混 凝 土 超 高 泵 送 压 力 损 失 研 究 与 分 析
许 永 和
上海建工集团股份有限公司 上海 200080
摘要 ：研究了我国行业标准在超高泵送混凝土材料体系与混凝土泵送压力损失计算分析方面的不适应性，揭示了混凝
土泵输送管管径、累计水平换算距离、垂直高度等多种因素对压力损失的影响规律，为混凝土超高泵送压力损失计算
公式的完善与修订提供了有益的参考。
关键诃：混凝土；超高泵送；泵送压力；输送管
中圈分类号：TU64 6 文献标志码：B DOh 1 0．1 41 44／j．cnki．jzsg．201 6．04．036
Study and Analysis of Ultra High Concrete Pumping Pressure Loss
． XU Yonghe
Shanghai Construction Group Co．，Ltd． Shanghai 200080
1 混 凝 土 输 送 管 压 力 损 失 计 算 公 式
我 国 《混 凝土 泵 送施 工技 术 规程 》 (JGJ／T 10--
201 1)在对混凝土泵送阻力的计算时 ，对混凝土在水平输
送管内流动每米产生的压力损失 ，按公式 (1)一 (3)计
算 。
△PH：2／r[K1十K2(1+f2庸1) (1)
Kl=300-S1 一 (2)
K2=400-S1 (3)
式中：△P 广—混 凝土在水平管内流动每米产生的压力损
失 ，Pa／m；
r__一 混凝土输送管半径 ，m；
K1——黏着系数，Pa；
K2——速度系数，Pa·s／m；
s ——混凝土坍落度 ， mm；
f2／f ——混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土
时间之比，当设备性能未知时，可取0．3；
一 混凝土拌和物在输送管内的平均流速 ，m／s；
一 径向压力与轴向压力之比，对普通混凝土取
0．90。
混凝土最大泵送阻力按公式 (4)计算。
‰ + (4)
式中 ：Pm ——混凝土最大泵送阻力，Mr'a；
[——混凝土输送管路系统的累计水平换算距离，
111；
P广 混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失 ，
MPa。
2 计 算 公 式 的 来 源 及 其 参 数 的 不 适 应 性
我 国行业标准采 用的计算公式来源于S．Morinaga公
式 。由于S．Morinaga公 式是1973年提出的 ，计算式中的黏
着系数K 和速度系数K：是基于坍落度指标计算而来。随着
现代混凝土技术的快速发展 ，超高泵送混凝土材料呈现高
流态 自密实的发展趋势 ，坍落度指标已经不能满足高流态
自密实混凝土 的表征需求 。研究[2 表明 ，对于高性能混凝
土 ，K 黏着系数和K：速度系数实际测算结果与S．Morinaga
经验公式的计算结果相差甚远 。在相同泵送速度条件下 ，
一 般来讲 ，混凝土强度等级越高 ，其水胶比越低 ，单位长
度水平管压力损失 AP 越大。然而在采用降黏技术措施的
条件下 ，水胶比的影响规律可 以被改变。因此 ，以坍落度
指标为基础的计算公式已经无法准确计算超高泵送混凝土
在输送管内的压 力损失 ，采用更加科学合理的表征参数替
代坍落度指标参数成为一种迫切的需求。
与此同时 ， 的取值也是针对普通混凝土 ，该计算方
法的适用对象存在局限性。
3 计 算 公 式 影 响 因素 分 析
3．1 输送管 管径 与压力损 失的关系
为了探索输送管管径对泵送压力的影响，在混凝土材
料强度等级和组成成分相同的情况下 (S。=200 mm，排量
Q：=30 m 、60 m。)，采用我国行业标准的计算公式研究输
送管管径与泵送压力的关系 ，结果见图1。
2016．4．Bui ng C0nslructi0n田
许永和：混凝土超高泵送压力损失研究与分析
萋 司
15 ＼ ＼、 100％ ——～ ． 69
输送管管径／mm (a)流速与管径的关系
＼ 1nn％ 0．02 、、— ～
7赢 0．01．
输送管管径／mm
(b)△R与管径的关系 (。^=30m。)
图1输送管管径与
从图1可以看出，在排量相同的情况下 ，增大输送管管
径可以显著降低混凝土拌和物在不同管径输送管内的平均
流速 ，AP 值也显著降低。不同排量情况下 AP 与管径的
关系呈现相似的发展规律 ，从125 mm管径增加到150 mm管
径 ，AP 降低30％左右。而从上海环球金融中心大厦 、上
海中心大厦的实测泵送压力数据 (表 1)可以看出，增加管
径对泵送压力的影响与我国行业标准计算公式呈现的规律
并不一致。
表1输送管管径对泵送压力的影响
工程 管径／mm 泵送高度，m 实测泵送压力／MPa
上海环球金融 中心大厦 125 492 2O
150 580 24～25(主系统压力 上海中心大厦 17～18)
150 492 20—21
3．2 △PH与累计水平换算 距离 的关系
根据行业标准，各种布置状态下混凝土输送管路系统
的累计水平换算距离按公式 (5)计算 。
L=LH十aD×Lv+∑b8 XNo (5)
式中 ：L ——水平管长度；
L — 垂直管长度 ；
a． 一 管径D垂直管的水平换算系数；
—— 弯头张角为／3的弯管个数 ；
6 ——弯头张角为 JB的弯管水平换算系数。
图2、图3为上海环球金融中心大厦与某超高层建筑实
际泵送压力P、平均每米产生的压力损失 △PH与累计水平换
算距离L之间的关系。
行业标准将 A P 看作一个常数
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