泵送混凝土配合比设计.pdf

普通水泥混凝土为悬浮密实结构，其强度形成机理是靠水泥的水化反

应产生的凝结力获得的。混凝土强度不仅服从水灰比定则，还要服从

密实度定则。由于普通混凝土较易捣实，在某种程度容易造成把密实

度看成次要因素，而只注意水灰比与强度的关系。然而，泵送混凝土

对其可泵性有特殊的要求，即：要求砼具有建筑工程所要求的强度需

求，同时要满足长距离泵送的需要。换句话说：就是砼在达到可泵性

要求时应服从于阿布拉姆斯（D．A．Ablams）水灰比定则。

此外泵送砼的骨料分离系数要应尽可能小。也就是说：砼要有足够的

粘聚性，使其在运输、泵送、施工中不发生分离。因为骨料离析，造

成砂浆分布不匀，部分粗骨架空隙没有密实填充，从而使砼泵送时发

生堵塞和砼工程质量强度没有达到设计要求。故此，砼配合比的设计

尤为重要。

1泵送砼配合比的设计原则

a．建立稳定骨架所需骨料用量原则；

b．最大限度密度填充原则；

C．混凝土可泵性原则；

d．骨料离析系数最小原则。

2配合比设计思路

a．以一定数量的粗骨料（5mm一50mm）形成密布的骨架空间网

格，以相当数量的细骨料（小于5mm）最大限度地填充骨架空隙，

以胶凝材料浆体最大限度地填满粗骨料和细骨料的间隙，并包裹粗、

细骨料的颗粒，形成均匀密实的混凝土，以满足强度和耐久性的要求。
为此，本文将引入两个泵送砼配比新参数，即砂料裕度系数K和灰

浆裕度系数a。所谓砂料裕度系数就是指砂料振实的当量数与石料振

实的当量之比。所谓灰料裕度系数是指灰料振实的当量数与砂料振实

当量数之比；

b．泵送砼对粗骨料有特殊的要求。如125输送管要求可用卵石最大

粒径为40mm，碎石为30mm，150输送管要求砼所用卵石最大粒

径为50mm，碎石为40mm。同时，泵送砼对粗骨料的级配也十分

敏感。主要原因就是粗骨料的外形及粒径大小直接关系到其表面积及

包裹物对其的附着力，从而影响细骨料和灰浆的使用量。本文引入不

同于传统的参数的目的，就是为了更加准确地定义各参数的物理意

义，以利操作。

根据以上思路，参考绝对体积设计法，有方程如下：

3配合比设计系数的确定

a．α=0．15～0．2：当α<0．15时，砼在输送时容易堵管；当α>0．2

时，砼的空隙率会增大，输送管阻增大，保水性下降；

b．Ks=1-1．25：当Ks<1时，砂料不足以填充石料的空隙，包裹

性差，以致砼的流动性差，可泵性差；当Ks>1．25时，砂料过多，

消耗水泥较多，以致砼流动性下降．可泵性也差；

C．K=0．4～0．6，当K<0．4时，砼的坍落度较低．可泵性下降；

当K>0．6时，砼的强度下降，同时容易造成离析，造成堵管；．

d．Kf=0．1～0．3，当Kf<0．1时，砼经济性较差；当Kf>0．3时，
砼强度受到影响。

4本设计方法的特点

a．把泵送砼的可泵性和强度放在同一高度加以考虑，通过各系数的

平衡选定达到对泵送砼的性能控制；

b．以砂料裕度系数Ks，代替传统控制要素砂率P，避免了双重富裕

或砂料并不富裕，甚至短缺的弊端。同时理顺了各物理量的关系，避

免了因参数物理意义不明确而产生的选取时的盲目性和关系复杂性。

从上式知：当Ps大时，Ks也可能小于1。从而造成填不满石料间

隙或不能包裹石料以致砼泵送时将可能发生堵管的现象；

C．设计参数分工明确，从而达到了复杂问题处理简单化。S的正确

选取可调整泵送砼的可泵性；K的选择可调整砼的强度性能；而γso

和γgo。的选用将直接影响砂与石的用量等等。

公路桥梁建设标准的提高，高质量砼的应用与日俱增，明确规

定采用泵送砼的工程部位会越来越多，因此，泵送砼配合比设计显得

尤为重要，期望通过探讨砼配合比设计，使大家充分认识到配合比对

泵送砼的质量十分重要，任何不按科学规律办事的行为都将受到因此

而带来的重大损失。