前言

泵送混凝土后，可能会有明显的流变或其他和易性变化，如流动性、含气量和和易性。分析要点如下:混凝土与输送管的摩擦或泵送管被太阳直接加热导致水化加速；泵管连接不良，泵压导致出血、溢流；在压力作用下，自由水向骨料内部孔隙迁移；或气体含量损失；混凝土运输中的剪切作用使固体颗粒变成无序分布状态，促进颗粒结合产生稠化，或在水粉比高时，骨料运动的惯性克服了稠化作用，可能产生变稀；减水剂反絮凝作用增加的自由水大于吸收水，会导致剪切变稀。在上述观点中，关于温升、压力和气体损失没有普遍的结论，目前的研究结果倾向于剪切。

通过在混凝土入泵前加水和减水剂，使混凝土能够满足泵送要求；添加适当的矿物掺合料可以提高混凝土的保水性，减少坍落度损失。但由于涉及泵送生产，难以验证，上述措施仅适用于通过泵的流度损失。目前，很少有关于通过泵解决流动性增加或离析的研究报告。

本文分析了压力、温度、含气量、气泡大小等因素对泵送混凝土工作性的影响。结合现有研究成果，提出并验证了泵送条件下混凝土流动性劣化的解决方案。

1个测试方案

1.1测试原材料

混凝土原材料:金隅振兴P O42.5水泥；S95级矿粉；北江电厂f级ⅰ、ⅲ级粉煤灰，0.045mm筛渣分别为9.1%和42%；吉林某企业生产的粉煤灰微珠需水量比83%；武汉某公司生产的硅粉二氧化硅含量为93.7%；河砂A、B、C的细度模数分别为2.4、2.4、2.6，含泥量分别为3.3%、2.6%、1.9%。石灰岩碎石，5 ~ 25 mm连续级配。

减水剂:实验室使用的减水剂包括高减水聚羧酸减水剂JY-TS-1，减水率35%；缓释型聚羧酸减水剂JY-TS-302、JY-TS-2、JY-TS-301分别满足JC/T2481—2018《混凝土坍落度保持剂》一、二、三类要求。项目现场使用的聚羧酸减水剂为复合产品，固含量分别为10%和40%。

缓凝剂:葡萄糖酸钠、葡萄糖、白糖、麦芽糊精和羟基亚乙基二磷酸HEDP。

其他添加剂:十二烷基硫酸钠引气剂K12，有效物质20%；充气剂AE-PLUS；；7168消泡剂；羟丙基甲基纤维素。

1.2测试方案

工程内外泵送混凝土温度、流动性/含气量的变化:总结分析了天津某公司超高泵盘管试验和承担的两个工程现场施工混凝土的试验数据。工程要求和混凝土配合比见表1和表2。

从图6可以看出，随着含气量的增加，砂浆的流动性先增大后减小。气泡的球作用促进流动性，而形成气泡消耗的自由水会降低流动性。当两者处于一定的平衡状态时，就能实现流动性和保水性的最佳状态。超过这个范围，气泡的形成会降低流动性。

此外，设计并研究了气泡尺寸对自由水体积的影响。用K12和AE-PLUS配制引气剂溶液，掺量分别为1.0%和0.5%。使用等体积的塑料瓶，以同样的方式摇动引气剂溶液，直到气泡充分产生，静置约5 ~ 6秒，以便及时观察。结果如图7所示。

从行业共识来看，温度升高会加速水泥水化，促进泵送混凝土稠化。研究证实，较高的温度也能加速酯基的水解，提高转化率。缓释聚羧酸减水剂一般接枝酯官能团，在碱性条件下水解生成羧基产生吸附能力，从而达到保坍分散的目的。为了研究温度对缓释减水剂性能的影响，对设计方案进行了验证。通过不同温度的混合水，制备出相同比例的初始温度为19.1℃、22.5℃、26.1℃和29.0℃的清洁纸浆。JY-TS-301固含量为0.21%，净浆水胶比为0.29。净浆刚开始没有流动性，保持在26.0℃。100分钟后，净浆温度分别为24.2℃、25.4℃、26.0℃和27.8℃。随时间变化的流动性见图9。

