時間:2023-05-30 10:17:35
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇混凝土泵,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:堵管,反泵法,設定值,輸送缸,延時子程序,壓力傳感器
混凝土泵發生堵管時,一般使用反泵法排除。但是如果由于某些原因導致反泵失敗,沒有消除堵管,這時需采用人工方式排除堵管,這樣不但增加了施工人員的勞動強度,還會直接影響到工程的質量和工期。所以提高混凝土泵的反泵性能,能極大地提高混凝土泵的整機性能。
1、原理分析
首先,分析擺閥油路系統的液壓原理和工作過程,其液壓原理如附圖所示。恒壓泵1通過單向閥2向蓄能器8供油,系統壓力達到系統設定值后,壓力作用于恒壓泵的伺服閥,使恒壓泵斜盤回到零位,不排油,系統壓力保持在設定值,等到換向信號觸發擺閥動作時,蓄能器的油液迅速沖出,經過電液三位四通閥4進入擺閥缸,當系統壓力再次達到設定值后,恒壓泵斜盤由于伺服缸的作用,又重新回到零位,停止向蓄能器供油,等待下次擺閥缸的動作。從以上分析中可以看出,這種液壓系統不允許擺閥連續工作或工作間隙過短,而必須有充分的蓄能器充液時間,只有在系統壓力達到設定值的情況下,才使擺閥正常功能工作,不至于出現擺動力無力的現象。
2、疏通管道方式
混凝土泵的正常泵送通過擺閥和輸送缸的協調動作實現。工作時,一只混凝土輸送缸從料斗中抽出混凝土,另一只混凝土輸送缸推出混凝土,經擺閥、S管和輸送管送到到施工現場,進行混凝土澆筑。所謂反泵,就是抽出輸送管中的混凝土返回料斗中,從而達到疏通管道的作用。從正泵到反泵可通過兩種方式實現,保持主輸送缸原有方向不變的情況下,僅反向擺閥,保持擺閥原有方向不變的情況下,僅反向主輸送缸。
3、反泵失敗的原因
對于反方向擺閥這種反泵形式,在正常泵送中,操作人員發現有堵管現象時,馬上扳動反泵開關至反泵位置,擺閥迅速擺動,使混凝土泵處于反泵狀態,但如果反泵距上一次正泵擺閥擺動時間較短,則此時蓄能器還處于充液狀態,系統壓力還未達到設定值,這勢必會影響擺閥擺動的力量和速度。
由于出現堵管時,往往擺閥處的混凝土較正常泵送時密度大,將一步促使擺閥擺動困難,使擺閥在擺動中被卡滯在中途,造成反泵失敗。對于反向主輸送缸這種反泵形式,由于主輸送缸由一個恒功率軸向柱塞泵通過三位四通電液向閥直接供油,換向并不會對該輸送系統的壓力、流量產生影響,但同樣存在距上次正泵換向時間較短,主輸送缸反抽到位時,擺閥回路蓄能器還處于充液狀態,造成換向時擺閥無力,但由于主缸的反抽,擺閥處的混凝土密實度會有所下降,同時蓄能器也有了一個補液間隙,因此,這種反泵形式要優于第一種反泵形式,但這種反泵形式PLC編程比較復雜。
4、改進方法
對于上述存在的問題,在不改變硬件的前提下,可分別進行如下改進:對于第一種反泵系統,可在原有的PLC程序中加入一段延時子程序,延時時間等于蓄能器達到設定值所需的最長時間,并用檢測上升沿和下降沿的觸點指令來調用。
經改進后,其工作過程如下:在混凝土泵工作時,當接通反泵開關,上升沿觸點指令使程序進入延時子程序,延時完畢后,返回主程序,進入正常的反泵工作。反泵開關斷開時與此相反,由下降沿觸點指令觸發,經延時后進入正泵工作。
對于第二種反泵系統,在進行PLC程序設計時,為避免反泵時主輸送缸突然反向造成的液壓沖擊,也引入一段延時子程序。此時,可適當調整此延時時間,即可解決蓄能器的充液問題。此兩種方式,無任何硬件支出,方便升級,通過程序的修改,第一種反泵系統也能很方便地轉換成第二種反泵系統。
混凝土泵液壓系統中普遍采用蓄能器作為輔助動力源來推動S管型分配閥換向,實現混凝土泵推料、吸料的轉換。混凝土泵推料、吸料的轉換在0.2~0.3s內完成才能滿足泵送施工要求[1]。在其他元件一定的情況下,該時間主要取決于蓄能器的選型參數。目前,工程技術人員常常依據經驗來選用蓄能器[2-5],然后通過實驗來驗證推料、吸料的轉換時間是否在規定的范圍內。由于缺乏理論依據,采用這種方法可能需要反復多次進行才能得到滿足要求的蓄能器,效率低下,已不能滿足實際生產要求。為了克服以上所述缺點,文中利用液壓動力學理論計算了液壓系統響應時間,并利用工程化方法分析了蓄能器參數對液壓系統推料、吸料轉換時間的敏感性。
1混凝土泵液壓系統的響應時間
定義混凝土泵推料、吸料的轉換時間為混凝土泵液壓系統的響應時間,精確計算混凝土泵液壓系統的響應時間需要深入分析混凝土泵推料、吸料狀態的轉換過程。圖1為混凝土泵分配系統原理圖。當主油缸活塞運動到接近行程終點時,油缸末端的緩沖機構發出換向信號,使液動換向閥3切換至左位,分配油泵1和蓄能器4給分配油缸6提供大流量高壓油,推動S管型分配閥迅速切換。S管型分配閥切換完畢后,液動換向閥3仍處于左位,分配油泵1給蓄能器4補油,直到分配回路壓力穩定為止。從分配回路中A點引出的壓力油和從回路中B點引出的壓力油分別作用在泵送回路液動換向閥左、右兩端,其壓差使液動換向閥換向,混凝土輸送缸完成推料、吸料狀態的切換。1分配油泵;2溢流閥;3液動換向閥;4蓄能器;5,6分配油缸圖1混凝土泵分配系統原理圖由以上分析可知,混凝土泵的推料、吸料轉換過程可分為2個階段:分配油缸換向階段,即從主油缸運動到接近行程終點到S管型分配閥完成切換的過程;主油缸的換向階段,即從分配油泵1給蓄能器4補油到主油缸完成切換過程。忽略信號傳遞時延,則有下列關系式。
2混凝土泵液壓系統
