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機(jī)制砂長距離泵送混凝土施工技術(shù)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2008-08-13  來源:中國混凝土網(wǎng)  作者:中鐵二十五局柳州公司 羅永海
核心提示:機(jī)制砂長距離泵送混凝土施工技術(shù)
  摘要:隨著工程建設(shè)的飛速發(fā)展,泵送混凝土在施工項(xiàng)目中被廣泛應(yīng)用。然而在泵送混凝土灌注作業(yè)中,由于各種條件因素的變化,致使混凝土施工時(shí)出現(xiàn)堵管、爆管、頂升壓力等問題,這不僅直接影響到工程質(zhì)量,也影響了工程進(jìn)度。文章以黃織鐵路歹陽河大橋工程泵送施工為例,針對泵送混凝土的施工特點(diǎn),從原材料的選用、配合比的設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、配管及布置以及混凝土拌制、運(yùn)輸及泵送過程等多方面進(jìn)行闡述。

  關(guān)鍵詞:配合比;混凝土泵;設(shè)備選型;配管 

      一、泵送砼的原材料和配合比

  黃織鐵路工程附近方圓幾百公里未見河砂資源,混凝土用砂僅能使用本地石場石灰?guī)r碎石加工生產(chǎn)的人工機(jī)制砂,細(xì)度模數(shù)3.1~3.4,屬粗砂。歹陽河大橋地勢險(xiǎn)要,河兩岸為峭壁地形,施工便道無法開進(jìn),且落差高達(dá)120米,大橋墩身最高110米,從0#臺至混凝土拌和站最遠(yuǎn)泵送線距離超過400米。這給泵送混凝土的施工帶來了極大的困難。機(jī)制砂混凝土單方用水量較大,且容易泌水,流動性差,不宜泵送。而且由于使用粗砂,使得遠(yuǎn)距離泵送的難度進(jìn)一步加大。為了彌補(bǔ)以上不足,在配合比設(shè)計(jì)中采取以下措施以提高混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo),以滿足施工需要:

  1.采用安順電廠Ⅰ級粉煤灰作為混凝土摻和料,水泥取代率15%~20%,超量系數(shù)1.1~-1.4,用于改善泵送混凝土的和易性和粘聚性,降低泵送阻力,提高細(xì)骨料中細(xì)顆粒組分,改善細(xì)料級配。同時(shí),摻入粉煤灰后,混凝土水化熱也有所降低,對于大體積混凝土基礎(chǔ)及墩身結(jié)構(gòu)的施工及耐久性極為有利。

  2.適當(dāng)提高混凝土砂率,以提高混凝土的泵送性能。

  3.采用六盤水恒帆HF聚羧酸高效緩凝減水劑,減水率30%以上,單方混凝土用水量控制在165公斤以內(nèi),將水膠比控制在0.40。以降低水泥用量,降低水化熱,防止砼裂縫,保證砼強(qiáng)度。

  4.粗骨料采用二級配碎石,分別為5~16mm及16~26.5mm碎石按1:1比例相摻,使碎石級配結(jié)構(gòu)達(dá)到泵送理想狀態(tài)。

  5.混凝土坍落度控制在180~220mm,以利于遠(yuǎn)距離泵送。

  6.水泥采用普定明達(dá)P.0 42.5級普通硅酸鹽水泥。

  通過正交法多次試驗(yàn),最終確定C35泵送混凝土的理論配合比為,水泥:粉煤灰:砂:(小石:中石):外加劑:水=1:0.20:2.61:(1.41:1.41):0.0144:0.48。坍落度220mm,坍落度損失值小于10mm/2小時(shí)。28d設(shè)計(jì)強(qiáng)度為45Mpa。單方水泥用量僅為344公斤。

      二、砼泵設(shè)備的選型

  砼泵的型號要根據(jù)工程情況、最大泵送距離、最大泵送量選定。進(jìn)行頂升混凝土施工時(shí),泵送頂升機(jī)具的選擇至關(guān)重要,關(guān)鍵是混凝土泵車提供的最大泵送頂升壓力能夠使結(jié)構(gòu)內(nèi)的混凝土達(dá)到指定位置, 如果頂升能力不足,頂升不到位而返工,將會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。具體計(jì)算時(shí)將鋼管的垂直高度折算成水平距離,利用求出的單位長度水平管產(chǎn)生的壓力損失值,計(jì)算出所需的泵送混凝土壓強(qiáng),考慮自重壓力、泵車內(nèi)部的壓力損失值后即可進(jìn)行泵送機(jī)具的選型。頂升混凝土?xí)r每個(gè)灌注孔盡量備用1 臺輸送泵,防止泵車中途出現(xiàn)故障,避免混凝土凝固。通過計(jì)算最后選定三一重工80泵機(jī)作為歹陽河大橋工程的混凝土輸送泵。

