泵送混凝土的原理、技术特点和施工操作 |
细石混凝土运输是混凝土工程的一个重要施工过程, 可选用的运输机具种类多,
要根据混凝土工程量、运输距离、道路、气候和现有设备等情况综合考虑。混凝土泵是连续式运输机具之一, 它以混凝土泵为动力,
将混凝土从混凝土搅拌运输车或贮料斗中卸入泵的料斗后, 利用泵的压力将混凝土沿管道直接输送到浇筑地点, 可以同时完成水平和垂直运输,
是发展较快的一种混凝土运输方法, 工业与民用建筑施工皆可应用, 特别是应用于大体积混凝土和采用现浇、滑模施工,
但泵送混凝土仍然具有明显的综合效益。 泵送混凝土输送量大, 速度快, 效率高, 节省人力, 能连续作业, 技术要求高, 一般需要设备先进、有严格质量控制系统的集中制备站相配合, 不仅混凝土拌合物质量能得到保证, 而且可以在输送量、流动性等方面满足输送要求。同时避免了现场制备对混凝土质量的各种不利影响, 改善了现场的施工环境, 减少了浪费, 在合理的浇筑方案的指导下, 可有序、快捷地完成浇筑任务,加快了施工速度。 利用混凝土泵进行混凝土运输, 要求混凝土在运输过程中保持均匀性, 避免产生分离、泌水、砂浆流失、流动性减小等现象, 要求浇筑工作能够连续进行, 保证管道通畅, 在混凝土初凝之前浇筑完毕。因此, 对原材料、配合比要严格控制, 要组织严密, 采用科学的方法进行管理。 一、对材料的要求 1、水泥 泵送混凝土中, 水泥的各项指标应符合相关标准的要求, 水泥品种宜选用普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰水泥, 有相应的技术措施时也可以采用矿渣水泥。普通硅酸盐水泥保水性、抗冻性能好, 非常适于在泵送混凝土中使用。火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥保水性能好, 水化热小, 不仅适于泵送, 在大体积混凝土中也被广泛采用, 由于水化热低, 大大降低了温度裂缝产生的可能性。 在混凝土拌合料中, 水泥浆填充骨料间隙并在骨料表面形成润滑层, 可见, 在泵送过程中, 为了获得好的流动性, 必须有足够的水泥浆, 起到润滑管道和传递压力的作用, 所以, 水泥用量非常重要。水泥用量小, 混凝土的和易性差, 泵送阻力大, 容易产生阻塞, **小的水泥用量视输送管径和泵送距离而定, 一般为280~ 300kg/m3; 水泥用量大, 造成浪费, 还会影响混凝土强度,且水泥水热化高, 也会使大体积混凝土产生过大的温度应力, 因此, 要在保证混凝土强度等级和利于泵送的前提下, 正确计算水泥用量。 2、砂子 砂子宜用中砂, 砂率控制在40%~ 50% , 制备的混凝土可获得好的和易性。 3、碎石 碎石**大直径与输送管径之比宜小于或等于1∶3, 卵石宜为1∶2. 5, 以免阻塞。 4、外加剂 泵送混凝土常采用的外加剂为木质素磺酸钙减水剂, 适宜掺量为水泥重的0. 25% , 掺入木质素磺酸钙可增强混凝土的流动性, 并起缓凝作用, 有利于泵送, 延迟水泥水热化的释放, 减少温度应力, 避免温度裂缝。 强度要求较高时, 也可采用N F 高效减水剂, CA 复合早强减水剂, 减水率高, 早强和增强效果显著, 能大幅度提高混凝土的工作性和流动性, 并可节约水泥用量20~ 30%。掺量为水泥重量的0. 5~ 1% , 常用掺量为0. 8%。 5、拌合料 泵送的混凝土拌合料塌落度一般视情况而定, 但于现场制备、由人工运输的混凝土相比塌落度较高。向下泵送时, 为防止混凝土因自重下滑引起离析, 阻塞管道, 塌落度应适当减小; 向上泵送时, 为避免过大的倒流压力, 塌落度不宜过大。用布料杆进行浇筑, 或管道拐弯较多, 宜适用加大塌落度。一般控制在8~ 18cm 为宜。 