響應時間的計算圖2為分配機構受力示意圖。圖中A,B,C,D,O為固定鉸接點。AB之間的距離為2L0,擺臂長度為R。分配油缸活塞桿完全縮回時兩鉸接點之間的距離為Lmin;分配油缸活塞桿完全伸出時兩鉸接點之間的距離為Lmax。CA,CO之間的夾角為α;DB,DO之間的夾角為β;OA,OC之間的夾角為θ;擺臂運動方向與活塞桿運動方向的夾角分別為γ和φ。聯立式(10)~式(13),可得到x關于t的2階非線性微分方程。在其他參數確定的情況下,可解得不同負載pp下分配油缸活塞行程x與其運動時間t的關系。令x=Ld(Ld為擺動油缸活塞的允許行程),可解得不同負載pp下對應的S管型分配油缸換向時間td。在混凝土泵一個工作循環中,蓄能器的狀態如圖3所示。由以上分析可知,液壓系統的響應時間tr和蓄能器參數p0,V0,p1,p2,p3之間存在復雜的非線性動力學關系,且難以用顯性方程式表達,只能通過編程求解。運行計算程序,可得分配油缸換向時間td=0.037s,主油缸換向時間tm=0.182s,故液壓系統的響應時間tr=0.219s,滿足行業標準的要求。
3分配系統的仿真模型和試驗分析
為了驗證混凝土泵液壓系統響應時間計算的正確性,文中利用液壓仿真軟件建立了混凝土泵分配系統的仿真模型,如圖4所示。運行仿真模型,可得分配油缸活塞位移與時間的關系曲線,如圖5所示。由圖5可知,液壓系統的響應時間,即擺動油缸活塞位移由0.2m變為0m(或由0m變為0.2m)的時間為0.22s,基本符合計算結果。在利用混凝土泵車進行打水試驗時測量蓄能器出口壓力,并導入仿真數據進行對比。可得蓄能器出口壓力的仿真和試驗曲線,如圖6所示。由圖6可知,蓄能器出口的最大壓力實驗結果和仿真結果均為16×106Pa,符合恒壓變量泵的設定壓力。只是實驗結果有液壓沖擊,這是在S管型分配閥切換過程中擺動油缸活塞撞擊缸底造成的。而仿真模型中,擺動油缸的阻尼設置較大,于是蓄能器沒有出現液壓沖擊。仿真和試驗結果基本吻合。
4蓄能器選型參數的敏感性分析
混凝土泵液壓系統中,在其他元件一定的情況下,蓄能器的容積V0、充氣壓力p0、最高工作壓力p1這3個選型參數對混凝土泵液壓系統的響應時間起決定性作用。故通過分析這3個參數的敏感性[8]來考察它們的變動對液壓系統響應時間的影響程度。
4.1蓄能器容積蓄能器容積的標準值V0為4×10-3m3,V0-為V0減少10%的值,V0+為V0增加10%的值。對這3種情況分別進行解析得到3組響應時間,如表1所示。
4.2蓄能器充氣壓力蓄能器充氣壓力的標準值p0為5×106Pa,p0-為p0減少10%的值,p0+為p0增加10%的值。對這3種情況分別進行解析得到3組響應時間,如表2所示。
4.3蓄能器最高工作壓力蓄能器最高工作壓力的標準值p1為16×106Pa,p1-為p1減少10%,p1+為p1增加10%,對這3種情況分別進行解析得到3組響應時間,如表3所示。4.4選型參數的敏感性因子蓄能器選型參數敏感性分析的方法是根據選型參數的敏感性因子的大小來評價蓄能器選型參數對液壓系統響應時間的影響程度。由以上分析可知,蓄能器的每個參數有4個標準差值來表達其相對標準模型的變化情況。定義參數的變化值與其標準值的相對變化率的和為該參數的敏感性因子。由表4可知,蓄能器容積V0對液壓系統響應時間影響最大,其次是蓄能器的最高工作壓力p1,再次是蓄能器的充氣壓力p0。
關鍵詞:故障;分析;診斷;系統;方法
目前國內外很多工程機械傳動以及執行機構都普遍應用了液壓控制技術,這些工程機械常見故障問題主要與液壓系統有關,所以液壓系統的故障診斷越來越重要。由于這些液壓設備端部會直接接觸到混凝土,容易磨損,負荷也是很大,如果維護不善,很容易出現一些故障,影響著混凝土的澆筑,給工程帶來了一些麻煩。本文針對目前常用的混凝土泵送液壓系統所發生的故障進行了分析,提出了適應于本地和遠程后臺的泵車液壓系統故障診斷方法。
1 混凝土泵送部分液壓系統常見故障分析
如果混凝土泵送裝置的液壓系統出現問題,那么首先應該區分三個液壓回路是否有問題,這樣才能做到有目的、有反向的確定故障出處。
1.1 混凝土泵送液壓
當技術人員發現液壓裝置的滑閥動作不流暢,不連貫的時候,就應該先要檢查液壓的機械部分是否出現了問題。如果滑桿已經發生了打滑現象,那說明這個位置磨損已經比較嚴重了,可以進一步通過檢查滑桿運動位置是否有遺漏的混凝土漿以及其他雜物,這時候技術維護人員可以及時掃除雜物,涂上適當的油,減小連接處的磨損,可有效減少液壓系統發生故障的可能。經過以上維護過程,如果還有問題,那么就應該檢查回路了。
1.1.1 當檢查時發現,在溫度為50攝氏度時,蓄能充氣壓力低于55MPa時,應該及時充氣。
1.1.2 核定減壓閥的調定壓力是否在可控范圍之內。有些泵車在出廠前已經設定好壓力值,所在施工人員不能隨便打開減壓閥自行調整壓力值。
1.1.3 對于順序閥的調定壓力進行調整。把泵送裝置的操控桿I檔位調到刻度5上面,然后把操縱桿Ⅱ放于刻度1,再空轉。在油溫控制在50攝氏度,額定壓力控制在7MPa時,根據壓力表可以反映出壓力波形,進而可以知道順序閥的調定壓力值以及蓄能器的氣體壓力值大小。如果壓力值大小沒有在可控范圍之內,那么就需要及時調整壓力值大小,以保證系統正常運轉以及安全。為判斷蓄能器壓力值是否滿足要求,我們可以通過如下方法進行檢測:關掉泵送開關,手動換向可以通過升壓閥控制,當滑閥換向次數達到2次及以上時說明在可控范圍之內,如果小于2次,那就需要及時調整升壓閥。當發現主油缸以及滑閥油缸動作遲緩時,可以通過檢查滑閥油缸以及主油缸活塞的方法減少損失。
1.2 自動換向系統
自動換向系統主要是由換向閥、滑閥換向閥、先導閥、升壓閥、逆轉閥以及手動逆轉閥組成。主油缸中的活塞運動到最高位時,先導閥閥芯將會被活塞撞擊,改變先導閥的運轉反向。油泵中出來的壓力油通過手動運轉閥、先導閥、逆轉閥使升壓閥改變方向。另外,在另一個油缸改變方向后,向前運行到活塞終點撞擊另一個先導閥閥芯時,升壓閥可以再次改變方向,這樣滑閥油缸以及主油缸可以第二次換向,這就是一個完整的運行流程。
鑒于此種系統的構造,很難發生故障,但是故障一般會發生在先導閥以及電磁閥上面。先導閥故障會使整個換向系統產生問題,嚴重到系統不能使用。主安全閥以及順序閥一般會配有電磁閥,如果電磁閥發生故障會使主系統無法建立起壓力或者泵送系統關閉罷工,嚴重時會使順序閥閥芯動作不連貫。
