泵送混凝土的泵送理論研究進展

1、泵送混凝土的泵送理論研究進展余航材料應用0901班 指導老師：設計說明和摘要混凝土的運輸澆灌方法很多, 澆灌方法取決于運輸設備。一般使用的運輸設備有手推車、卡車、攪拌車、卷揚機、塔吊、皮帶運輸機和混凝土輸送泵。泵送混凝土是發(fā)展得很快, 應用得很廣的方法。泵送混凝土與傳統(tǒng)的混凝土施工方法不同，它是在混凝土泵的動力推動作用下，沿著輸送管道進行運輸混凝土，并在管道出口處直接進行施工澆注。目前，我國在高層建筑和大體積混凝土施工中，已比較廣泛地使用泵送混凝土，隨著這種新技術的使用，其在社會經(jīng)濟建設中的社會效益與經(jīng)濟效益得到了日益明顯的展示。作為建筑領域的一種新技術，泵送混凝土的一些基本知識是我在使用時所

2、必須了解的。泵送混凝土是目前高空澆筑混凝土的最佳選擇。混凝土的原材料是影響混凝土性能的主要因素，文中混凝土對的原材料作了一些研究。關鍵字：混凝土；泵送；砂漿1、概述泵送混凝土指的是可用混凝土泵通過管道輸送拌和物的混凝土要求。其流動性好，骨料粒徑一般不大于管徑的四分之一。需加入防止混凝土拌合物在泵送管道中離析和堵塞的泵送劑，以及使混凝土拌和物能在泵壓下順利通行的外加劑，減水劑、塑化劑、加氣劑以及增稠劑等均可用作泵送劑。加入適量的混合材料(如粉煤灰等)，可避免混凝土施工中拌和料分層離析、泌水和堵塞輸送管道。泵送混凝土的原料中，粗骨料宜優(yōu)先選用（卵石）。混凝土輸送泵，又名混凝土泵，由泵體和輸送管組成

3、。是一種利用壓力，將混凝土沿管道連續(xù)輸送的機械。主要應用于房建、橋梁及隧道施工。目前主要分為閘板閥混凝土輸送泵和閥混凝土輸送泵。再種就是將泵體裝在汽車底盤上，再裝備可伸縮或屈折的布料桿，而組成的泵車。混凝土輸送泵的壓送距離與泵的輸送能力、配合比、輸送管徑、輸送速度等有關，輸出率每小時為8-90立方米水平輸送距離300-600米，垂直輸送高度50-120米。2、泵送混凝土優(yōu)缺點2.1 泵送混凝土的優(yōu)點:（1）施工省力, 臨時架設的機械設備少。（2）方法簡單, 施工方便。（3）澆灌范圍大。（4）混凝土的表面缺陷少。（5） 速度快, 能連續(xù)工作。（6） 能在狹窄的城市和隧道中施工, 可靠性高。（7）

4、施工費用低。（8）因故停泵時, 窩工損失小, 發(fā)生誤期能很快趕上去。2.2 泵送混凝土的缺點：（1）混凝土壓送后質量有變化。（2）澆灌方法需預先細心規(guī)劃布置。（3）對操作技術的要求較高。（4）若堵塞后不能及時排除會影響施工。 （5）成本較高, 無其在澆灌量少, 結構形狀復雜的情況下更突出。3、泵的分類3.1 活塞式泵這種泵由裝有攬拌葉片的進料斗進口閥出口閥一個活塞和缸體構成。當活塞先往后再向前運行時,出口閥關而后開, 進口閥開而后關, 這樣活塞就把混凝土從缸體推入管道中,管道把混凝土輸送到澆灌地點。3.2 擠壓式泵這種泵的主要設備包括一個裝有再攪拌葉片的進料斗,柔性軟管和在高度真空下轉動的安裝