从图9可以看出，JYTS-301对温度敏感，随着温度的升高，净浆流动性增加加快。这表明在较高温度下，减水剂中接枝和未接枝酯基的水解规律是一致的。

由以上分析可知，温升对混凝土工作性的影响受到两方面的制约:一方面，在有效减水剂不足的体系中，温升加速了水泥的水化，降低温升将有助于减少泵送混凝土体系的稠化。另一方面，如果体系中缓释聚羧酸减水剂过剩较多，泵送产生的温升会促进缓释聚羧酸减水剂酯基的水解，降低温升有望降低其泵送变稀。

3种解决方案

根据以上分析，综合添加剂合成和复配技术，提出系统的思路:提高混凝土减水剂的均匀性，根据需要合理调整减水剂的用量，使减水剂在运输和泵送过程中供应均匀适宜，减少地基的剪切变薄和增厚；缓速器的合理使用；提高混凝土的可泵性，减少泵送压力对流动性损失的影响；提高分散速度，降低外加剂过度掺入的风险，减少剪切稀化的基础；提高混凝土的内聚力，降低气泡聚结的离析风险。

由于篇幅有限，仅简单介绍上述研究。从以上研究可以看出，泵送和易性的变化与混凝土体系中的减水剂直接相关，因此首要思路是选择接枝不同官能团的缓释减水剂，实现减水效果的梯度释放，使混凝土在浇筑前及时、适量地向体系提供减水剂。图10为不同水解活性缓释基团接枝的聚羧酸减水剂与减水剂按5: 5比例复配时混凝土流动性随时间变化的试验结果。

从图10可以看出，JY-TS-302早期释放快，保坍能力弱，后期减水能力强。JY-TS-301早期释放能力较弱，主要释放间隔在1.5 ~ 2.5h之间，释放均匀持久，水解后减水能力较低；JY-TS-2介于前两者之间，其减水和保坍释放相对平衡。根据泵送前时间、泵送后时间的估算和原材料对减水剂的消耗特点，将不同的缓释母液有机结合，使得泵送前混凝土中残留合适有效量的减水剂。

第二个想法是使用合适的缓速器。合适的缓凝剂可以抑制减水剂的消耗，有助于减水剂供应的均匀性，保持可泵性，调节混凝土的保水性，提高内聚力，减少抑泡。但是不同的缓速器有不同的特点，所以要充分掌握它们的性能特点。表3显示了每种缓凝剂的保水性。图11是不同缓凝剂按2.0%复合减水剂的含量，以2.0%和4.0%两个梯度复合8.0%减水剂的混凝土流动性试验结果。

从表3和图11可以看出，辅助减水效果的大小顺序为葡萄糖酸钠>糊精>葡萄糖>白糖= hedp维持流动性由强到弱的顺序为HEDP > >白糖>葡萄糖酸钠>糊精>葡萄糖。保水性由强到弱的顺序为白糖=糊精>葡萄糖= hedp >葡萄糖酸钠。

在以上两项的基础上，可在外加剂配方中适当加入降粘减水剂、保水剂和优质引气剂，以提高混凝土的分散性、可泵性和粘结性。这种技术调整思路在很多情况下得到应用，在解决泵送混凝土和易性变化大的问题上取得了很好的效果。

4结论

在有效减水剂不足的情况下，泵压可以促进水泥浆稠化，具体影响机理有待进一步研究。

含气量的损失不是泵送混凝土增厚的原因；从理论上讲，气泡排水和团聚促进了泵送混凝土的稀释。

当缓释型聚羧酸减水剂含量较高时，可通过泵送升温使浆液变稀。

通过调整减水剂的组成和用量，可以有效控制泵送混凝土的流动性。