1.3 密封回路
密封回路不同于上述兩個液壓回路,其是獨立存在的。其中一個活塞運動時,混凝土被泵送出去,此時液壓油會把另外一個油缸的活塞桿推回原位,混凝土被吸進去,這樣就完成了一個泵送混凝土的過程。伴隨著活塞閥開啟,壓力油流入密封回路使活塞行程加大了,此時活塞可以被系統清理。打開行程調整閥可以起到減少油量作用,可以適當減少行程。為保護液壓系統的零件,可以通過溢流閥控制壓力值。密封回路發生故障一般會出現形成越來越短現象。密封回路油液變少會使主油缸行程變短。油液變少的常見原因主要有行程調整閥是否損壞,溢流閥閥芯是否卡住了及溢閥,主油缸密封配件是否密封效果良好,油缸活塞桿是否損壞。
2 泵車液壓系統故障診斷方法
2.1 利用參數的故障診斷法
混凝土泵車液壓系統在工作的時候,要去其參數應該控制在合理范圍內,如果這些參數偏離了給定范圍,那么系統就容易出現一些問題,為避免此種現象的發生,結合邏輯運算方法,可以直接找到故障出處。通過此種方法可以測得壓力、溫度以及加速度等信息。比如拿主溢流閥來說,當插裝閥被卡住時,其系統壓力趨近為0,其他故障無法使系統壓力降為0。所以可以通過如下邏輯公式判斷:
If換向壓力>7MPaand泵送系統壓力
根據主溢流閥故障下的壓力對分析,就可以判斷主溢流閥故障與正常情況。
2.2 利用信號分析的故障診斷方法
液壓系統的多數故障檢測比較困難,不能通過一些數據和步驟而達成目標。為了查出故障出處,就要及時對信號進行處理分析。針對于擺缸內泄為例,不同的壓力會改變泄露程度。隨著系統壓力降低,擺缸系統壓力也會增大內泄量,比如齒輪泵的故障。利用本法可以提取左右擺缸的應用系數以及映射關系。
2.3 智能診斷方法
鑒于應用一些方法分析液壓系統的不方便性,我們可以參考用智能診斷方法,此方法不同于傳統的神經網絡方法。當未訓練的故障出現時,則需重新訓練網絡模型(該網絡模型見圖1),這樣既浪費時間又沒有保存以前學習的知識。對此,提出采用基于FAM(FuzzyARTMAP)的神經網絡模型進行故障診斷。該模型由兩個FuzzyART子模塊(ARTa和ARTb)及連接這兩個塊的映射場(MapField)組成,其中模塊ARTa實現模輸入樣本的模式聚類,ARTb模塊實現輸出的模式聚類,且每一個模塊均由正則化層F0、輸入層F1和分類層F2組成,而映射場實現輸入聚類與輸出聚類間的映射關系,模型圖見圖2。其中的訓練樣本包括信號主要是振動信號和壓力信號,而進行信號處理的方法主要是時間序列模型方法、小波分析方法、時域和頻域分析方法等。
圖1 Fuzzy ARTMAP網絡結構
圖2 智能診斷流程圖
對于時域信號進行FFT運算之后可以得到頻域內的各個參數,直接建立AR模型可以得到時序模型參數,經過我們的統計計算之后可以得到時域內的均值方差等參數,這些特征量對于FAM神經網絡不一定都是敏感的,可能有個別的特征值會產生干擾作用,這就需要對這些特征進行篩選,方法是基于距離區分技術的特征評估和選擇。利用所研究的樣本計算第m個特征參數的標準方差值以及均值數值,另外根據屬于第j類的樣本數計算第m個特征參數的標準方差值以及均值數值。利用下式計算第m個特征的距離區分因子。
通過這樣的推導過程可以設定其中的一個閾值,這個閾值取值范圍取為0到j之間,如果距離區分因子大于閾值,那么可以知道相對應的特征參數值。我們可以總結出:隨著閾值不斷增大,據此進行特征值參數個數的篩選,篩選后的特征參數輸入到后續的分類器中進行訓練和測試,如果特征參數分類準確率在設定的閾值范圍之內,那么現在可以停止繼續對特征參數的選擇,經過經驗分析,通常對于分類準確率設定為85%。此時可以假定右主液壓缸內泄為例,通過上面的分析方法,在不同泄露量的情況下,不能有效鑒別時域數值,所以技術人員此時應該把幾種工況整合在一起并加以診斷,這時可以借用小波灰度矩、頻域以及小型包能量譜等參數進行研判。針對于以上幾種參數值可以應該建立AR模型,利用AIC準則計算最佳模型階數,這樣可以算出模型階數一般位于80左右波動。在此基礎之上,對于以上函數進行敏感性的評判。當閾值大于0.75時,認為對此類故障敏感的特征參數是可變化的。當機械處于不同狀態時,也會面臨著不同的工況,對FuzzyARTMAP的神經網絡進行訓練,定義在不同工況下正常樣本映射情況為1,中等泄露樣本映射結果是2,嚴重泄露樣本映射結果是3,可以發現在一些測試樣本中,有可能有些數據發了分歧,可以定性為中性泄露,這樣的泄露事件發生率將會降低。
我國混凝土泵車的經過了幾十年的發展,已經建立起了較為完善的設計和生產的產業鏈。相關人士認為,我國混凝土泵車發展速度將會越來越快,其后續前景也是越來越廣闊,相信隨著國家資金以及技術的投入,混凝土泵車一定會在機械制造領域成為一顆閃亮之星,同時技術的發展也會促進國家經濟的發展。
參考文獻
[1] 劉會勇.基于滑動平均的混凝土泵壓力濾波方法研究[J].工程機械,2008(07).
關 鍵 詞:混凝土泵;料斗攪拌系統;自動反轉
中圖分類號:TH3文獻標識碼: A 文章編號:
Abstract:This paper summarizes the current most pump hopper agitator system automatic reversal circuit have in common some defects, and some examples to carry on the concrete analysis, pointed out the key problems. At the same time, the paper also puts forward a new design scheme, and from the aspects of its feasibility analysis.
