泵送混凝土堵管故障分析

摘要:隨著現(xiàn)代建設(shè)的飛速發(fā)展,泵送混凝土設(shè)備因其一次性完成混凝土拌合物的方量大、輸送能力大、效率高、能連續(xù)作業(yè)、節(jié)省人力、節(jié)約施工成本等優(yōu)異性能已被施工單位廣泛使用。
　　關(guān)鍵詞:泵送 混凝土 故障 分析
　　
　　由于一些施工人員對(duì)泵送混凝土施工工藝缺乏系統(tǒng)的了解,在施工中操作不當(dāng),致使在施工中容易發(fā)生堵管或其他的故障,嚴(yán)重影響了混凝土澆筑質(zhì)量,延誤了施工工期,加大了施工成本。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,本文對(duì)堵管現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和排除方法分析如下。
　　1 混凝土泵送原理
　　混凝土泵是通過管道依靠壓力輸送混凝土的施工設(shè)備,混凝土泵液壓系統(tǒng)一般為高壓大流量系統(tǒng)在砼中,正常情況下,混凝土在泵送管道中心形成柱狀流體,呈懸浮狀態(tài)流動(dòng)。流體表面包有一層水泥漿,水泥漿層作為一種潤滑劑與管壁接觸,骨料之間基本上不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)粗骨料中的某些骨料運(yùn)動(dòng)受阻,后面的骨料運(yùn)動(dòng)速度因受影響而漸漸滯緩,致使管道內(nèi)粗骨料形成集結(jié),支撐粗骨料的砂漿被擠走,余下來的間隙由小骨料填補(bǔ)。泵送過程中由于壓力作用,一部分水泥砂漿被擠向外層,在粗骨料與管壁之間形成一個(gè)潤滑層。砼只有保持這種狀態(tài),泵造才能順利進(jìn)行。隨著建筑工期的不斷縮短與建筑物的高度逐漸增高,泵送混凝土用量劇增。在泵送施工中,經(jīng)常會(huì)由于各處原因造成混凝土堵泵或堵管,通過分析四大方面的原因提出了預(yù)防措施。
　　2 堵管原因及排除方法
　　2.1 混凝土拌合物質(zhì)量
　　2.1.1 坍落度不穩(wěn)定堵管
　�、倩炷�土坍落度過小(泵送混凝土坍落度最好控制在8一16cm)時(shí):混凝土泵壓力明顯增大,隨時(shí)有出現(xiàn)堵管的可能。原因是混凝土泵吸人混凝土非常困難,吸人量減少,帶入了空氣,造成摩擦阻力增大,流速不均,出口處常出現(xiàn)一段段的混凝土柱狀并摻雜著熱氣。造成這種現(xiàn)象的原因是管內(nèi)運(yùn)動(dòng)混凝土中潤滑膜成分顆粒被水膜包裹時(shí)其膜太薄,使?jié)櫥�膜在混凝土�?nèi)部及其管內(nèi)壁的潤滑作用降低。
　�、诨炷�土坍落度過大(23-25cm)時(shí):混凝土可近距離輸送,但在管內(nèi)稍加停歇就會(huì)出現(xiàn)堵管,這是因?yàn)榛炷�土已接近離析狀態(tài),由于機(jī)械的磨損或分配閥關(guān)閉不嚴(yán)容易產(chǎn)生漏漿。在長距離輸送時(shí),由于骨料的重力作用,粗骨料逐漸下沉而產(chǎn)生分層離析,造成遠(yuǎn)距混凝土泵送將無法進(jìn)行;當(dāng)平行中距100m以上,泵送時(shí)將出現(xiàn)混凝土離析堵管,這是因?yàn)榛炷�土坍落度過大時(shí)容易出現(xiàn)彎頭處骨料的紊流現(xiàn)象,泵送壓力無法屈服紊流阻力,而出現(xiàn)骨料相互沖撞擠壓增大與管壁摩阻力,造成混凝土堆積堵管;當(dāng)混凝土在上下垂直泵送時(shí),垂直下900彎頭很容易出現(xiàn)骨料堆積,稍加停頓就會(huì)在壓力作用下產(chǎn)生嚴(yán)重泌水堵管,如強(qiáng)行進(jìn)行泵送甚至?xí)�出現(xiàn)輸送管暴管。
　　排除方法:控制混凝土至適合的坍落度。泵送混凝土的坍落度應(yīng)根據(jù)泵送的高度和距離確定。對(duì)于大落差,垂直向下的混凝土泵送施工,坍落度宜控制在12-16cm為好,由于向下泵送混凝土過程中,管內(nèi)混凝土因自重而產(chǎn)生向下自流,粗骨料下落速度遠(yuǎn)大于砂漿的流散速度,而造成混凝土的分層離析。所以若坍落度選擇過大,極易造成粗細(xì)骨料分離,而發(fā)生堵管現(xiàn)象。
