超高泵送混凝土堵管原因及对策!

发布者: 发布时间:2017/9/5 9:57:21 阅读:次 【字体:

  [摘 要]超高泵送混凝土技术作为超高层建筑施工关键技术越来越受到工程建设者重视,由于超高层建筑的特殊性,混凝土堵管将造成更加巨大的损失。本文结合超高泵送混凝土堵管实际案例,分析原因并提出解决措施,对此类工程具有实际指导意义。

  [关键词]超高泵送;堵管;原因分析;应对措施

  伴随着世界经济的快速发展,人民生活水平的日益提高,城市扩张的不断加快,为体现城市的魅力,满足人们对建筑活动空间的需求,超高层建筑像雨后春笋一样迅猛发展[1,2],大量的城市地标性超高层建筑正在兴建或规划。截止目前,世界在建及封顶的超高层建筑如图1所示。

  超高层建筑的迅猛发展带动了超高泵送混凝土施工技术的进步,同时,作为超高层建筑施工的核心技术之一,超高泵送混凝土技术也越来越受到城市建设者的重视。混凝土泵送技术是指利用混凝土输送泵和管道将混凝土推送至制定施工地点,具有运输速度快、效率高、运输能力强等特点[3],是超高层建筑混凝土施工的主要手段。由于超高层建筑混凝土施工的特殊性,在泵送过程中易堵管这将在经济效益、工期、人力及社会影响上造成巨大的影响及损失。一些学者[4-6]已经对于混凝土堵管原因进行了介绍,但是对于超高层泵送混凝土堵管介绍还相对较少。本文结合某超高层建筑混凝土施工情况,结合实际堵管案例,分析堵管原因并提出解决措施,具有较强的实际意义。

  1混凝土堵管原因及预防措施

  1.1原材料质量波动导致堵管

  混凝土原材料质量稳定是保障混凝土性能的关键。超高层泵送混凝土施工周期长,搅拌站难以在长达几年的施工期间内保持原材料性能优质稳定,从而容易导致混凝土性能劣化堵管如图2所示。

  (1)骨料。骨料是混凝土中最大的组成部分,骨料品质的好坏对混凝土性能影响较大。骨料石粉含量及含泥量会加剧对外加剂的吸附,导致混凝土坍落度损失增加,混凝土的方量在泵管内产生损失,摩擦阻力增大从而导致堵管。当骨料级配变差、石子针片状增多时,混凝土孔隙率增加,需填充浆体增多,包裹性变差,混凝土在泵送时石子容易产生堆积,易发生堵管。

  (2)胶凝材料。水泥进厂后搅拌站通常不会进行质量检测,然而水泥组分变化通常会引起与外加剂适应性不良,易导致混凝土坍落度损失快,有时也导致泌浆、石子下沉等,增加堵管风险。粉煤灰细度、需水量比等异常也是影响混凝土性能的重要原因。

  对策:加强骨料源头控制,与材料供应商协调,确保骨料进货质量稳定;搅拌站内材料员及质检员在骨料进货时应严格验收,凡不满足质量要求的,不予收货;对于进厂水泥进行外加剂适应性检验,确保水泥质量;同时加强粉煤灰进厂检验,先验收,后充料;实际施工期间,质检员密切关注骨料质量情况,如有异常,及时调整,确保混凝土性能稳定。

  1.2混凝土工作性能稳定性

  超高层建筑混凝土施工周期较普通工程长,混凝土需要保持长周期内性能稳定。然而混凝土随泵送高度、季节变化等其泵送性能具有不同要求。当混凝土坍落度过小时,混凝土润滑层较薄,摩擦阻力增大,混凝土容易导致堵管;当混凝土坍落度较大,在长距离管道中混凝土石子容易下沉,导致堆积堵管;如有离析泌水等现象,混凝土砂浆易扒底从而导致堵管。

  对策:制定严格的混凝土入泵工作性控制标准并坚决贯彻实施。相同施工工况(双击高压、排量为50%)条件下,在C60混凝土泵送高度为300m时,不同扩展度对泵压的影响规律如表1所示,表明混凝土在可泵性范围内,泵送压力与流动度成反比,即实际施工时,适当增加混凝土流动度有利于提高施工效率。

