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1、.令.今.今.如命令如今峥.如如今.今.扣令.如令.如令.今.扣今.今.令.今.令.如今.扣今.令.扣和今.扣令峥峥、 .,.人,.人甲.甲盗 国外建筑科 学技术,.令.,.今.今.令.如令.令.令.和令.今.扣扣今.如申和令.如令.令.今.令.今.令.令.令.令.和如如扣今.御令.和矿尹,: ,.钱混凝土泵送技术的现状与问题近年来,泵送混凝土 施工技 术有了很大发展。随着固定式泵转变为车笋泵,其机动性增加了,并向大型化发展,输送能 力比当初的1 0m3/h提高约1 0倍。在固定泵配管中由于采用 了吊杆和软管,排出口能 连续方便地 进行 小距离挪 动。在 大直径管道利用、布料 机开发 及特殊管
2、的多样化等方面也下了种种 的功夫。在长距离和高处送灰 问题上,出现了新的挑战,实际纪 录不断刷新。混凝土在管内的流动状态可从压力实测中得知,已有了根据单位长度管道压 送阻 力和泵的能 力求压 送界限的方案。一、泵送技术的现状1.压 送计划 的制订方 法现 在在选 定混凝土 泵和研究配管时,一般采取只核对压 送界限 的方法,即以垂直管、锥 形管、弯管等的压 力损失实测值为基 础,分别换算成等价 水平管相 加后算出水平换算距离,再核对 该长度 是否 在用泵 的输出 能力和按每lm水 平管的压力损 失算 出来的最大水平压送可 能距离之内。因为压力损失 系根据压 送速度、坍落度和管理 所确定,若上 述
3、计算值不在 压送界限内时,应重新设定泵的输出压 力(机种)、管径、坍落度、施工速度等参 数。此方 法的问题 是只着眼于压 送负荷而未 去用阻塞 条件加 以检验,而水平换算长度是受混凝土的性质影 响 的,并不仅 由坍落度所 代表。2。泵 的现状目前所用的泵 大部分为柱塞 式 和 挤压式,因挤压 泵比柱 塞泵的输 出压 力低,故柱塞泵 更适 于长距离配管和 低坍落度混凝土 的压送。柱塞泵的输送量越来越大,在联邦德国已出现了公称能 力为12 0m/h的机种。泵的输送能 力随着活塞缸体的直径和长度的增加 而增加,但同时输出压力也将增大,这就带来了以下问题:(1)管径与缸体直 径的 不平衡性 变大,使泵
4、 内的压 力损失和压 力变化也加 大;(2)阀体和密封部位容易泄漏脱水,要采取与 高压相适 应的密封方式和加工精度,(3)因吸入 性能变得更 重要,故必 须确保适应缸体长度的吸人效率;d)要考虑混凝土的品质应能够适应此种压 送条件。3.阻塞 事例在 小管径长管路采取高输出 压 力 的 场合,贫配比或s/a(砂率)小 的场合均易发生阻塞事故。但过分增加水泥量、加大砂率并非好事。了解压 送混凝土的最低限度 用灰 量和 砂率,定 出在此限 上不增加 水泥量 和加 大砂率的配 合比例,对 防止裂缝 及提高耐久性至关重要。图1、2所示系o.3mm以 下微粉含量和坍落度在不同组 合情况 下的阻 塞条件。图
5、1是管径Zo om m、图2是管径1 25 一15 omm时 的数据。管径 大,含微 粉量 少也能压送。从 图1、2可看出,坍 落度的影响不 大,所以评述 阻塞条件时不能只看坍 落度。图3系在o.3mm以下砂浆量和 砂率的平面上表示是否阻塞 的图形。如图所示,阻塞 条件 同配合比的 相关性很高。l l l !. , ,口口 管管袍oo m 沉沉. : : :峥峥峥 ! ! !竺竺竺竺竺 。一一二二F F F F F飞飞认t. . . . . . . . . I I I 价召召沐、生生成成五能压 送 4 5 0 4 0 0 翔柳八.却翻白鹅卜芬。 。坍落度(em)图l微粉量、坍落度 与阻塞条件(
