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機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,從原材料的選用、配合比的設(shè)計、設(shè)備選型、配管及布置以及混凝土拌制、運輸及泵送過程等多方面進行闡述。

  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)的人工機制砂,細度模數(shù)3.1~3.4,屬粗砂。歹陽河大橋地勢險要,河兩岸為峭壁地形,施工便道無法開進,且落差高達120米,大橋墩身最高110米,從0#臺至混凝土拌和站最遠泵送線距離超過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,使得遠距離泵送的難度進一步加大。為了彌補以上不足,在配合比設(shè)計中采取以下措施以提高混凝土的各項性能指標(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,提高細骨料中細顆粒組分,改善細料級配。同時,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)達到泵送理想狀態(tài)。

  5.混凝土坍落度控制在180~220mm,以利于遠距離泵送。

  6.水泥采用普定明達P.0 42.5級普通硅酸鹽水泥。

  通過正交法多次試驗,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。28d設(shè)計強度為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。進行頂升混凝土施工時,泵送頂升機具的選擇至關(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)濟損失。具體計算時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,計算出所需的泵送混凝土壓強,考慮自重壓力、泵車內(nèi)部的壓力損失值后即可進行泵送機具的選型。頂升混凝土?xí)r每個灌注孔盡量備用1 臺輸送泵,防止泵車中途出現(xiàn)故障,避免混凝土凝固。通過計算最后選定三一重工80泵機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,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,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,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。停機時間超過5min時,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)垂直時的90度彎管,彎曲半徑應(yīng)大于500mm。

  6.砼輸送管道應(yīng)有獨立的支承系統(tǒng),在管道的每個彎管處,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)嚴密、平滑,不得有彎折現(xiàn)象。泵管接頭卡要卡緊,并上保險銷。

  7.夏季氣溫較高,管道在強烈陽光照射下,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,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,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)粗細骨料:±3%。(3)泵送砼攪拌的最短時間不能小于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\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\輸途中以及卸料前,嚴禁任意加水,加水不但直接影響混凝土強度,而且破壞混凝土的和易性,在泵送時產(chǎn)生離析現(xiàn)象而堵管。

  5.混凝土的運輸時間指第一拌混凝土自攪拌機卸出至現(xiàn)場入泵時止的時間?;炷恋脑试S運送時間長短是隨氣溫、水泥和外加劑品種、混凝土強度等級高低而變化的,主要取決于混凝土初凝時間的長短。混凝土的允許運送時間不宜超過所測得的混凝土初凝時間的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、混凝土輸送攪拌罐、料斗、管道等吸附砂漿量準(zhǔn)確的計算好砂漿用量。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。

      2.有時在泵送砂漿時,便發(fā)生堵管現(xiàn)象,就是因為砂漿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,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,由于管道阻力較大,此時應(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,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)進行。當(dāng)砼供應(yīng)不足時,應(yīng)降低壓送速度,避免壓送中斷。壓送砼時,砼泵的活塞應(yīng)盡量采用大行程運轉(zhuǎn)。在泵送施工中時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個行程,再正泵,堵管即可排除。若已經(jīng)進行了反泵、正泵幾個操作循環(huán),仍未排除堵管,應(yīng)及時拆管清洗,否則將使堵管更加嚴重。

  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,管路也伴有強烈的振動和位移時,可判定是管道堵塞。當(dāng)砼壓送困難時,泵的壓力升高,管路產(chǎn)生振動時,不可勉強壓送,應(yīng)對管路進行檢查,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,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,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,料斗應(yīng)裝滿砼。操作人員須隨時觀察料斗中的余料,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,有計劃停泵時,應(yīng)事先確定中斷澆筑的位置,方可停泵。

  9.停機期間,壓送中斷的時間超過30分鐘或遇到下列情況時,泵送應(yīng)作間隔推動,每4~5分鐘進行4個行程的正反轉(zhuǎn),以防砼離析或管道堵塞:(1)在夏季壓送中斷時;(2)砼有過分的泌水現(xiàn)象;(3)壓送發(fā)生困難時。對于停機時間過長,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),合格后方可進行操作,砼泵的操作及使用,應(yīng)嚴格遵守砼泵“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,應(yīng)及時將混凝土從料斗底部放掉,若貪圖省事,強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,可采用釬敲,以把殘渣去掉,直至徹底干凈為止。?

      七、泵送砼的養(yǎng)護

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

  2.鋼外模、木內(nèi)模在未脫時,在養(yǎng)護期內(nèi)邊應(yīng)澆水濕潤,進行砼的養(yǎng)生。

  3.砼的養(yǎng)護時間:(1)未摻任何外加劑時,不得少于7晝夜;(2)摻外加劑時不得少于14個晝夜。

  參考文獻:

       [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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