5、于金屬轉筒上的滾軸。柔性軟管與進料斗底部連接,并伸入轉筒的底部, 轉筒的周邊安裝有軟管并從頂部伸出。液壓力使?jié)L軸在轉筒內的軟管上旋轉,從頂部擠出混凝土, 由于真空的作用, 使混凝土從進料斗過軟管穩(wěn)定地擠出。3.3 氣壓式泵這種泵基本上由一個壓力容器和提供壓縮空氣的設備組成?；炷吝M入高度密封的壓力容器內,壓縮空氣從上部進人容器把混凝上從與容器底部相連的管道中推出，在管道端部裝有一個再混合排氣箱以便放出空氣，防止噴出混凝土產(chǎn)生離析、鋼筋移動、模板損壞等現(xiàn)象, 使用空氣接收柜能穩(wěn)定地提供壓縮空氣。混縫土輸送泵按移動方式分類有固定式、拖掛式和汽車式三種,汽車式也稱為布料桿式。布料桿式優(yōu)點多，各國都在

6、深入研究改進這種泵, 布料桿有二段、三段折疊式兩種。4、泵送混凝土對原材料的要求4.1 水泥品種的選用在泵送混凝土中,水泥砂漿起到潤滑輸送管道和傳遞壓力的作用。水泥用量較少、含漿量不足、混凝土拌合物和易性差、泵送阻力大、泵和輸送管摩擦加劇。容易產(chǎn)生阻塞。水泥用量過多,不但不經(jīng)濟,而且水泥水化熱過高對大體積混凝土會引起過大的溫度應力產(chǎn)生溫度裂縫, 而且混凝土粘性增高,也會增大泵送阻力。因此,應在保證混凝土設計強度和順利泵送前提下, 盡量減少水泥用量。而且通過大量試驗結果證明, 泵送混凝土一般用普通硅酸鹽水泥為好。因為它有需水量小、保水性能好、早期強度高等特點。其它水泥如能采取措施克服其不足時,

7、亦可使用。如礦碴硅酸鹽水泥在克服保水性能差、泌水大等問題后, 亦可得到理想的泵送物。4.2 粗骨料的要求注：此表適用于一般鋼筋混凝土結構, 對于泵送混凝土, 由于需要和易性好的混提土, 其骨料的體積可以減少10 % 。碎石骨料的最大尺寸等于輸送管最小內徑的1/3,好的卵石骨料的最大尺寸等于輸送管最小內徑的2/5。、英、日等國最大骨料尺寸規(guī)定為40 毫米,寶鋼所用粗骨料的粒徑是5-40毫米自然連續(xù)級配的碎石，料的形狀影響混凝土的配制,碎石的表而積比卵石的表面積大, 因而在單位體積的混凝土不需要更多的砂槳包裹它。粗骨料的最大尺寸對粗竹料的重量或體積有重要的影響。4.3 細骨料的選用以河砂最為合適，

8、因河砂中的較細顆粒是保證混凝土穩(wěn)定性的一個重要因素。研究資料表明：對實際拌合物影響最大的粒度級是2.5-5.0mm檔次當其不足時會加大骨料的孔隙率,從而給泵送帶來困難, 砂中0.315mm以下的細砂料,至少應占砂重的15%以上。4.4 泵送混凝土砂率泵送混凝土的輸送管除直管外,還有錐形管、彎管、軟管等。當混凝土拌合物經(jīng)過錐形管和彎管時,粗細顆粒間的相對位置發(fā)生變化。此時若砂漿用量不足, 就會發(fā)生堵塞,所以，泵送混凝土與普通混凝土相比宜適當提高砂率,一般以增大3%5%為宜，砂率越大,混凝土拌合物的和易性越好,但骨料的總比表面積大,水泥用量也應相對增加。但在水泥用量一定的條件下,砂率增加, 水泥漿

9、比重將相對變少, 混凝土拌合物將變稠, 流動性反而變差,造成管路阻塞和磨損。泵送混凝土適宜砂率宜控制在40%50%,宜采用中砂。4.5 水和坍落度混凝土拌合料中的用水量對混凝土的強度和耐久性有影響,對坍落度和和易性也有影響，用水量要控制。凡能飲用的水,通常都可用來拌制混凝土。坍落度值對混凝土的泵送性有重要影響,美國、英國規(guī)定的范圍是5-15厘米,只要能順利地泵送,較低的坍落度對混凝土的質量有好處, 但坍落度太低泵送也困難，甚至會引起堵塞,坍落度太高也是不好的,它會在模板中漏漿，會增加混凝土的收縮。日本泵送混凝土坍落度范圍是:不進行搗實的場合15-21厘米,進行搗實的場合 5 -15厘米，寶鋼泵