6、砂20 0mm )卜卜种类j j j颤颤轻质符 号意义J J J 空空 白 压二二区二二,压送顺 利利 流流动化化仁 歹 压犷犷犷 空空 白白压二二巨二二有故障 l l l l l l不能压送. . .臼o声-(2)能使管内混凝土形状变化的变形性;(3)能经受压 力时间变动 和位置变动的抗分离性。这三个性质在概念上虽各自独立,但相互间又有微 妙的影响,例 如把脱水性 当作抗分离性标志时,无 论脱水 过度也好,过小 也好,管内 的阻 力总 是增加,而实际 上适度 的脱水 反而会改善流动性。变形 性 主要取 决 于有助变形的材料 之浓 度,材料 的配合比也对流 动性、脱水性有直接的影响。2.混凝土
7、配 合比与泵送性图4系在单位 水量 和砂浆量平 面上表示会发 生何种输送 方面问题 的模 式图 形。自然,砂浆数 量(较 确切 的概念是把0.3mm以下的细骨料包括在内)多,压 送性就好;但若不把单位水量限定在适 当范围内,就会产生强度 和 裂缝等方面 的问题,现 在的倾向是过分看重 压送性(特别是压 送 速 度 的提高),常造 成图中右上方和左上方的状况。通常在砂浆量 少的情况 下 变形性和脱水性会构成问题,但若单位水 量取 得合适,能适应砂浆 量,那么 砂浆少 也能 压送。八.渝。万丫夕盆5 0 04 0 03 0 0叫凝窦卜斗芝门 仁.01015 坍落度(c,图2微粉量、坍落度与阻塞条件
8、(价1 25 15 0mm)八.日。/ J目召):公3 0 沁.1 0M0 . 20 . 1:才/久o口.J甲 .出翔心排冬瓷。l原位0.公测点相对位置劣4 0.液次口。、哥角260280300320340.360380 4 000.3爪附以下砂桨量(I/阴,)(配管长水平换算109m)混凝上配合比与压送性模式图图30.3m m以下砂 浆量、s/a与阻塞条件二、混 凝土 的泵送性1.压送性的基本要求泵送新鲜混 凝土必须具备三 个基 本性质:1)在管壁附 近能 使 固体栓滑动 的流动性;3.材料的种类、质量与压送 性材料的种类、质量与 压送性的关系非常复杂,尤其 在进行 定量评价时,具体材料 的
9、组 合影响很 大。表1列 出了各种 材 料 在 原材、配比和施 工 方面的 主要 因素对 压送性有关项 目的影响关系。微 颗粒 与水 的表 面化学亲和 度对脱水分 离有影响。当把水 泥和 细骨各种材料对压送性的影响表1材料种类空气水泥细骨料粗骨料混合材外加 剂原材AE剂种类,气饱形状与分散状态细度,化学组成形 成的保水性差别,风化程回收水(浆水浓度)种类,最大粒径,吸水串,比重,粒度模数FM减水剂的牌号,流化剂的牌号度种类(天然或碎石),粒度模数FM,形状,吸水率,比重,保水性,不纯物粉煤 灰,高炉矿渣粉,分离防止材(超微细粉),粉 煤灰中不纯物配合比及施工空气量,运输条件单位水泥量,单位水泥
10、浆量,水灰比,搅拌程度,搅拌时间单位 水,搅拌方s /a,微粉含8/a,运输中处理方法,粗拉筛除添加量添加量,添加时间量法性性性影响压送性的因素变形性的改善,利用空气压缩性的缓冲效果流动特性,脱水特性,变形特性流动特,脱水特,变形特流 动特性,脱水特性,变形特性,成拱变形特性,分离性,成拱流动 特性,脱水流 动特,变形特,脱水特性性性料数量用来表 示保水 性时,应同时指明 其性质,因为材料细 度即便 相同,其分离倾 向也 各异。有关骨料颗 粒尺寸的参数即最大粒径、颗 粒分布 和粒度模数(FM)等对骨料 的使用量及成拱条件有很大影响。变形特性和分离则对阻塞条件影响很 大。4.阻塞现象的开 始条件
11、阻塞在管内的 混凝土因水和水 泥浆的散失 而处于粒状 材料 固结的状态,这是 压 力升高到界限的 最终结果。阻塞现象远 在这种状态之前即已开始,但 开始 条件究竟是 什么,尚未得 到明确的答案。可以理解,分 离与成拱乃是 关系密切的现象。经验表明,粒 状材料浓度高导致压 力也变高时管子容易阻 塞。考虑到材料 沿管行 方向分离的事实,不 得不认为,对于阻 塞 现象而言,管行方向的压力梯度d P/dx比管内压 力尸的绝 对值更重要。压送界限同压 送速度、配管距 离、配管高度、弯曲和变径 的程度频度等因素有关,除 用压 力绝对值去研讨压 送界限 外,亦 可用(dP/dx)的界限 值来控 制阻塞 的可