Key words:Concrete pump; Hopper agitator system; Automatic reversal
一 、 引言
為防止泵機料斗攪拌葉片在工作時被混入的超粒徑大骨料或其他異物卡死,料斗攪拌油路系統應設自動反轉油路。當攪拌軸被卡時,油路自動換向,使該油路由正轉變為反轉,卡阻物隨之脫落。卡料排除后攪拌軸恢復正轉。設置穩定可靠的自動反轉油路是及時排除卡料故障,保證攪拌系統正常運行的必要條件。
目前,國內外泵機料斗攪拌自動反轉系統有多種不同的設計,這些設計均存在某些不足或缺陷,歸結起來主要有以下四方面:①反轉時間由節流器旁通流量控制,而液壓油旁通流量受環境溫度的影響較大,當夏季在高溫下長時間工作后,由于油溫升高,其粘度降低,則旁通流量增大,自動反轉易于失靈;②發動機低速運轉時,由于卡料后順序閥溢流量過小,建立不起控制油壓,自動反轉裝置不起作用;③反轉時間由電氣控制,由于設計上的缺陷,當攪拌阻力較大時容易造成換向閥頻繁動作,攪拌系統不能正常工作;④結構較為復雜,所用組合閥制造難度大,成本高。
鑒于上述情況,研制穩定、可靠和價廉的自動反轉液壓系統是十分必要的。
二、幾例典型油路的分析
為了提出更為合理的新方案,吸取現有設計的長處,克服其不足,現首先對幾例自動反轉典型油路作一簡要分析。
2.1日本石川島播磨公司CPF系列泵車自動反轉油路
圖1(a)、(b)分別為CPF-75B型泵車和CPF-85型泵車的攪拌系統原理圖。
此系統工作原理是這樣的:當在正常工作的攪拌葉片突然被卡住時,驅動攪拌軸的液壓馬達進油腔壓力急劇增高,當油壓增至順序閥1的調定壓壓力(CPF-75B為8MPa,CPF-85為11MPa)時,該閥開啟溢流,由于節流器2的節流作用使其產生背壓,此背壓作為控制油壓使得液控閥3換向,閥3的換向使得較高油壓控制的主閥4也立即換向,因而實現液壓馬達反轉。液壓馬達反轉后接順序閥的油口壓力突降,順序閥1關閉。此時液控換向閥3在復位彈簧的作用下逐漸將控制油腔內存留的液壓油從節流器的節流孔中擠出,閥3的控制油壓逐漸降低。當閥3復位后,主閥4立即換向,液壓馬達恢復正轉。液壓馬達反轉時間為2~5s,反轉時間由調節節流器2的流量來控制。
圖1aCPF-75B型泵車攪動系統原理圖 圖1bCPF-85型泵車攪動系統原理圖
1—順序閥;2—節流器;3—液控換向閥;
4—主油路液控換向閥;5—手動換向閥;6—安全閥
此油路的缺點是結構復雜,組合閥制造難度大。此外,油溫增高時,如不及時調節閥2,自動反轉就易于失靈。當發動機低速運轉時,由于順序閥1的溢流量小,換向控制壓力難于建立,自動反轉系統不起作用,此時只有操作閥5,實現手動反轉。
2.2 日本三菱公司DC-A系列泵車自動反轉油路
圖2為三菱DC-A系列泵車自動反轉油路原理圖。油路工作原理與CPF系列泵車的攪拌系統相似。此系統在油箱回油管上增設了溢流閥7。由于抬高了背壓,使得攪拌液壓馬達運轉較為平衡。主換向閥4設有中間過渡環節,可減小換向時的液壓沖擊。此油路存在的缺點同于上例。
圖2 DC-A系列泵車自動反轉油路原理圖
1—順序閥;2—節流器;3—換向閥;
4—主油路換向閥;5—手動換向閥;6—安全閥;7—溢流閥
2.3 國產HB30型固定式混凝土泵看自動反轉油路
HB30型泵原自動反轉油路原理見圖3所示。此油路工作原理不同于以上兩例。多路換向閥5是手控換向閥,中位時液壓馬達停轉。閥5內部設有安全閥,其作用是限制系統壓力,保護液壓元件。攪拌液壓馬達的自動反轉是靠壓力繼電器4和電磁換向閥6配合工作來實現的。當攪拌軸被混凝土中的大骨料或異物卡死后,系統壓力急劇增高,達到壓力繼電器4的調定值時,壓力繼電器4動作,使電磁換向閥6換向,液壓馬達實現反轉。由于自動反轉時間由電氣控制,其反轉時間不隨油溫的變化而變化。攪拌軸反向旋轉半周至一周后,電磁換向閥6斷電復位,液壓馬達和攪拌軸恢復正常運轉。
由于該系統未設置常開的溢流閥來調節穩定的系統工作壓力,油泵2的工作壓力很不穩定,而壓力繼電器的調定壓力又低于閥5中安全閥的調定壓力,因此,當液壓馬達運轉阻力較大,安全閥尚未動作時,容易引起壓力繼電器動作,閥6頻繁換向,造成攪拌器的往返振蕩而無法正常工作。
圖3 HB-30型固定式混凝土泵自動反轉油路原理圖
1—濾油器;2—油泵;3—壓力表;4—壓力繼電器;
5—多路換向閥;6—電磁換向閥;7—液壓馬達
三、新方案的設計思路與工作原理
筆者在各類型方案的基礎上,借鑒其長處,并結合我國國情作出了新的設計方案。新方案的設計思路和要求如下:
(1)自動反轉時間不受環境溫度即液壓油粘度的影響,因此擬考慮以電氣系統控制反轉時間。
(2)反轉系統必須工作穩定,性能可靠,不允許發生頻繁換向的振蕩現象。
(3)原動機低速運轉時不影響自動反轉及反轉時間。
(4)系統設計在保證其使用性能的前提下,力求簡單,采用分散元件,降低制造成本。
(5)反轉時間應控制在1~5s。
(6)考慮泵車的機動特點,采用24V直流電。
此系統由液壓泵1、溢流閥2、二位四通電磁換向閥3、三位四通電磁換向閥4(旋鈕手控)、液壓馬達5和壓力繼電器6組成。壓力繼電器調定壓力為8M Pa,溢流閥2的調定壓力為8.5MPa。
當攪拌軸因卡料停轉時,液壓馬達5正轉,進油腔壓力急劇上升,達到壓力繼電器調定壓力8MPa時,壓力繼電器6閉合,電磁換向閥4換向,實現液壓馬達自動反轉。閥4的電磁鐵線圈的通電時間為1~5s,由電氣系統延時電路進行控制。
圖4 新方案液壓原理圖
1—油泵;2—溢流閥;3—電磁換向閥;
關鍵詞:超高層建筑;混凝土泵送施工;施工技術
隨著超高層建筑的發展,使得建筑領域的科學技術水平不斷進步和提高,在這種條件下,泵送混凝土施工技術應運而生。泵送混凝土技術是利用混凝土泵和輸送管道將混凝土運輸至高空樓層施工點,具有運輸能力高、速度快、效率高等特點。當前已成為超高層建筑混凝土施工的重要手段。本文筆者對超高層混凝土泵送施工技術進行分析,論述高層混凝土泵送施工技術的重要性,指出存在的問題,并提出切實有效的對策措施。
1 工程概況
某工程地下部分主要為四個獨立的塔樓,其中有三個塔樓以核心筒和筒外樓板為主。筒外樓板的框架結構主要由鋼筋混凝土柱和鋼梁組成,另一個塔樓無筒外樓板。筒體與鋼筋混凝土采用高強混凝土,強度等級為C40~C60,筒外樓板混凝土強度等級為C30。根據施工方案和施工條件,先進行各塔樓的筒體施工,在澆注筒外樓板及鋼筋混凝土柱。由于筒體施工使用的混凝土為高強混凝土,其水泥含量較高且混凝土粘度大,所受泵送阻力也較大,進而對泵送施工要求較高。另外,筒體結構包括鋼筋混凝土柱、弧形剪力墻柱等,加之鋼筋直徑大、節點鋼筋密集等,使得混凝土澆注存在較大的難度。本工程項目總高度為328m,泵送高度達320m,這樣就給混凝土泵送施工帶來一定困難。根據本工程泵送施工存在的重難點,要滿足其泵送施工要求和施工質量,必須加強施工技術保障。
