泵送混凝土堵管故障分析

泵送混凝土堵管故障分析

摘要:隨著現代建設的飛速發展,泵送混凝土設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、能連續作業、節省人力、節約施工成本等優異性能已被施工單位廣泛使用。
　　關鍵詞:泵送 混凝土 故障 分析
　　
　　由于一些施工人員對泵送混凝土施工工藝缺乏系統的了解,在施工中操作不當,致使在施工中容易發生堵管或其他的故障,嚴重影響了混凝土澆筑質量,延誤了施工工期,加大了施工成本。為了避免這種現象的發生,本文對堵管現象產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備,混凝土泵液壓系統一般為高壓大流量系統在砼中,正常情況下,混凝土在泵送管道中心形成柱狀流體,呈懸浮狀態流動。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生相對運動。當粗骨料中的某些骨料運動受阻,后面的骨料運動速度因受影響而漸漸滯緩,致使管道內粗骨料形成集結,支撐粗骨料的砂漿被擠走,余下來的間隙由小骨料填補。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潤滑層。砼只有保持這種狀態,泵造才能順利進行。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,經常會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防措施。
　　2 堵管原因及排除方法
　　2.1 混凝土拌合物質量
　　2.1.1 坍落度不穩定堵管
　�、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:混凝土泵壓力明顯增大,隨時有出現堵管的可能。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,出口處常出現一段段的混凝土柱狀并摻雜著熱氣。造成這種現象的原因是管內運動混凝土中潤滑膜成分顆粒被水膜包裹時其膜太薄,使潤滑膜在混凝土內部及其管內壁的潤滑作用降低。
　�、诨炷�土坍落度過大(23-25cm)時:混凝土可近距離輸送,但在管內稍加停歇就會出現堵管,這是因為混凝土已接近離析狀態,由于機械的磨損或分配閥關閉不嚴容易產生漏漿。在長距離輸送時,由于骨料的重力作用,粗骨料逐漸下沉而產生分層離析,造成遠距混凝土泵送將無法進行;當平行中距100m以上,泵送時將出現混凝土離析堵管,這是因為混凝土坍落度過大時容易出現彎頭處骨料的紊流現象,泵送壓力無法屈服紊流阻力,而出現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;當混凝土在上下垂直泵送時,垂直下900彎頭很容易出現骨料堆積,稍加停頓就會在壓力作用下產生嚴重泌水堵管,如強行進行泵送甚至會出現輸送管暴管。
　　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根據泵送的高度和距離確定。對于大落差,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,管內混凝土因自重而產生向下自流,粗骨料下落速度遠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,極易造成粗細骨料分離,而發生堵管現象。
　　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,水分會通過骨料間隙滲透,使骨料聚結引起堵管;②混凝土水灰比過大時易產生分層離析,造成砂漿與骨料產生離析而堵管;③水泥用量過小或砂率過大時,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,最大水灰比為0.6,一般宜控制在0.4-0.6比較好�；炷�土的用水量應根據坍落度要求,并參照砂石級配來確定。如果為滿足坍落度要求而用水量過大,很容易產生泌水離析而堵管。此時應通過改善砂石級配、選用外加劑和摻合料來調整坍落度。
　　2.1.3 骨料級配和砂率不合理堵管
　�、俟橇霞壟洳缓�,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,影響混凝土的流動性,甚至管道內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至堵管;
　�、谏奥蕦�混凝土拌合物的流動性和粘聚性影響最大。砂率過大,消耗水泥漿多,混凝土流動性下降,影響泵送;砂率過小,細骨料不能包裹粗骨料和填充粗骨料之間產生空隙,將無法泵送。
　　排除方法:
　�、俑纳粕笆�的級配和調整砂率:粗骨料宜選用表面光滑的圓形或近似圓形的骨料,卵石優于碎石,碎石中針片狀碎石含量應小于5%,粗骨料的最大粒徑也應符合以下要求:a碎石粒徑不應大于輸送管內徑的1/4;b卵石粒徑不應大于管內徑的1/3;c粗骨料最大粒徑不得大于結構截面最小尺寸的1/4。粗骨料的級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的連續級配。
　�、趯�細集料的要求:a宜用細度模數為2.5-3.2的中砂;b通過0.315的篩孔的砂應大于15%;c有良好的級配,空隙率小,粗砂空隙率大,可泵性差;砂粒過細,泌水性增大,混凝土干縮性,泵送阻力大。如因細骨料不能滿足泵送要求而發生堵管;可通過調整水泥用量、砂率、改善粗骨料級配、添加外加劑等方法予以解決。
　　③泵送混凝土的砂率要求:泵送混凝土的砂率主要與骨料的種類和最大粒徑、砂的級配和水泥用量有關。泵送混凝土的砂率一般應控制在40%-50%,砂率可根據實際情況具體調整,使用粗骨料可適當增大砂率,用細砂則減少砂率。根據經驗,中砂的砂率一般控制在38%-45%,細砂或特細砂的砂率以32%-38%較為合適。
　　2.2 間歇超時堵管
　　原因:由于混凝土在管內間隙時間(泵送時,發生停電或是其他原因導致的暫停泵送混凝土)過長�；炷�土漿體蒸發,混凝土內水膜脫出,從管卡子的接縫處向外漏水,此時表明混凝土已開始初凝;當再泵送時,混凝土顆粒間的潤滑膜不能隨機械的推動力作用使混凝土回復到原來的和易性狀態,使混凝土在拐彎處的摩阻力急劇增加而堵管。當被頂出混凝土已溫度過高就說明管內已經堵死。
　　2.3 操縱方法不當堵管
　　原因:①管道清潔不夠干凈;②混凝土排量過大;③待料或停機時間過長;④泵送困難或泵壓升高時處理不當;⑤混凝土配料準確度不夠,攪拌不均。

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