　　2.1.2 混凝土配合比不良堵管
　　原因:①配比不良的混凝土拌合物在壓力梯度較大處,水分會(huì)通過骨料間隙滲透,使骨料聚結(jié)引起堵管;②混凝土水灰比過大時(shí)易產(chǎn)生分層離析,造成砂漿與骨料產(chǎn)生離析而堵管;③水泥用量過小或砂率過大時(shí),混凝土拌合物的和易性差,與管壁的摩阻力增大,極易堵管;水泥用量過大,無助于提高混凝土的可泵性,相反會(huì)加大混凝土的坍落度損失,粘度增大,從而增加泵送阻力,也易堵管。
　　排除方法:確定適當(dāng)?shù)乃�灰比及用水量。泵送混凝土的水泥用量一般不得小�?00kg/m3,最大水灰比為0.6,一般宜控制在0.4-0.6比較好。混凝土的用水量應(yīng)根據(jù)坍落度要求,并參照砂石級(jí)配來確定。如果為滿足坍落度要求而用水量過大,很容易產(chǎn)生泌水離析而堵管。此時(shí)應(yīng)通過改善砂石級(jí)配、選用外加劑和摻合料來調(diào)整坍落度。
　　2.1.3 骨料級(jí)配和砂率不合理堵管
　�、俟橇霞�(jí)配不好,水泥砂漿不能充分填充骨料的空隙,使石子之間直接接觸增加石子間的摩擦力,影響混凝土的流動(dòng)性,甚至管道內(nèi)由于缺少必要的水泥砂漿作潤滑劑,而使混凝土中石子直接與管壁接觸,增大了泵送阻力從而導(dǎo)至堵管;
　　②砂率對(duì)混凝土拌合物的流動(dòng)性和粘聚性影響最大。砂率過大,消耗水泥漿多,混凝土流動(dòng)性下降,影響泵送;砂率過小,細(xì)骨料不能包裹粗骨料和填充粗骨料之間產(chǎn)生空隙,將無法泵送。
　　排除方法:
　�、俑纳粕笆�的級(jí)配和調(diào)整砂率:粗骨料宜選用表面光滑的圓形或近似圓形的骨料,卵石優(yōu)于碎石,碎石中針片狀碎石含量應(yīng)小于5%,粗骨料的最大粒徑也應(yīng)符合以下要求:a碎石粒徑不應(yīng)大于輸送管內(nèi)徑的1/4;b卵石粒徑不應(yīng)大于管內(nèi)徑的1/3;c粗骨料最大粒徑不得大于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4。粗骨料的級(jí)配直接影響空隙率和砂率,從而影響混凝土的可泵性,一般常用5-25mm的連續(xù)級(jí)配。
　�、趯�(duì)細(xì)集料的要求:a宜用細(xì)度模數(shù)為2.5-3.2的中砂;b通過0.315的篩孔的砂應(yīng)大于15%;c有良好的級(jí)配,空隙率小,粗砂空隙率大,可泵性差;砂粒過細(xì),泌水性增大,混凝土干縮性,泵送阻力大。如因細(xì)骨料不能滿足泵送要求而發(fā)生堵管;可通過調(diào)整水泥用量、砂率、改善粗骨料級(jí)配、添加外加劑等方法予以解決。
　�、郾盟突炷�土的砂率要求:泵送混凝土的砂率主要與骨料的種類和最大粒徑、砂的級(jí)配和水泥用量有關(guān)。泵送混凝土的砂率一般應(yīng)控制在40%-50%,砂率可根據(jù)實(shí)際情況具體調(diào)整,使用粗骨料可適當(dāng)增大砂率,用細(xì)砂則減少砂率。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),中砂的砂率一般控制在38%-45%,細(xì)砂或特細(xì)砂的砂率以32%-38%較為合適。
　　2.2 間歇超時(shí)堵管
　　原因:由于混凝土在管內(nèi)間隙時(shí)間(泵送時(shí),發(fā)生停電或是其他原因?qū)е碌臅和１盟突炷��?過長�；炷�土漿體蒸發(fā),混凝土內(nèi)水膜脫出,從管卡子的接縫處向外漏水,此時(shí)表明混凝土已開始初凝;當(dāng)再泵送時(shí),混凝土顆粒間的潤滑膜不能隨機(jī)械的推動(dòng)力作用使混凝土回復(fù)到原來的和易性狀態(tài),使混凝土在拐彎處的摩阻力急劇增加而堵管。當(dāng)被頂出混凝土已溫度過高就說明管內(nèi)已經(jīng)堵死。
　　2.3 操縱方法不當(dāng)堵管
　　原因:①管道清潔不夠干凈;②混凝土排量過大;③待料或停機(jī)時(shí)間過長;④泵送困難或泵壓升高時(shí)處理不當(dāng);⑤混凝土配料準(zhǔn)確度不夠,攪拌不均。

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