2 材料選擇及混凝土配合比
2.1 混凝土原材料
①水泥:P.II52.5級硅酸鹽水泥、P.O.42.5普通硅酸鹽水泥;②粉煤灰:I級優質粉煤灰;③砂石:優質江砂,細度模數
2.2 混凝土配合比
本工程項目混凝土配合比由某建筑科學研究院進行設計,根據混凝土強度等級變化情況,對混凝土配合比進行適當調整,水泥用量調整范圍在440~300kg/m3。
3 超高層混凝土泵送施工技術
3.1 輸送泵的選擇與計算
根據本工程項目的建設高度及混凝土泵送施工高度,對其輸送高度產生的壓力進行計算。混凝土泵送所需壓力R主要包括以下幾個部分:①混凝土在管道內流動阻力造成的壓力損失(R1);②混凝土在彎管及椎管的局部壓力損失(R2);③混凝土垂直高度時產生的重力壓力(R3)。
(1)內流動阻力產生的壓力:
式中:R1表示單位長度的沿程壓力損失;l表示管道總長度,k1表示粘著系數,k2表示速度系數,d表示為混凝土輸送管道的直徑,t1/t2表示混凝土泵分配閥切換時間與活塞推壓混凝土時間的比值;V2表示混凝土管道內的流速。a2表示徑向與軸向壓力的比值。
(2)彎管及椎管的局部壓力損失:
彎管為90°壓力損失為0.1MPa,共3個;45°壓力損失為0.05MPa,共3個;按照最大、最長水平管計算,彎管共5個。配閥壓力損失為0.2MPa。每根管道上設置兩個配閥。R2=3×0.1+3×0.05+2×0.2=0.85MPa。
(3)垂直高度時產生的重力壓力:
混凝土密度為P,重力加速為g,泵送高度為H;R3=Pg×330。
根據上述計算結果,結合施工進度要求,本工程項目決定采用型號為HBT90CH2122D和HB40CH2135D的拖泵。
3.2 輸送管道布置
在布置輸送管道時,應盡量減少彎管,保證泵送阻力得到最大限度的控制。垂直管路會隨著高度而增加,輸送混凝土較易產生回流,對此,應鋪設一條水平管道,確保充足阻力能夠減弱混凝土回流。
3.3 泵送管道的技術措施
對于超高壓輸送泵管,應采用一定厚度的淬火管,并選擇特質高壓管夾,管道連接采用公母扣錐面定心連接形式,采用O型密封圈密封。對于普通高壓泵管,若壁厚
3.4 鋼筋混凝土柱的澆筑
根據施工方案和施工要求,先進行核心筒施工安裝,再進行筒外樓板鋼結構的施工安裝。澆筑鋼筋混凝土柱時,由于筒外混凝土樓板低于鋼結構安裝。不僅操作層的鋼梁無操作面,施工人員也無施工操作區,難以用泵管澆筑鋼筋混凝土柱。采用相應規格的塔式起重機澆筑無法滿足施工效率,而且增加運輸時間,無法滿足施工進度要求。另外,在高空采用料罐向柱內放料時,受風力等因素的影響,施工人員操作的危險性較大。因此,每次澆筑過程中,會延長施工且安全隱患突出,應采取更加安全、有效的澆筑方案,確保鋼筋混凝土柱施工澆筑作業順利進行。
經討論和研究后,決定改裝附墻式液壓爬升布料機,取消爬升裝置,增設鋼結構平臺。該種布料桿可以折疊且靈活方便,每次鋼筋混凝土柱澆筑完后,采用塔式起重機移至另一澆筑點。由于本工程項目在布置H型鋼時存在一定的變化,將鋼結構平臺與鋼梁連接螺栓換成移動型,能夠有效調節鋼梁間距。經試驗證明,采用該種布料機進行鋼筋混凝土柱澆筑施工,可以大大減輕垂直輸送產生的壓力。
4 混凝土泵送堵管的原因及預防措施
在超高層混凝土泵送施工中,受諸多因素的影響,混凝土泵送過程中較易出現堵管現象,這樣就會造成泵送中斷,使得混凝土材料浪費。一旦施工中出現堵管現象,清理起來較為麻煩,所以施工中應避免這一現象的發生。引起堵管的原因主要包括以下幾點:①泵送速度不合理,管道未清理干凈,停機時間長;②管道連接不當,管道接頭密封不嚴;③混凝土質量問題,如坍落度、水泥配制比、添加劑等方面;④環境條件的影響。
要預防和處理上述造成堵管的影響因素,應采取以下幾項措施:①起始泵送時,其泵送速度應先低后高;每次泵送完成后,需要用水沖洗泵管,避免混凝土滯留;停機時,要每隔5~10min開一次泵,防止堵管。②要編制科學、合理、有效的管道布置方案;采用特制密封圈,管接頭需保持緊固;泵送前需注入適量水或砂漿,保持泵內濕潤。③合理控制混凝土坍落度;選擇符合施工要求的原材料;合理選擇添加劑的類型,并控制用量。⑤根據季節變化,夏季加冰水攪拌混凝土,冬季用溫水攪拌混凝土。
5 結 語
綜上所述,超高層建筑泵送施工技術的發展與超高層建筑的發展密不可分,在建筑高度不斷增加的基礎上,對于施工技術的要求也將越來越高。加強高強度、高性能混凝土的開發和高泵送能力的混凝土泵制造尤為重要。以往的施工操作方法已經無法滿足現代建筑施工的要求。在科學技術水平不斷提高的條件下,超高層混凝土泵送施工技術必將得到全面發展。
參考文獻
[1]徐曉建.超高層混凝土泵送施工技術[J].城市建設理論研究(電子版),2013,(24).
[2]熊啟發,郎占鵬,李瑞平等.超高層混凝土泵送施工技術[J].建筑技術,2011,(2).
(山西電建四公司 山西 太原 030000)
【摘 要】混凝土輸送泵在施工過程經常會出現堵塞的現象,其主要原因是水泥膠凝體被破壞,骨料之間相對位置變的緊密,動動阻大增大,速度變緩,進一步形成泵管堵塞。
關鍵詞 混凝土輸送泵;堵塞;原因分析;預防措施
Ultra-high building concrete pumping few notes
Ma Chang-bin,Zhang Min-bao
(Shanxi Electric Power Construction four companies Taiyuan Shanxi 030000)
【Abstract】Concrete pump often occur during construction clogging phenomenon, mainly because of the cement gel is destroyed, the relative position between the aggregate becomes tight, Dodo large resistance increases, the speed slows, further clogging the pump tube formation.
