随着人工成本的提高，管桩工人招工难度的提高，通过泵送方式运送混凝土可以节省人工成本，提高管桩生产效 率，节省工艺过程，而实现自动化布料是泵送管桩生产的关键环节。将流态化混凝土应用到PHC管桩生产领域已得到大家的广泛关注，国内一些大型管桩生产企业开始尝试用流态混凝土泵送工艺进行PHC管桩的自动化生产。

管桩引入泵送混凝土进行封闭模喂料生产技术，可大幅减少管桩生产台前的用工数量及劳动强度，但也带来了很多不利的影响。如很多管桩厂由于对泵送混凝土的性能掌握不到位，致使生产过程面临诸多问题。效率、产能低下严重阻碍了管桩行业的发展，做好PHC管桩泵送混凝土管桩工艺技术方面的应用尤为重要。

一、试验及工作性能测试方法

1.1 原材料

(1)水泥：福建龙岩某水泥股份有限公司生产的52.5级P·II硅酸盐水泥，其性能指标见表1。

表1 水泥的物理力学性能

(2)碎石：漳州某石料厂生产的花岗岩碎石，有5〜20mm和10〜31.5mm两种粒级，碎石具体性能指标见表2。

表2 粗集料检验结果

(3)砂：细度模数为2.7，II区中砂，含泥量0.8%，表观密度2620kg/m3，堆积密度1450kg/m3。

(4)掺合料：硅砂粉，比表面积412g/cm3，硅含量90.3%，烧失量0.83%；粉煤灰选用II级粉煤灰，细度（筛余百分比）18.5%，需水量比95%，烧失量0.83%；矿粉为S95等级，28d活性98%，比表面积422g/cm3。

(5)减水剂：福建科之杰生产的Point-S聚羧酸系高性能减水剂，减水率28.4%，7d及28d抗压强度比分别为 152%、143%，28d收缩率比为93%。

1.2 试验方法

新拌混凝土的工作性能通过坍落度、倒置坍落度筒排空时间、含气量等指标来评价，其检验方法按GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行。

混凝土抗压强度试验按GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》规定的方法进行评价，试块尺寸为150mm×150mm×150mm。

二、试验结果及分析

2.1 PHC管桩合理水胶比的确定

根据GB13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》中要求，PHC管桩强度等级应不低于C80。通过调整混凝土用水量，对比不同水胶比下，PHC管桩的蒸养强度、蒸压强度，其配合比见表3，试验强度见图1。

表3 不同水胶比的配合比试验

根据图1可以看出，SP-04、SP-05的蒸压强度都大于88MPa，符合PHC管桩强度要求。故对比SP-04与SP-05，水胶比从0.31下降至0.30时，其蒸养强度及蒸压强度无明显增长，故选择水胶比0.31为最优水胶比。

图1 不同水胶比强度

2.2 浆骨比对PHC管桩泵送性能的影响

泵送性能的泵送忧虑，不只单纯考虑混凝土坍落度，混凝土的工作性能也尤为重要。其泵送性能应结合强度等级 观察其流动性、粘聚性、保水性，此外也可通过倒坍落度筒法进行测试。

由2.1确定出PHC管桩泵送合理的水胶比为0.31，以0.31水胶比为基础进行浆骨比调整，观察PHC管桩泵送性 能、倒坍落度筒排空时间、蒸养强度及蒸压强度。浆骨比配合比调整，试验结果见表4，表5。

表4 浆骨比调整

表5 浆骨比试验结果

由表5可见，浆骨比在0.32、0.33时浆体较为饱满易于泵送，倒坍落度筒流动时间分别为7.3s、6.8s，排空速度较快。相比浆骨比高与浆骨比低的蒸养蒸压强度，浆骨比低的蒸养蒸压强度比浆骨比高的蒸养蒸压强度略低，但都符合其蒸养及蒸压强度要求。

对比浆骨比0.32、0.33，从倒坍落度筒流动时间缩短幅度及蒸养、蒸压强度的增长幅度看，PHC管桩浆骨比宜选择0.32。

2.3 含气量对PHC管桩泵送性能的影响

通过调整聚羧酸系高性能减水剂中的引气剂及消泡剂组分观察其泵送性能、蒸养强度及蒸压强度，并根据2.2得出较优浆骨比，试验混凝土配合比参照SP-09。外加剂复配方案见表6，试验结果见表7。

表6 外加剂复配方案

表7 不同含气量试验结果

通过不同含气量的调整对比可以看出，含气量在1.4%、1.7%、2.2%时浆体较为饱满，倒坍落度筒排空时间较短，适合于泵送。而含气量在2.2%时，对于蒸养强度、蒸压强度影响较大，不适合于生产。含气量在0.8%、1.1%时混凝土较粘，泵送时泵送压力较大，不易于泵送。故建议PHC管桩泵送含气 量宜控制在1.5%左右。

2.4 矿物掺合料对PHC管桩泵送性能的影响

以SP-09配合比为基础，对比硅砂粉、粉煤灰、矿粉并调整不同掺合料用量对泵送性能的影响。不同掺合料及用量配合比见表8，试验结果见表9。

表8 不同掺合料及用量配合比

表9 不同掺合料试验结果

从表9可以看出，SP-18与SP-19因为粉煤灰的形态效应，其倒坍落度筒的留时间最短，且浆体较为饱满易于泵送，但其蒸养强度，蒸压强度偏低，无法满足PHC管桩的强度要求。

SP-16与SP-17对比，其泵送性能，倒坍落度流动时间相当，蒸养强度蒸压强度相当，而从成本考虑硅砂粉的单方用量宜为130kg。对比SP-20与SP-21，其泵送性能，倒坍落度流动时间相当，蒸养强度蒸压强度相当，而从成本考虑矿粉的单方用量宜为130kg。

SP-16与SP-20对比来看，矿粉与硅砂粉的泵送性能相当，倒坍落度排空时间偏长，在蒸养强度方面高于硅砂粉，蒸压强度与硅砂粉相当。

综合泵送性能、倒坍落度排空时间及蒸压强度，PHC管桩泵送掺合料宜为硅砂粉其单方用量为130kg。

三、结论

(1)结合蒸养强度及蒸养强度，PHC管桩泵送混凝土水胶比宜选择0.31。

(2)从倒坍落度筒流动时间缩短幅度及蒸养蒸压强度的增长幅度看，PHC管桩浆骨比宜选择0.32。

(3)通过不同含气量的调整对比，从倒坍落度筒排空时间、蒸养强度、蒸压强度，建议PHC管桩泵送含气量宜控制在1.5%左右。

(4)综合泵送性能、倒坍落度排空时间及蒸压强度，PHC管桩泵送掺合料宜为硅砂粉其单方用量为130kg。