1.5
3
3
3
3
3
3
3
总重量kg
2386
2387
2373
2273
2338
2356
2338
2303
2290
机口坍落度mm
140-170
100-150
100-130
100-150
120-150
*C70混凝土若遇大仓号且气温较高时加缓凝剂（Retarder）；硅粉浆是硅粉+水+扩散剂搅拌而成。
掺量3.5%左右
（５）泵送混凝土浇筑
1）泵送混凝土施工工艺
泵送混凝土施工工艺流程简图如下
2）混凝土泵的选择及需用台数的确定混凝土泵的选型应根据工程特点、输送距离、输送强度、施工进度计划确定。
在工程实践中一般根据输送管最大折算水平输送距离、输送管管径、泵送混凝土的坍落度（混凝土的扩散度）等因素在产品性能曲线图上确定单台泵的输送能力。
1输送管最大折算水平长度（距离）的计算：
通常有两种计算方法，一种为“固定坍落度折算法”，另一种为“坍落度折算法”。
可根据所购设备说明书对号换算。
“固定坍落度折算法”是将不同坍落度的混凝土通过各种管件时的压力损失,与坍落度固定在某一数值时混凝土通过每米水平直管的压力损失相比较,所得出折算倍数的方法，其最大折算水平长度按下式计算：
L=L1+L2+L3+L4+L5=K1Lc+K2H+K3Ln+K4nc+K5nw
式中L－折算后的水平距离；
L1－水平钢管折算长度；
L2－垂直钢管折算长度；
L3－橡胶软管折算长度；
L4－锥管接头折算长度；
L5－弯头折算长度；
K1－水平钢管折算系数，见表13－8－10；
Lc－水平钢管累计长度
K2－垂直钢管折算系数，见表13－8－10
H－垂直钢管累计高度，
K3－橡胶软管折算系数，见表13－8－11
Ln－橡胶软管折算长度
K4－锥管折算系数，见表13－8－11
nc－锥管个数
K5－弯头折算系数，见表13－8－11
nw－弯头个数
水平、垂直钢管折算系数K1、K2表
表13－8－10
混凝土塌落度（cm）
23~18
17~14
13~9
8~5
水平K1
1.0
1.3
1.7
2.0
垂直K2
φ100mm（4"）
4
5
8
10
φ127mm（5"）
5
6
8
10
φ152mm（6"）
6
7
8
10
橡胶软管、锥管、弯头折算系数K3、K4、K5表
表13－8－11
混凝土塌落度（cm）
23~18
17~14
13~9
8~5
软管K3
4"–7m
5"–7m
6"–7m
20
18
15
30
25
20
40
30
25
50
40
30
锥管K4
4"泵
7"/6"–1.5m
6"/5"–1.5m
5"/4"–1.5m
6"/4"–1.5m
5
10
20
40
10
20
30
60
15
30
50
20
40
70
5"泵
7"/6"–1.5m
6"/5"–1.5m
5"/4"–1.5m
6"/4"–1.5m
6
13
25
50
13
25
38
75
19
38
63
25
50
88
6"泵
7"/6"–1.5m
6"/5"–1.5m
5"/4"–1.5m
6"/4"–1.5m
8
15
30
60
15
30
45
90
23
45
75
30
60
105
弯头K5
90°
R=0.5m
4"
5"
6"
8
7
5
16
13
11
24
20
16
321
27
21
90°
R=1m
4"
5"
6"
6
5
4
12
10
8
18
15
12
24
20
16
45°
R=0.5m
4"
5"
6"
4
3.5
2.5
8
6.5
5.5
12
10
8
16
13.5
10.5
45°
R=1m
4"
5"
6"
3
2.5
2
6
5
4
9
7.5
6
12
10
8
“等坍落度换算法”是将各种管件与水平直管在输送相同坍落度的混凝土时的压力损失相比
较，所得出折算倍数的方法。
其折算水平长度按下式计算：
L=∑Li+K∑Hi+t*nc+b*nw+f*n
式中L－折算后水平长度，m;
∑L－各段水平配管长度之和，m;
K－每米垂直管的折算长度系数，见表13－8－12
∑HI－各段垂直配管长度之和，m;
t－每个锥管的折算长度;见表13－8－12
nc－锥管个数;
b－每个弯管的折算长度,m;见表13－8－12
nw－锥管个数
f－每根软管的折算长度,m;见表13－8－12
n－软管的根数
输管道的折算长度表表13－8－12
管子种类
单位
特征
水平换算长度（米）
向上垂直管
K
每米
Ф100mm
3
Ф125mm
4
Ф150mm
5
锥管
t
每根
175→150mm
5
150→125mm
10
125→100mm
20
.弯管
每个
900弯管
R=1m
R=0.5
9
12
450弯管
R=1m
R=0.5
4.5
6
300弯管
R=1m
R=0.5m
3
4
150弯管
R=1m
R=0.5m
1.5
2
900垂直弯管
R=1m
14
软管
f
每根
5米长
30
3米长
18
注:
向下垂直管,其水平换算长度为其自身长度;斜向配管时根据其水平,垂直投影长度,分别按水平,垂直配管计算
2混凝土泵的泵送能力验算求出输送管道最大折算水平长度后，即可从泵送性能曲线上查出（实际施工条件下的）单台输送强度和混凝土泵的出机口压力。
若不满足要求,可通过改变混凝土泵的位置、调整配管方案（减少使用压力损失大的管件、减少管道长度）、增大坍落度、双泵串联作业等技术措施达到要求的泵送能力。
3混凝土泵台数按下式计算：
N=Ph/Qi+N1
式中N－混凝土泵数量。
Ph－设计混凝土浇筑强度（m3/h）。
Qi－混凝土泵得生产率,（m3/h）;按产品性能曲线图上确定的单台泵输送能力取用；也可按下式计算；
Qi=60*F*S*naK
F-活塞断面积，m2;
S－活塞行程，m;
n-活塞往返循环次数，次/min;
a-混凝土泵缸体数;
K-容积效率，一般为0.6～0.9;
N1－备用量,一般当需用量3~5台时备用1台。
3）混凝土泵的布置
1混凝土泵要求放置在坚固平整的地面上并调平固定。
有满足交通运输及给泵供料的施工场地。
尽可能缩短管线长度。
当向隧洞内泵送时，在保证有适当的供料手段和施工活动空间时可考虑将泵放在洞内。
有可靠的电源，水源及风（压缩空气）源，排水方便。
2在混凝土泵的作业范围内，不得有妨碍物。
同时应有防范高空或高边坡坠物的安全措施。
3混凝土泵出口与输送管道有三种连接方式详见图一：
U型连接：
适用于水平或向上、向下泵送；
L型连接：
不适用向上泵送；
直接连接：
水平泵送。
4）配管设计
①根据混凝土浇筑方案、施工场地条件配管。
尽量缩短管线长度，少用弯管和软管，减少压力损失。
便于管道的支承、固定、吹洗、维护和拆安。
管路敷设应稳固可靠保证安全生产。
②输送管管径是根据所用混凝土的输送性能（泵压）、输送量、及混凝土粗骨料粒径综合考虑决定。
参见表13－8－7；往高处输送或压力特大时，要尽可能采用未经磨损得输送管。
③输送管避免直接支撑在模板、钢筋和预埋件上，支撑点的位置和固定要求可参照产品说明书执行。
管接头应严密,防止漏水漏浆。
④带布料杆泵车能将混凝土直接送到浇筑部位,若施工现场条件容许应尽量
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