      三、砼泵配管

  1.根據(jù)施工要求及骨料大小、砼排量及泵送距離,配置輸送管時(shí)應(yīng)按最短距離、最少彎頭和最大彎頭來布管,盡量減小輸送阻力。

  2.輸送管的布置:水平管或向下垂直管的布置,宜使砼澆注方向與泵送方向相反,向上垂直管的布置,宜使砼澆注方向與泵送方向相同。

  3.配管時(shí)應(yīng)盡量避免上行傾斜配管,以防砼返流。泵出口錐管處,不許直接接彎管,至少應(yīng)接入5mm以上直管后,再接彎管。

  4.下行傾斜配管,應(yīng)根據(jù)傾角大小區(qū)別對待:(1)傾斜度在4°以內(nèi),與水平配管相同;(2)斜度4°~7°時(shí),水平管的長度應(yīng)是高差的5倍,或采用彎管等方法增加阻力;(3)傾斜度大于7°時(shí),除了水平管的長度大于高的5倍外,宜在斜管上端設(shè)置氣門。垂直向下的管路,出口處應(yīng)裝設(shè)防離析裝置,預(yù)防堵管。

  5.垂直向上輸送時(shí),由于重力作用而使混凝土產(chǎn)生逆流,輸送效率下降,這種現(xiàn)象隨著向上垂直高度的增加而愈加明顯。為此,泵與垂直管之間應(yīng)設(shè)置一段10 m~15 m 的水平管以抵消且應(yīng)在水平管路中接入管路截止閥。停機(jī)時(shí)間超過5min時(shí),應(yīng)關(guān)閉截止閥,防止混凝土倒流,導(dǎo)致堵管。由水平轉(zhuǎn)垂直時(shí)的90度彎管,彎曲半徑應(yīng)大于500mm。

  6.砼輸送管道應(yīng)有獨(dú)立的支承系統(tǒng),在管道的每個(gè)彎管處,必須設(shè)有牢固的支架,輸送管不得有裂紋、凹坑,其接頭應(yīng)嚴(yán)密、平滑,不得有彎折現(xiàn)象。泵管接頭卡要卡緊,并上保險(xiǎn)銷。

  7.夏季氣溫較高,管道在強(qiáng)烈陽光照射下,混凝土易脫水,從而導(dǎo)致堵管,因此在管道上應(yīng)加蓋濕草袋或其他降溫用品。 

  8.泵送中途接管時(shí),每次只能加接一根,且應(yīng)用水潤滑一下管道內(nèi)壁,并排盡空氣,否則極易造成堵管。

     四、泵送砼的拌制

  攪拌泵送砼時(shí),必須準(zhǔn)確地按配合比投料,其稱量偏差不得超過下列規(guī)定:(1)水泥、摻合料、水、外加劑:±2%。(2)粗細(xì)骨料:±3%。(3)泵送砼攪拌的最短時(shí)間不能小于2.0分鐘。凡吸水性大的骨料,宜預(yù)先濕潤。

      五、泵送砼的運(yùn)輸

  1.?dāng)嚢柢囋谘b料前,必須倒凈積水或其他廢物。

  2.必須先運(yùn)送與混凝土配合比相同的水泥砂漿,其量以能全部濕潤泵送管內(nèi)壁為宜。

  3.?dāng)嚢柢囋谶\(yùn)輸過程中,攪拌筒必須保持慢速轉(zhuǎn)動,以減少坍落度損失,攪拌筒停轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速太快,都會增大坍落度的損失。

  4.?dāng)嚢柢囋谶\(yùn)輸途中以及卸料前,嚴(yán)禁任意加水,加水不但直接影響混凝土強(qiáng)度,而且破壞混凝土的和易性,在泵送時(shí)產(chǎn)生離析現(xiàn)象而堵管。

  5.混凝土的運(yùn)輸時(shí)間指第一拌混凝土自攪拌機(jī)卸出至現(xiàn)場入泵時(shí)止的時(shí)間?;炷恋脑试S運(yùn)送時(shí)間長短是隨氣溫、水泥和外加劑品種、混凝土強(qiáng)度等級高低而變化的,主要取決于混凝土初凝時(shí)間的長短?;炷恋脑试S運(yùn)送時(shí)間不宜超過所測得的混凝土初凝時(shí)間的1/ 2 。

      六、泵送砼的壓送

  1.泵送砼壓送前應(yīng)用水濕潤泵的料斗、泵室、管道等與砼接觸的部分管路經(jīng)檢查無漏水后,采用水泥漿或混凝土成分相同的砂漿進(jìn)行潤滑壓送?,作用是讓輸送管道得到充分潤滑。如果砂漿用量太少,將導(dǎo)致部分輸送管道沒有得到潤滑,從而導(dǎo)致堵管。泵送前根據(jù)配置的管道長度和管徑及攪拌機(jī)、混凝土輸送攪拌罐、料斗、管道等吸附砂漿量準(zhǔn)確的計(jì)算好砂漿用量。保證全部管道得到充分潤滑,泵入構(gòu)件內(nèi)的砂漿不影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量或造成不必要的浪費(fèi)。

      2.有時(shí)在泵送砂漿時(shí),便發(fā)生堵管現(xiàn)象,就是因?yàn)樯皾{與管道中的水直接接觸后,砂漿離析而引起的,預(yù)防辦法是:泵前用水濕潤管道后,從管道的最低點(diǎn)將管道接頭松開,將余水全部放掉,或者在泵水之后,泵送砂漿之前,放入一海綿球,將砂漿與水分開。泵送完畢清洗管道時(shí),也要放入一海綿球,將水與混凝土分開,否則在兩處交界處極易造成堵管。