10、送混凝土的坍落度為n-13厘米，泵送效果良好。從攪拌站運出的混凝土與現(xiàn)場澆灌到模板內的混凝土其坍落度是有變化的,影響坍落度變化的原因有水泥的凝固時間,攪拌和泵送混凝土時的溫度變化，摻入減水劑、加氣劑等外加劑引起的變化。水量和骨料吸水引起的變化多以及泵送管道的材質和長度引起的變化等等。日本規(guī)定的坍落度變化允許值為1.5-2厘米。寶鋼初軋廠均熱爐1段基礎由4臺泵組成2個接力泵輸送混凝土,其坍落度變化過程是:攪拌站出口12.2厘米 -工地10厘米-攪拌車出口10.9厘米-一次泵出14.15厘米-二次泵出10.43厘米,差值為1.77厘米；而另外用的長距離彎管輸送時坍落度變化過程是: 攪拌站出口12.

11、2厘米-攪拌車出口10.95 厘米-泵送管出口9.5厘米,差值為2.7厘米，輸送管水平輸送混凝土時坍落度的降低值:100米約1厘米,30米約2.5厘米。4.6 外加劑的選用在混凝土中摻人外加劑可增加混凝土的和易性，從而改進泵送性。改進泵送性的外加劑一般有減水劑、加氣劑和細礦物混合料三類。在保證混凝土的工作性能不變的情況下,為了提高坍落度而加入減水劑能使單位體積混凝土的用水量減少，使混凝土具有緩凝性。適宜的減水劑摻入量為水泥量的0.25 %左右,寶鋼使用的木質素磺酸鈣減水劑,每立方米混凝土中的摻量為0.7公斤左右,使混凝土的終凝時間延緩約8小時。加氣劑能在混凝土中發(fā)揮起飽性、分散性、潤滑性等表面

12、活性作用,使混凝土增加塑性和和易性,使泵送時粗骨料離析少,泌漿少。加氣劑使混凝土中形成的空氣量為3-5%，摻入量為水泥重量的0.005 -0.08%左右,需制成水溶液倒入攪拌機內?；炷涟韬狭现屑毠橇喜蛔銜r加入細礦物混合料,一般能改進和易性和泵送性, 減少泌水率,改善混凝土的防水性、抗化學腐蝕性以及后期強度等?；旌喜牧嫌谢鹕交?、高爐礦渣、膨脹材料和粉煤灰等，摻粉煤灰不僅對降低大體積混凝土水化熱有利,對泵送也有利。寶鋼工程摻入粉煤灰量每立方米混凝土中為50-60公斤。4.7用水量試驗表明：在保證水泥用量不變的情況下,改變用水量和砂率,其混凝土的泌水現(xiàn)象將隨用水量的加大而增大。因此,推算泵送混凝土

13、的水灰比應在0.55-0.60之間選用。若尚不能滿足泵送,則應選加塑化劑,不應加大用水量。5、管道的布置輸送管的布置, 好的方法是按由長到短的原則,即一開始就按最大的操作范圍進行泵送,逐漸向泵方向縮短距離。垂直向上布置管道時, 應在垂直管道的底部設置一個大小適宜的抗管道沖力的基座,并應在垂直管道的下部設置一個斷流閥,阻止停泵時發(fā)生混凝土回流。直向下布置管道大于15 米時,應在彎替上部裝一個放氣閥,防止形戍真空或氣囊。在管徑大、泵送距離大的情況下,泵不能同時達到最大的水平和垂直距離。垂直輸送時,彎管等應抓算成水平輸送距離,從而求得實際泵送的水平或垂直輸送距離。置水平輸送管一般按間距3 米平行安裝