  1.3管道布置及固定

  泵送管道布管的错误很容易造成泵送的堵管,如图3、图4所示,以泵送压力损失最小为目的,泵送管道布管时应该遵循以下五原则:最短距离、最少弯管、最大弯头、零点原则(即布管时先应在水平管道与竖向管道间找到一个起始点,从此处开始往水平方向和竖直方向布置管道)、异形管分散原则。

  因为超高层泵送过程中泵送压力较大,泵管在泵送过程中会出现与泵送压力垂直的抖动现象,这就会造成很大的压力损失且很容易造成泵管接口漏浆,漏浆处混凝土局部出现骨料堆积现象,摩擦阻力增大,同时泵送压力产生损失,导致堵管。

  对策:严格按照布管原则进行管道布置;加强混凝土泵送管道检查,如有不牢固的应及时加固,防止泵送时管道震动。

  1.4异物入泵堵管

  混凝土生产中会使用大量的骨料,而骨料中常混有一些异物或者较大卵石,很容易穿过泵斗篦子从而进入混凝土泵送管道中。在混凝土管道弯管处、变径管处容易卡住从而产生混凝土堆积,造成堵管。

  对策:对于进厂骨料严格检查,尤其是河砂,发现大量大块卵石不予收货;搅拌站内加强与工人、操作人员的交底,如发现有异物等及时清理;做好站内防护,加密下砂篦子,在站内将大块异物及时过滤,并及时清理;泵斗篦子加密,避免大块杂物进入泵斗内(见图5)。

  1.5砂浆润管堵管

  在混凝土泵送前,通常先泵送水、润管砂浆然后泵送混凝土,有的高层建筑为了润管更加充分,会在泵水和润管砂浆之间泵送净浆。在超高层混凝土泵送时,由于管道长度比较长,在进行混凝土泵送时,水和砂浆并没有完全出泵,这时如果润管砂浆过稀或者换车停泵时间过长,砂浆与水直接接触会导致砂浆与水混合,导致局部砂浆水胶比过大,从而砂浆失去保水能力,砂粒快速沉淀,与水泥浆分离,摩擦阻力增大从而导致堵管(如图6所示)。

  对策:严格控制润管砂浆质量,防止过稀;润管时尽量不要换车,减少停泵时间;在砂浆与水之间增加泵送净浆层,将砂浆与水隔开,降低砂浆离析风险。

  1.6洗泵堵管

  混凝土洗管时通常采用海绵柱推送混凝土,由于海绵柱水渗透性较强,不能完全对高压水密封,洗管时高压下水渗过海绵柱形成小激流,流速比海绵柱快,从而冲走混凝土的砂浆,使海绵塞前的石子越积越多,摩擦阻力大,当水流推力不足以克服石料自重和阻力时,就会发生堵管。

  对策:水洗前通过泵送砂浆、净浆推送混凝土,通过砂浆、净浆将水与混凝土隔开,避免直接接触;改换海绵柱为透水性更小的牛皮纸柱,防止水分的渗透。图7、图8分别为海绵柱、牛皮纸柱。

  超高泵送高强混凝土时,由于混凝土粘度较大,如果清洗不干净容易导致管壁附着水泥浆,水泥浆硬化后难以清除。再次泵送时由于硬化水泥浆易吸水导致混凝土流动度损失,且硬化水泥浆粗糙摩擦阻力大,容易导致堵管(如图9所示)。

  对策:洗管时采用清水进行多次清洗,将水泥浆全部清洗干净。

  2应急预案

  (1)操作员应正反泵操作,使混凝土回流,可恢复正常运转,若正反泵两次不见效,则停止操作。

  (2)通过锤子击打泵管来判断堵塞位置,重点检查水平管道与垂直管道连接处、平台水平管道与布料机连接处、中间转换层水平管道与垂直管道连接处、截止阀连接处。

  (3)堵管时查看最后一车混凝土出站时间,若超出混凝土可泵性保证时间,则先行将立管内混凝土放出。

  (4)找到堵点,将堵点混凝土清除,泵送新搅拌到场混凝土将其打通,严禁泵送超时混凝土。

  3结论

  超高泵送混凝土因其特殊性,混凝土堵管后将造成更大的损失。通过超高泵送混凝土堵管实际案例,介绍了引起堵管的原因并提出相应对策,制定并执行堵管应急预案,对于预防此类工程混凝土超高泵送堵管具有较强的实际意义。

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