【Key words】Concrete pump;Blockage;Cause analysis;Preventive measures〖HJ*1/2〗
1. 引言
混凝土輸送泵是目前混凝土施工中必不可少的施工設備,但在工作中經常會出現堵塞的現象,讓施工人員極為反感,同時也是造成混凝土質量通病的主要原因之一,在正常情況下,混凝土在泵送管道中心形成柱狀流體,呈懸浮狀態流動。流體表面有一層水泥漿,水泥漿作為一種劑與管壁接觸,骨料之間基本上不產生相對運動。當粗骨料中的某些骨料運動受阻,后面的骨料運動速度因受影響而漸漸滯緩,致使管道內骨料形成集結,支撐粗料的砂漿被擠走,余下來的間隙由沒有水泥膠凝體的細骨料填充。這樣便發生粗骨料之間的相對位置變化,骨料密度增大,使該段管道內集合物沿管道徑向膨脹,流體表面的水泥漿丟失,發生骨料與管道側壁相互接觸,阻力增大,速度變慢,直至運動停止而產生堵塞。
2. 混凝土輸送泵堵管的原因
2.1 原材料不合格。
(1)建筑用砂、石必須符合《建設用砂》(GB52-2006)標準要求,粗骨料顆粒級配不合理,細骨料含泥量過高、0.315mm篩孔通過率低于15%等均是引起泵管堵塞的主要原因(見表1)。
(2)粗骨料最佳級配如圖1、圖2、圖3、圖4。
(3)細骨料通過0.315mm篩孔通過率低于15%時,即使混凝土其它技術指標都符合要求也會堵管,因為這些細砂在混凝土中起到一種類似滾珠的作用,能減少管壁與混凝土的摩擦,提高柱流動性,增大泵的粘聚力和保水性,對混凝土的可泵性影響很大,因此在《混凝土泵送施工技術規程》中預以規定,不應少于15%。
細骨料最佳級配如圖5。
2.2 混凝土配合比不合理。
混凝土配合比不合理會引起混凝土拌合物的性能不好,主要表現在:
(1)膠凝材料用量過少,膠凝材料用量少于一定限度(一般每方混凝土膠凝材料不宜少于300Kg)時將導致沒有足夠的水泥漿包裹骨料和管壁,流動阻力大大增加。實際施工中,將非泵送混凝土的配合比直接用于泵送混凝土,或者現場計量不準確,或者使用了粒徑和級配不符合配合比要求的骨料,都會種造成水泥用量過少。
在高性能混凝土配合比設計中對混凝土的膠凝材料規定相應的最少值,一般要根據細骨料的細度、粗骨料級配經試驗確定。
(2)砂率低,砂率過低(泵送混凝土砂率一般在38%~45%,經試驗對于細度模樓大于3.0的粗砂可適當提高,具體數據根據試驗確定)的混凝土和易性差,變形困難,在管路形狀變化的部位,如彎管、椎管、管筒等處會產生較大的阻力,極易堵塞。
(3)摻外加劑的混凝土坍落茺損失過快,《混凝土泵送施工技術規程》要求混凝土試配時要求的坍落度按Tt=Tp+T公式計算,其中T過大會造成Tt偏低,泵送混凝土阻力增大。泵送混凝土的坍落度最佳范圍是100~200mm,超過此范圍易發生堵塞。
泵送混凝土的坍落度按不同泵送高度如表2。
(4)泵送混凝土的坍落度損失過大也會存在堵塞,坍落度損失值要求按表3所示。
2.3 施工過程不合理。
在施工過程中,工作人員為了施工的方便,一再要求加大混凝土的坍落度,致使混凝土出現嚴重的離析,漿體幾乎成水,骨料與其出現分離,這使混凝土的泵送時,混凝土中的漿體象水一樣被泵送出去,在混凝土泵的料斗內聚集了大量的石子,形成堵泵。
2.4 外加劑與水泥、骨料的不適應。
(1)外加劑與水泥的不適應主要表現在混凝土的減水率不夠,坍落度不足,泵送困難;混凝土出現后期泌水,混凝土初時攪拌時其拌合物各項性能均較好,但以經過運輸后到達澆灌地點,混凝土出現大量泌水,甚者到了混凝土假凝的程度,根本無法泵送。
(2)施工現場采用聚羧酸外加劑時,骨料中的含泥量對外加劑的影響比較明顯,因為聚羧酸外加劑是高分子結構,其基本結構是鏈狀結構,而奈系外加劑是單粒結構,骨料中的泥土會優先與外加劑的親水基粘結,而且是與多個鏈狀進行粘結,故對外加劑的減水率影響較大。其影響包括初時坍落度與經時坍落度。坍落度的損失都會影響混凝土的泵送。
3. 混凝土輸送泵易堵泵的位置及排除方法
3.1 進料口處的堵塞。
(1)進料口堵塞一般主要原因是料斗內有較大有骨料或結塊,還有是石子在水泥漿中的懸浮狀態完全喪失,在管中某一部位積聚造成離析堵塞。
(2)排除方法:使泵反向運轉以破壞結塊,使混凝土回到料斗重新攪拌,再正向泵送,如果不起作用,則需人工清理。如果在混凝土運輸車內發現混凝土出現泌水或離析,則不必向泵車料斗內放料,須經過處理正常后再施工。
3.2 分配閥出料口處的堵塞。
分配閥出料口處的堵塞,主要是由于封閉不嚴造成的堵塞。
3.3 管閥及S管處的堵塞。
(1)管閥及S管處的堵塞是逐漸形成的,其主要原因是泵送完混凝土后,沒有及時用高壓水沖洗,致使混凝土殘留在管內,天長日久逐漸加厚,堆積固結,造成堵塞。
(2)排除方法:泵送混凝土結束后,一定要用高壓水沖洗干凈,當沖洗無效時,可采用釬敲,一定要把混凝土殘渣去掉,直至混凝土被清理干凈。
3.4 混凝土輸送管道堵塞。
(1)混凝土輸送管道堵塞主要表現在兩個方面,一是混入大粒徑石子,堵管最易發生在三個大石子在同一截面相遇卡緊時,這時截面大部分被石子占據,尤其是石子成品子形相互卡在管道時,混凝土被牢牢堵在泵首管里而被堵塞。二是混凝土停滯時間過長,在夏季或摻加某些外加劑的混凝土,坍落度損失較快,如果泵送中途停頓過長,混凝土拌合物就有可能硬化,堵塞管道。
(2)預防方法:為了防止大粒徑石子的混入,因此《混凝土泵送施工技術規程》規定石子最大粒徑與管內徑的比值關系為小于1:3,并在泵機料斗上設方格網,防止超粒徑石子混入。《混凝土質量控制標準》還規定了混凝土拌合物從攪拌機卸出后到澆筑完畢的延續時間如表4。
對于混凝土泵車料斗內的混凝土長時間不泵送時,需要不停的轉動,如果時間過長則需要對混凝土泵車進行自行循環,以防止堵管。
向下輸送混凝土時由于管道處于下行傾斜狀態,混凝土在斜管中自流(因自重下滑)造成離析,同時易在斜管上部形成真空段,使泵送壓力無法傳遞造成堵塞。
(3)預防方法:在安裝管道時要形成斜線,盡可能避免出現直下布置,形成自然流動的趨勢。
混凝土輸送管道堵塞的判斷:當泵車輸送壓力不斷增高,而料斗內料位卻不下降,管道出口不出料,泵車發生越來越強烈的振動,管路也伴有強烈的振動和位移,可判定的堵管。堵塞一般發生在彎管、錐管,以有強烈振動的地段。發生堵管時,從泵出口到堵管外的管路震動劇烈,接頭處有脫開的傾向,而堵管處之后的管路則是靜止的。根據這種現象可以找到堵管部位,也可以用鐵棒敲擊管壁,根據聲音判斷堵管的位置,在感到混凝土管道有空隙外的前方即為堵管處。
(4)排除方法:當發生混凝土堵管時,應立即重復進行反泵和正泵,逐步吸出混凝土至料斗內,重新攪拌后泵送;也可用木槌敲擊等方法,查明堵塞部位,將混凝土振松后,重復進行反泵和正泵,排隊除堵塞,使之疏通。當用使用上述兩種方法無效時,應混凝土卸壓后,拆除堵塞部位的輸送管,排出混凝土堵塞物后,方可接管,新接管道也應提前潤濕。
4. 減少混凝土輸送泵堵塞的預防措施
4.1 在安裝與設計管道時,應盡可能避免90°和S形彎管。
4.2 在安裝前應認真檢查所使用的泵管,是否有明顯凹坑的管道;是否有在一方向有磨損程度較大的管道,是否存在使用完畢后沒有認真清理的管道。
4.3 為保證泵送混凝土的連續作業,確混凝土澆注質量,作業中間間斷時間嚴格按標準要求進行。
4.4 應確定合理的施工配合比,選用經試驗確認后合格的原材料。防止出現前面分析的問題。
5. 工程實例
內蒙康巴什新區京能2×250MW機組建設工程中的空冷塔,塔身高159m,直徑140m,混凝土強度C45、抗凍F250、抗滲P8,施工中采用具有較高減水率的聚羧酸外加劑。混凝土全部采用泵送,在施工中針對泵送的難點與重點采取了以下措施。
5.1 對原材料進行嚴格控制。
混凝土的泵送最重要的手段就是對原材料的檢驗控制,本項目嚴格對每批次的水泥、粉煤灰進行檢驗,及時根據檢測數據對混凝土配合比進行微調;對每次進入現場的外加劑嚴格按設計和標準要求進行檢測,對不合格的產品堅決予以清退。對石子、砂子的進行也進行嚴格檢驗其中含泥量作為重點,石子的顆粒級配也是重點檢驗的項目。
5.2 對混凝土的配合比進行優化設計。
混凝土強度C45、抗凍F250、抗滲P8屬于要求比較高的混凝土,如何做到保證設計要求降低成本,便于施工尤其是泵送是配合比設計的重點,本項目在配合比設計中充分考慮了混凝土的流動性、坍落度的損失、水泥與外加劑的適應性等指標。
5.3 隨著混凝土泵送高度的增加,及時調整配合比。
隨著混凝土泵送高度的增加,及時對混凝土的坍落度進行調整,初時增大和損失減少,當混凝土的泵送高度超過80m時,對粗骨料進行了調整,將5~31.5mm的連續粒級更換成5~25mm的連續粒級。
5.4 隨著季節的變化,及時調整配合比。
本項目施工經過了炎熱的夏季和寒凍的冬季,根據天氣的變化及時對混凝土的外加劑進行調整,同時對混凝土配合比也進行了調整。
通過以上的措施有效地保證了混凝土的泵送,避免了輸送泵的堵塞現場。
參考文獻
[1] 《預拌混凝土》(GB/T14902—2003).