14、,管道支架必須堅固穩(wěn)定,盡可能不受振動,自成體系, 盡可能不與鋼筋模板接觸。管道和支架要便于拆換,管子接頭要嚴密,防止漏漿進氣。夏季高溫泵送時,用油布等遮蓋管道,防止日光直射,冬季應蓋保溫材料,防止混凝土凍結。6、泵送混凝土的配制步驟1.根據(jù)施工要求確定坍落度。2.公式w =10(h + 45.5 )/3初步確定用水量,若有外加劑及摻合料再加以增減。3.據(jù)水灰比控制在0.5-0.60的情況初步確定水泥用量。4.經(jīng)驗砂率選用40 %-44%,這樣即可進行配合比計算。若有防水要求,灰砂比應大于1:2.80即可根據(jù)混凝土配合比進行計算、試拌、調整。7、混凝土的泵送用混凝土泵澆灌混凝土的方法有兩種:一

15、種是分層澆灌法, 即按規(guī)定全部澆灌完一層餛凝土后再進行第二層的澆灌,澆灌層厚度40-60厘米,一般用布料桿式泵,如寶鋼1號高爐第三次回臺部分的混凝上就按此法施工。另一種是一次澆灌法, 即在一個地方把混凝土澆灌到要求標高然后再澆灌第二個地方,此法適用于水平管輸送法,如寶鋼的轉爐基礎就是按此法施工。以上兩種方法各有優(yōu)缺點,可根據(jù)工程情況選擇較優(yōu)方法。7.1泵送泵送開始前,先泵送與混凝土同標號的砂槳以潤滑管壁,1立方米砂漿可潤滑約30米長的管道,實際施工第一車都用砂漿,( 每攪拌車為6立方米) 。泵送開始后就要連續(xù)進行,一般不要中斷,如氣候原因或吃飯必須停止時,以不超過15 - 20 分鐘為宜,如停

16、止時間較長,必須排空管道中的混凝土。凡澆灌中需要接長管道時, 管道也必須用水泥砂漿潤滑,一次接長的管子盡可能短些,一般不超過3米。泵送發(fā)生堵塞時,可使泵逆轉排除,如果不能排除,就要停止泵送,并拆除管道,排除堵塞。泵送棍凝土結束時,馬上清洗管道和設備,可用高壓水或壓縮空氣清洗,用水清洗法簡單易行。7.2泵管的堵塞和排除.泵的管道常會發(fā)生堵塞現(xiàn)象,堵塞幾乎完全是由于摩擦阻力過大引起的,而泵送速度、水泥類型、砂和粗骨料的形狀、配合比和骨料的級配等都影響摩擦阻力。為了防止堵塞,必須注意以下幾個方面( 1 ) 管道是否清洗干凈( 2 ) 混凝土的最小水泥用量, 最大粗骨料尺寸,砂率和水量是否合適( 3

17、) 管道接頭處是否有漏漿( 4 ) 坍落度變化是否太大( 5 ) 攪拌是否均勻,攪拌運輸時間是否過長( 6 ) 混凝土是否在管道內停留過久而凝固( 7 ) 管道是否太長,彎管軟管是否用得太多( 8 ) 外部氣溫是否太高或太低等為了防止堵塞, 必須限制粗骨料的最大尺寸,最低水泥用量,并采用適合的砂率, 適量的水和適宜的坍落度, 好的配合比和級配,優(yōu)質的預伴混凝土,摻適量的外加劑, 合理的配管和輸送等。管道堵塞后, 要卸下堵塞的管子,用人工清除障礙物, 然后把管子重新接上,開動泵恢復正常工作。8、泵送混凝土施工操作要點輸送管線設計布置應盡量短,盡可能直,轉彎要少、緩,管線接頭應嚴密,少用錐形管,以

18、減少阻力和壓力損失?；炷帘盟颓皯认虮盟退?清洗管道,再泵送1:1(輸送管實際長度100m以上)或1:2(輸送管實際長度100m以內)水泥砂漿濕潤內壁。必須保證混凝土連續(xù)澆筑,混凝土攪拌站供應能力至少比混凝土泵工作能力高出約20%,以保證受料斗內有充足的混凝土,防止吸入空氣,造成阻塞。泵送混凝土時,如輸送管吸入空氣,應立即反泵重新攪拌。料斗中的混凝土有離析現(xiàn)象時, 要停止泵送,重新攪拌后方可使用,否則容易造成堵管。如果中途需要停止泵送,停頓時間不宜超過15-20min,每隔4-5min使泵交替進4-5個形程的正轉和反轉運行,以防混凝土在管道內發(fā)生離析。若停頓時間過長,必須排空管道內混凝土,并

