泵送混凝土堵管故障分析
摘要:随着现代建设的飞速发展,泵送混凝土设备因其一次性完成混凝土拌合物的方量大、输送能力大、效率高、能连续作业、节省人力、节约施工成本等优异性能已被施工单位广泛使用。
关键词:泵送 混凝土 故障 分析
由于一些施工人员对泵送混凝土施工工艺缺乏系统的了解,在施工中操作不当,致使在施工中容易发生堵管或其他的故障,严重影响了混凝土浇筑质量,延误了施工工期,加大了施工成本。为了避免这种现象的发生,本文对堵管现象产生的原因和排除方法分析如下。
1 混凝土泵送原理
混凝土泵是通过管道依靠压力输送混凝土的施工设备,混凝土泵液压系统一般为高压大流量系统在砼中,正常情况下,混凝土在泵送管道中心形成柱状流体,呈悬浮状态流动。流体表面包有一层水泥浆,水泥浆层作为一种润滑剂与管壁接触,骨料之间基本上不产生相对运动。当粗骨料中的某些骨料运动受阻,后面的骨料运动速度因受影响而渐渐滞缓,致使管道内粗骨料形成集结,支撑粗骨料的砂浆被挤走,余下来的间隙由小骨料填补。泵送过程中由于压力作用,一部分水泥砂浆被挤向外层,在粗骨料与管壁之间形成一个润滑层。砼只有保持这种状态,泵造才能顺利进行。随着建筑工期的不断缩短与建筑物的高度逐渐增高,泵送混凝土用量剧增。在泵送施工中,经常会由于各处原因造成混凝土堵泵或堵管,通过分析四大方面的原因提出了预防措施。
2 堵管原因及排除方法
2.1 混凝土拌合物质量
2.1.1 坍落度不稳定堵管
①混凝土坍落度过小(泵送混凝土坍落度最好控制在8一16cm)时:混凝土泵压力明显增大,随时有出现堵管的可能。原因是混凝土泵吸人混凝土非常困难,吸人量减少,带入了空气,造成摩擦阻力增大,流速不均,出口处常出现一段段的混凝土柱状并掺杂着热气。造成这种现象的原因是管内运动混凝土中润滑膜成分颗粒被水膜包裹时其膜太薄,使润滑膜在混凝土内部及其管内壁的润滑作用降低。
②混凝土坍落度过大(23-25cm)时:混凝土可近距离输送,但在管内稍加停歇就会出现堵管,这是因为混凝土已接近离析状态,由于机械的磨损或分配阀关闭不严容易产生漏浆。在长距离输送时,由于骨料的重力作用,粗骨料逐渐下沉而产生分层离析,造成远距混凝土泵送将无法进行;当平行中距100m以上,泵送时将出现混凝土离析堵管,这是因为混凝土坍落度过大时容易出现弯头处骨料的紊流现象,泵送压力无法屈服紊流阻力,而出现骨料相互冲撞挤压增大与管壁摩阻力,造成混凝土堆积堵管;当混凝土在上下垂直泵送时,垂直下900弯头很容易出现骨料堆积,稍加停顿就会在压力作用下产生严重泌水堵管,如强行进行泵送甚至会出现输送管暴管。
排除方法:控制混凝土至适合的坍落度。泵送混凝土的坍落度应根据泵送的高度和距离确定。对于大落差,垂直向下的混凝土泵送施工,坍落度宜控制在12-16cm为好,由于向下泵送混凝土过程中,管内混凝土因自重而产生向下自流,粗骨料下落速度远大于砂浆的流散速度,而造成混凝土的分层离析。所以若坍落度选择过大,极易造成粗细骨料分离,而发生堵管现象。
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压力梯度较大处,水分会通过骨料间隙渗透,使骨料聚结引起堵管;②混凝土水灰比过大时易产生分层离析,造成砂浆与骨料产生离析而堵管;③水泥用量过小或砂率过大时,混凝土拌合物的和易性差,与管壁的摩阻力增大,极易堵管;水泥用量过大,无助于提高混凝土的可泵性,相反会加大混凝土的坍落度损失,粘度增大,从而增加泵送阻力,也易堵管。
排除方法:确定适当的水灰比及用水量。泵送混凝土的水泥用量一般不得小于300kg/m3,最大水灰比为0.6,一般宜控制在0.4-0.6比较好。混凝土的用水量应根据坍落度要求,并参照砂石级配来确定。如果为满足坍落度要求而用水量过大,很容易产生泌水离析而堵管。此时应通过改善砂石级配、选用外加剂和掺合料来调整坍落度。