[2] 《混凝土結構工程施工驗收規范》(GB50204-2002(2011版)).
[3] 《混凝土泵送施工技術規程》(JGJ/T10-2011).
關鍵詞:混凝土泵;工業實驗;問題
前 言
HBMD-30/12-90S型煤礦用混凝土泵是一臺使用于煤礦的防爆型多用途泵,可用于多種礦用混凝土充填,可用于混凝土巷道支護、沿空留巷、快速噴漿、進行采空區充填、快速封閉廢棄巷道、壁后充填、鋪設底板等多種用途。理論輸送量30.2m3/h;混凝土最大輸送距離:水平600m,垂直160m;泵送混凝土最大壓力12MPa;電機功率為90kw,額定電壓為660v;整機質量5400kg。2011年7月該混凝土輸送泵在孟津煤礦井下西避難硐室的施工中,進行為期20多天的工業實驗,隨著西避難硐室施工的結束,工業實驗如期完成。
1、發現的問題
1.1 水源不充足
混凝土輸送泵不論是在混凝土攪拌過程中,還是在輸送過程中,都需要大量的水做為攪拌劑和劑,所以水源必有充分。
1.2 管路必須支撐不牢靠
在混凝土輸送過程中,由于管路中必須充滿混凝土,同時再加上輸送壓力的存在,管路承受著比空管時大的多的重力和壓力,所以必須保證管路接頭不受太大的拉力和扭轉力,這就要求輸送管路必須支撐牢靠,管路不得有懸空段或者扭轉段。
1.3 管路接頭和密封容易損壞
廠家生產或者使用的管路、接頭和密封選用混凝土專用管路、接頭和密封,從而保證接頭處的強度和密封度,避免混凝土出現泄漏。
1.4 混凝土泵沒有提供固定方法
在輸送混凝土強大反作用的驅動下,混凝土泵會出現向后的位移,這樣也會造成拉脫管路或者接頭損壞密封,因此在管路支撐牢靠的同時,混凝土輸送泵也必須穩定牢靠,最好增加四到六個地角螺絲孔,用地錨桿把泵體可靠固定。
1.5 現場混凝土配比不容易掌握
現場混凝土攪拌的過程中,全憑施工人員憑肉眼和經驗兩場掌握,不可能完全遵守混凝土配比,在滿足混凝土配比的前提下,水的含量會增加,以盡量增加混凝土的流動度。
1.6 攪拌能力和輸送能力不匹配
施工中使用的混凝土攪拌機過小,每次攪拌的混土料僅夠混凝土輸送泵工作20—45秒左右,造成輸送工作間斷,不能連續作業,制約了生產效率。混凝土攪拌機攪拌一次料的時間為2分鐘左右,混凝土輸送泵工作一次時間約為20—45秒左右,造成了混凝土能力的浪費和停機,頻繁停機容易造成堵管。
1.7 輸送軟管過短
混凝土輸送泵管路最后一節的彈簧軟管長度只有4m,由于混凝土泵輸送能力較大,一個工作時段輸送的混凝土較多,為了使混凝土邊輸送邊震動,最后一節彈簧軟管應該有足夠的自由度,長度應在6—8米較為合適。
2、解決方法
2.1 合理安設閥門更改水源管路
水源這個問題解決起來簡單一點,就是在距混凝土輸送泵近距離的井下清水管路中重新鋪設一條高壓軟管,用來輸送清水,以保證混凝土泵用水需求,在這之中,我們得到的經驗是,要在高壓軟管水源和出口兩處分別安設一個閥門,水源處閥門用來控制水源,而出水口處閥門方便在使用過程中隨時開關水源,這樣一來,不僅節省了工人來回開關水源的時間,同時及時開關水源對保證混凝土配比,也起到了很重要的作用。
2.2 全線混凝土支撐保證管路平直
為了解決管路支撐問題,我們采用了碴塊壘、道木墊的方式,因為支撐高度和支撐強度問題,難以保證管路平直,經常會出現支撐物倒塌現象,一旦管路接頭受力,很容易造成密封損壞,影響正常的混凝土輸送,事實證明這兩種方式的效果并不十分理想,后來決定采用混凝土支撐的方式,即在每節管路的兩頭,采用混凝土堆砌的方式,這種方式具有不受高度和地形限制,通過堆砌不同高度的混凝土,可以把管路完全支撐平直,混凝土凝固以后,管路就完全固定,從而避免管路和接頭在輸送過程中受力過大而造成損壞。堆砌混凝土時要注意,以滿足管路支撐固定要求為宜,過多的堆砌會給管路拆除時帶來不必要的麻煩。
2.3 嚴格配件質量和安裝質量
在廠家選用合格的管路、接頭、卡箍和密封的同時,在安裝過程中,必須嚴格遵守安裝要求,保證安裝質量,接頭嚴密,卡箍緊密,緊固螺絲到位,管路每延長或者縮短一次,都要對各個接頭、卡箍和密封進行檢查,發現問題及時處理,同時要求廠家技術人員現場指導安裝,避免因為安裝質量不合格造成管路損壞。
2.4 “四壓兩戧”保證泵體穩固
針對混凝土輸送泵在混凝土輸送過程中,出現的位移和跳動現象,我們根據巷道實際,采用了井下絞車常用的“四壓兩戧”方式固定,用“四壓兩戧”的方式,在混凝土輸送泵的位移和跳動方向上提供牢靠的支撐點和固定點,從而成功解決了這個問題。同時建議廠家技術人員,在今后混凝土泵定型過程中,泵體應該增設地腳和地腳孔,這樣更方便打設“四壓兩戧”,或者使用 地錨桿進行泵體固定。
2.5 層層把關嚴格配比
混凝土配比指的是砂子、石子、水泥和水的配比,為了更好的掌握混凝土配比,我們一改現場進行全部配比的方式,首先,在地面砂石場,對砂子和石子利用電子上料機進行配比和攪拌,保證到達施工現場的砂石料符合要求,另外,我們用稱重的方法,做出了標準配比的混凝土,從而掌握了現場每一攪拌料斗,需要多少分之一袋水泥以及合理的用水量,通過這樣的分解和層層把關,保證了混凝土配比符合要求,混凝土試塊達到設計要求。
2.6 增加攪拌機械挖掘混凝土泵攪拌潛力
針對混凝土輸送泵輸送能力大于攪拌能力的問題,我們安設了兩臺井下用混凝土攪拌機,攪拌機直接安設在混凝土輸送泵的攪拌輸送機上方,攪拌好的混凝土料可以直接進入混凝土輸送泵,這樣兩臺輪流作業,再加上了混凝土輸送泵的攪拌和輸送料斗的使用,滿足了混凝土輸送泵的輸送要求。
2.7 加長輸送出口軟管