泵送混凝土水灰比除了考虑混凝土的强度和耐久性的影响外, 还要考虑对泵送粘性阻力的影响。水灰比小, 拌合料干涩, 泵送阻力大; 水灰比过大, 保水性差, 易产生离析。泵送混凝土的水灰比应控制在0. 45~ 0. 75 时混凝土的和易性较好。 泵送混凝土必须用机械搅拌, 掺有外加剂时, 一般搅拌时间不宜小于120min, 各盘混凝土的塌落度应保持均匀。 二、对机具的要求 混凝土泵站应备有足够功率和稳定电压的电源, 并备有空气压缩机, 用于清洗管道时推动清洗球。 混凝土泵有活塞泵、气压泵、挤压泵等几种不同的驱动方式, 目前应用较多的是液压活塞泵, 输送能力可到达150m3/小时, **大水平输送距离可达到800m , **大垂直输送高度可达到300m。可根据工程的特点、施工条件正确选用不同泵的型号。 混凝土输送是泵送混凝土中重要的配套部件, 应选用**压力管, 一般采用无缝钢管管径有100mm、125mm、150mm 等几种, 直管的标准长度有4. 0m、3. 0m、2. 0m、1. 0m、0. 5m 等几种, 其中, 以3. 0m 管为主, 并配有各种拐弯角度的短管。 现场规划时要合理布置泵、泵车、管道和布料器的安放位置, 尽量减少转换次数。泵送宜先远后近, 在浇筑中逐渐缩短管长。泵送管道的水平换算距离总和应小于设备的**大泵送距离。 输送管道的敷设, 应符合线路短、弯道少, 接头密的原则, 直管布置应顺直, 转弯位置的锚固要牢固。管道经过的位置要平整, 管道应用支架垫固。不得直接与模板和钢筋接触。混凝土泵与垂直向上管的距离宜大于10m , 以抵消反堕冲力和保证泵的振动不直接传到垂直管, 垂直管的根部设一个截流阀, 防止停泵时混凝土倒流产生负压。 三、对施工操作要求 1、泵送之前 先将储料斗内清水从管道倒出, 到达湿润和清洁管道的作用, 然后用与混凝土配比相同的水泥砂浆湿润管道, 即可泵送混凝土。 2、泵送时间 搅拌车卸料前, 必须以搅拌速度搅拌一段时间方可卸入料斗。开始泵送时, 泵送速度宜放慢, 油压变化应在允许范围内, 待泵送顺利时, 才用正常速度进行泵送。 泵送期间, 料斗内的混凝土量应保持在缸筒口上100mm 到料斗口下150mm 之间, 避免吸入效率低, 吸入空气造成塞管, 或反抽时溢出, 并加大搅拌轴负荷。 发现塌落度损失过大, 经过现场实验员的同意, 可以向搅拌车内加入与混凝土水灰比相同的水泥浆, 或与混凝土配比相同的水泥砂浆, 经充分搅拌后, 才能卸入泵机料斗内, 严禁向内叫水。 混凝土的供料宜保证泵送连续作业。当混凝土供应不及时,需降低泵送速度; 泵送暂时中断, 搅拌不应停止; 泵送中途若停歇时间超过20min、管道又较长时, 应每隔5min 开泵一次; 泵送少量混凝土, 管道教短时, 可每隔5min 正反转2~ 3 个行程, 使管内混凝土蠕动, 防止泌水离析; 气温高、塌落度小、预计停歇时间超过60min 时, 可能造成管道阻塞, 宜将混凝土从泵和输送管内清除, 或添加自拌混凝土, 以保证泵机连续工作。 在高温季节泵送, 宜用湿草袋覆盖管道进行降温, 以降低入模温度。冬季施工时管上要覆盖保温材料, 防止混凝土受冻。 3、泵送完毕 泵送完毕, 采用空气压缩机推动清洗球清理管道。清理过程中, 应随时敲击管道, 了解混凝土是否接近排空, 当输送管内尚有10m 左右时, 应将压缩机缓慢减压, 防止出现大喷爆和伤人。泵送混凝土一般掺有缓凝剂, 养护方法与不掺外加剂的方法相同, 应在混凝土终凝之前才浇水养护, 并且要加强早期养护。由于泵送混凝土的水泥用量大, 宜进行蓄水养护, 或覆盖草袋, 以减少收缩裂缝。 |
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