19、確?；炷潦┕たp留置正確?；炷帘贸霈F(xiàn)壓力升高且不穩(wěn)定、油溫升高、輸送管明顯振動等現(xiàn)象時,不得強行泵送,應立即查明原因,采取措施排除?？上扔媚鹃城脫糨斔凸軓澒?、錐形管,將這些部位混凝土敲擊松散,便于通過管道恢復正常泵送,避免堵塞。輸送管道發(fā)生堵塞時,可利用輸送泵反泵功能進行反抽。如果進行了2-3次自動反抽堵塞還未排除,則可根據(jù)輸送管晃動情況和接頭處有無脫開傾向,查明堵塞部位,拆卸混凝土輸送管進行排除。向下泵送混凝土時, 要先打開輸送管上的氣閥,使管內混凝土下面的空氣不能形成氣柱。待輸送管下降的混凝土有了一定壓力后,關閉氣閥進入正常泵送。對于輸送管路,如夏季高溫日光直射時,宜用濕草簾等加以覆蓋,

20、避免由于管道溫度升高加快脫水而形成阻塞。冬季氣溫很低時,也應覆蓋保暖,防止混凝土拌合物長距離泵送時受凍。遠距離輸送混凝土應配備必要的通訊和聯(lián)絡工具,做好泵送過程的協(xié)調和管理工作。泵送結束后,應用水及海綿球將殘存的混凝土擠出并清洗管道,并空機運轉3min。泵送混凝土澆筑的結構要加強養(yǎng)護,防止因水泥用量較大而引起裂縫。9、砂漿泵送堵管的原因分析及預防措施9.1操作不當造成堵管1、操作人員注意力不集中2、泵送速度選擇不當3、余料量控制不適當4、凝土的塌落度過小時采取措施不當5、停機時間過長6、管道未清洗干凈9.2管道連接原因導致的堵管管道接法錯誤很容易導致堵管。接管時應遵循以下原則：管道布置時應按最

21、短距離、最少彎頭和最大彎頭來布管，盡量減少輸送阻力，也就減少了堵管的可能性。管，至少應接入500mm 以上直管后，再接彎管。泵送中途接管時，每次只能加接一根，且應用水潤滑一下管道內壁，并排盡空氣，否則極易造成堵管。垂直向下的管路，出口處應裝設離析裝置，預防堵管。高層泵送時，水平管路的長度一般應不小于垂直管路長度的15%，且應在水平管路中接入管路截止閥。停機時間超過5min 時，應關閉截止閥， 防止混凝土倒流，導致堵管。由水平轉垂直時的90 度彎管，彎曲半徑應大于500mm9.3、混凝土或砂漿的離析導致的堵管混凝土或砂漿遇水時，極易造成離析。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

22、水直接接觸后，砂漿離析而引起的。預防辦法是：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，否則極易造成堵管。9. 4、局部漏漿造成的堵管泄露掉，一方面影響混凝土的質量， 另一方面漏漿后，將導致混凝土的塌落度減小和泵送壓力損失，從而導致堵管。9.5、非合格的泵送混凝土導致的堵管用于泵送的混凝土必須符合泵送混凝土的要求，并不是所有的混凝土都可以拿來泵送，非合格的泵送混凝土的可泵性差，將加劇泵機的磨損，并經(jīng)常出現(xiàn)堵管、爆管等現(xiàn)象。summer of masonry

23、construction, brick requires sufficient moist. 8.6.2.6 you must take the following measures to concrete construction in summer high temperature impact on concrete a. hardening speed up, vibrating difficulties reduced bleeding, fast drying, easy to crack (plastic), high early strength, fast early hyd

24、ration heat, less cooling, temperature increases rapidly, due to temperature difference cracks. b. pouring daytime high temperatures, due to the high temperature effect of concrete strength, stability, in varying degrees, on mixing processes, perfusion vibration and moisture conservation, effective measures should be taken. 2) main measures taken by a. temperature control the water temperature in your standard mix proportion of con