  3.首次泵送時(shí),由于管道阻力較大,此時(shí)應(yīng)低速泵送,泵送正常后,可適當(dāng)提高泵送速度。并應(yīng)注意觀察泵的壓力和各部分工作情況,當(dāng)出現(xiàn)堵管征兆或某一車混凝土的塌落度較小時(shí),應(yīng)低速泵送,將堵管消滅在萌芽狀態(tài)。待壓送順利后,方可提高到正常壓送速度。

  4.泵送砼的壓送應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)砼供應(yīng)不足時(shí),應(yīng)降低壓送速度,避免壓送中斷。壓送砼時(shí),砼泵的活塞應(yīng)盡量采用大行程運(yùn)轉(zhuǎn)。在泵送施工中時(shí)刻注意泵送壓力表的讀數(shù),一旦發(fā)現(xiàn)壓力表讀數(shù)突然增大,應(yīng)立即反泵2-3個(gè)行程,再正泵,堵管即可排除。若已經(jīng)進(jìn)行了反泵、正泵幾個(gè)操作循環(huán),仍未排除堵管,應(yīng)及時(shí)拆管清洗,否則將使堵管更加嚴(yán)重。

  5.當(dāng)輸送壓力逐漸增高,而料斗料位不下降,管道出口不出料,泵發(fā)生振動,管路也伴有強(qiáng)烈的振動和位移時(shí),可判定是管道堵塞。當(dāng)砼壓送困難時(shí),泵的壓力升高,管路產(chǎn)生振動時(shí),不可勉強(qiáng)壓送,應(yīng)對管路進(jìn)行檢查,并放慢壓送速度或使泵反轉(zhuǎn),以防堵塞。

  6.當(dāng)輸送管被堵塞時(shí),可用木槌敲擊管路,找出堵塞的管段待砼泵卸壓后,拆卸堵塞的管段,取出堵塞的砼等物,并檢查其余管路無堵塞后才可接管。重新壓送砼時(shí),應(yīng)待管內(nèi)空氣排盡后,才能將拆卸過的管段接頭擰緊。

  7.壓送砼時(shí),料斗應(yīng)裝滿砼。操作人員須隨時(shí)觀察料斗中的余料,余料不得低于攪拌軸,如果余料太少,極易吸入空氣,如吸入空氣,應(yīng)立即反泵,將砼抽回到料斗內(nèi),待除去空氣后,再轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)。

  8.在壓送過程中,有計(jì)劃停泵時(shí),應(yīng)事先確定中斷澆筑的位置,方可停泵。

  9.停機(jī)期間,壓送中斷的時(shí)間超過30分鐘或遇到下列情況時(shí),泵送應(yīng)作間隔推動,每4~5分鐘進(jìn)行4個(gè)行程的正反轉(zhuǎn),以防砼離析或管道堵塞:(1)在夏季壓送中斷時(shí);(2)砼有過分的泌水現(xiàn)象;(3)壓送發(fā)生困難時(shí)。對于停機(jī)時(shí)間過長,已初凝的混凝土,不宜繼續(xù)泵送。

  10.砼泵的操作人員,必須經(jīng)過培訓(xùn),合格后方可進(jìn)行操作,砼泵的操作及使用,應(yīng)嚴(yán)格遵守砼泵“使用說明”的要求。

  11.當(dāng)發(fā)現(xiàn)有一斗混凝土的塌落度很小,無法泵送時(shí),應(yīng)及時(shí)將混凝土從料斗底部放掉,若貪圖省事,強(qiáng)行泵送極易造成堵管。切忌在料斗中加水?dāng)嚢琛?

  12.泵送完畢,管道未清洗干凈,會造成下一次泵送時(shí)堵管。所以每次泵送完畢一定要按照操作規(guī)程將輸送管道清洗干凈。泵送混凝土結(jié)束后,一定要用高壓水將泵體和S管沖洗干凈。當(dāng)沖洗無效時(shí),可采用釬敲,以把殘?jiān)サ簦敝翉氐赘蓛魹橹埂?

      七、泵送砼的養(yǎng)護(hù)

  1.泵送砼澆灌完畢后的12小時(shí)內(nèi),應(yīng)進(jìn)行覆蓋,并灑水養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)時(shí)間內(nèi),砼應(yīng)保護(hù)濕潤狀態(tài),開始澆水養(yǎng)護(hù)時(shí),不得直接沖刷砼表面。

  2.鋼外模、木內(nèi)模在未脫時(shí),在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)邊應(yīng)澆水濕潤,進(jìn)行砼的養(yǎng)生。

  3.砼的養(yǎng)護(hù)時(shí)間:(1)未摻任何外加劑時(shí),不得少于7晝夜;(2)摻外加劑時(shí)不得少于14個(gè)晝夜。

  參考文獻(xiàn):

       [1]鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范.TB10210—2001.

       [2]混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程 (JGJ/T10-95).
 
 
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