12、 能性。一 侯材料 配合比、制造等 条件发生 变 化,(dP/dx)I n a:亦随其变化。不 过即使是 同一材料(包括管径 在内),(dP/d)m“也会有不 同的值,此问题应 作为今 后研究的课题。5.压送机构的容 积效率 与压 送性压 送速度从 原理 上讲只决定于柱塞或转子 的容积和转数,实际上容积效率还 因混凝土的质量、机械的种类 和运转条件等而异,不能只照计算量压 送。一 般坍落度越大、转数越小 时,容积效率就大。据有关 报告,柱塞泵 的容积效 率值为0.6 0.9,挤 压 泵 为07 5一0.9,挤压 泵若用低坍落度的混凝土,则容积效率大大降 低,这就是为什么要用塑性混凝土的主要原
13、因。泵在容积效率不良状态下运转时,最低压的持续时间很长,最高压的持续 时间 很短,必然会对脱水性,进而 对压送性产生影响。因混凝土的吸人差而随意提高转数的做法并 不好,采取改善混凝土 流动性和变形性的做法 可以提 高泵的容积效率。三、改善混凝土 压送性的方法l。用搅拌方法改善压 送性采用二次搅拌或SEC等分 批搅拌 方法,可改善同一 配合 比 混凝土 的压 送性。图5比较了混凝土的 加压泌水特性,S E C法的混凝土脱水速度放慢,此性质对于防止贫混凝土堵管具有明显 的效果。用原来的搅拌方法水泥量2 0okg/m系可压 送 的限度,而用S EC法水泥 量减少 到140kg/m也能顺利压 送而不堵
14、管。用灰纽1的褚/,普通挽挤,注宇为压送压力(勺产/em,y金、t岌)喇细坦饭:1 1一2用灰挂峨/爪盆5.乙Clq土214161日 旦.队廓昨八甘即。.忿耐C二8 9纬 s /口 二38.7%过40州 m肺块落度(e,)图7压送量同坍落度的关系I已沪N尹n|曰|。尸|C U硬曰 成书戮竺IOQ了00300多00500好oQ经过时间(se c)图5搅 拌方法 对加压泌水的影响2。米取流动化改善压送性往 混凝土 里添 加流化剂多少 可 以改善一些 压送性,图6系从现场压送记录里 求 出的管内压 力损失同压 送量关系的 图形。在压 送速度小时,流态混凝 土的 压力损失亦 小,但压送量并不随坍落度的
15、比例增长(图7),该图说明不能只凭表面 的坍落度来评价流态混凝土的压送性。3.用流化剂以外的混合材 料改善压送性用混合材料改善贫混 凝土压送性的 手段有:(1)用超细粉末置 换部分水 泥(1通混滩上 :流态很桩上 0 5 0 40 30 .氏叹 、N冬3/ l翅米长邪田g扣书玲堵203040506 0压 送 最(川3/h )图6每m水平管的管内压力损失同流量的 关系2%重量),(2)掺增粘剂(增加水量防止材料分离),(3)使用起泡剂,以形成安定的独 立气泡,(4)使用减 水剂、AE减水剂;(5)掺粉 煤灰,等等。各种手 段的主要 目的不 同,(i)和(2)为防止脱水,(4)和(5)为降 低粘度
16、,(3)为增大变形 性,所以搞清楚使用 目的非常重要。这 些混合材料不仅对压送性,而且对混凝土的质量都有相当影响,对此务必加以考虑。四、泵送施工 的一些 问恤1一般问题施工 上的 一般 注意事项及其对策如表2所 示。要避免发生意外事故造成的施工中断,努力做 到作业连贯衔接。随着泵能 力的提高,人们往往喜好用过大 的速度浇灌混凝土,应引起注意。在 浇灌前应认真核查浇灌入模速度等事项,以防 出现振捣、泌 水、骨料沉降裂缝等方面的问题。2.特 珠 条件下的泵送表3列 出了泵送条件与注意事项,长距离压送和 高处不中转 压送的实际成绩分别是so om和155m(轻混 凝土2一om)。在 压送条件恶 劣的场 合,压送压力变高,导致在停泵送施工 上的问肠 及对策表2强化施工管理。为此,弄清混凝土压送 过程中的动 态情况是很 重要的。配管,安排更换的时间接口上下功夫特殊条件下压送计划注意事项表3不良管的检查