由于出口軟管只有4米長,不能滿足現場要求,我們就用井下排水用6米長的彈簧軟管代替出口軟管,彈簧軟管在煤礦應該比較廣泛,規格型號比較齊全,完全能滿足混凝土輸送的需要。
以上存在的問題,經過廠家和施工單位的多方努力,最后都一一克服,成功得實現了混凝土輸送泵的連續、高效作業,圓滿地完成了西避難硐室的施工,輸送混凝土2000m3以上,實現了160多小時無堵管,取得了滿意的工業實驗效果。
3、取得經驗
3.1 打水管路
在開始輸送混凝土前,管路必須先進行打水管壁,這樣可以大大減小接下來輸送物料與管壁的摩擦阻力,并增加水泥砂漿與管壁的吸附。
3.2 水泥砂漿充填縫隙
在打水之后,先輸送一段水泥砂漿,然后再進行正常的混凝土輸送,由于管壁上水泥砂漿的作用,可心大大減小混凝水中石子與管壁之間的摩擦阻力。
3.3 嚴格掌握混凝土配比
在輸送混凝土的時候,一定要掌握好比例,嚴禁輸送干料或者欠水分的混凝土料,施工過程中不能圖快,一定要攪拌均勻,攪拌均勻、配比嚴格的混凝土料輸送效果最好。
3.4 做好管路清洗工作
在混凝土輸送泵停止混凝土輸送作業的時候,一定要把管路和料斗中,殘留的混凝土料處理干凈,嚴格執行沖管、沖斗程序,用水沖洗干凈,不能讓其在管路和泵體中凝固,那樣會造成堵管或者使管壁粗糙不平,增加混凝土輸送時的摩擦阻力。
論文關鍵詞:高墩大跨連續剛構,混凝土,泵送工藝
1、工程概況
老莊河特大橋位于西部大通道包(頭)北(海)線陜西境黃陵至延安段高速公路六標段K196+750處,全橋長870m,為95m+4×170m+95m六跨預應力混凝土連續剛構。
老莊河特大橋的橋墩墩身為左右幅分離布置,橋墩高度最高為105m,其梁部為預應力混凝土變截面連續剛構,采用C50混凝土,共計24410m,墩頂箱梁高9m,箱梁采用掛籃懸臂澆注法施工。在連續梁施工中采用拖泵來完成混凝土的輸送任務,主要采取單機直接泵送到位方式施工,輸送管垂直高度在100m以上。
2、混凝土配合比設計
連續梁的混凝土性能必須滿足以下要求:高強度、高工作性、具有較高的耐久性、尺寸穩定性,要滿足以上性能必須從原材料品質、配合比優化、施工工藝與質量控制等方面綜合考慮。
2.1、混凝土原材料
2.1.1水泥:按照以下原則進行選擇:
a、選用優質硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥;
b、水泥的主要礦物成分硅酸三鈣(CS)、硅酸二鈣(CS)、和鋁酸三鈣(CA)對混凝土的性能影響較大,CS不僅對早期強度而且對后期強度發展均有貢獻;CS水化較慢,通常只對后期強度有利;CA的水化速度最快,但CA的含量往往是水泥與減水劑適應性好否的關鍵,CA含量過高時,混凝土的流動度的經時損失很快。按有關文獻要求CS含量高(>8%)、CA含量底(<8%)的水泥較適宜配制高性能混凝土。
我們經過對秦嶺水泥股份有限公司所產P.O52.5R水泥的物化調查,其CS含量平均為48%~52%,CA含量平均為6%~7%,CS含量平均為21%~27%,滿足有關技術要求。
2.1.2高效減水泵送劑:
高效減水泵送劑通過降低水的表面張力(水-氣相)和界面張力(水-固相)的作用,大大地減少為達到所要求的工作性能的拌和水用量。目前國內常用的類型主要有萘系及三聚氰胺系兩種,相對而言。萘系具有較高的減水率、三聚氰胺系對混凝土的流動度保持能力相對較強;使用高效減水劑最需關注的是其與水泥適應性問題。具體表現為混凝土的坍落度損失的快慢,在本項目中采用泵送工藝施工,更需考慮混凝土坍落度的經時損失。
我們經過多方面的對比后擬選用山西黃河外加劑廠生產的UNF-3C緩凝高強減水劑,從生產源頭加強外加劑的質量控制,保證外加劑的有效減水成分必須為萘系與氨基磺酸鹽復合物、緩凝成分必須為三聚磷酸鈉與聚乙烯醇、引氣成分必須為松香熱聚物,對秦嶺牌P.O52.5R水泥的實測減水率為27%~30%。
2.1.3集料:
a、粗集料:
配制高強高性能混凝土的碎石粒徑Dmax通常選擇在10~25mm的集料、粒形與級配必須采用連續級配且其針片狀顆粒含量越少越好,界面粘結性必須優異。
我們在對銅川川口開采的碎石經過多次試驗,其試驗數據綜合如下:該礦山石材抗壓強度為:107Mpa;最大粒徑為25mm、含泥量平均為0.5%、泥塊含量平均為0.2%、堆積密度平均為1500kg/m3、表觀密度平均為2550kg/m3,堿活性檢測試件膨脹率為0.08%,為非活性集料。
b、細集料:
選用細度模數中等偏粗的天然河砂。我們在對西安灞河開采的河砂經過多次試驗,其試驗數據綜合如下:細度模數平均為2.7、含泥量平均為0.8%、泥塊含量平均為0.3%、堆積密度平均為1500kg/m3、表觀密度平均為2550kg/m3。
2.2、配合比設計結果:
C50混凝土的配合比設計情況如表1所示:
表1混凝土配合比設計表
混凝土等級
理論配合比(kg/m3)
水膠比
坍落度(mm)
R7強度(Mpa)
R28強度(Mpa)
水泥
砂
碎石
水
外加劑
C50
485
722
1083
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0.34
180~220
【關鍵詞】泵送混凝土;施工技術;施工問題;控制措施
0引言
隨著高層建筑的不斷涌現和大體積混凝土工程項目大量增加,傳統的塔吊、井架等運輸方式已不能滿足工期、質量的要求。混凝土輸送泵既能滿足垂直和水平運輸的要求,又能大量輸送混凝土,因而得到廣泛應用,成為現代施工的標志,同時,與之配套的泵送混凝土施工工藝也成為科學組織施工的重要手段。但是,由于施工人員對該工藝缺乏系統的了解,錯誤地將一些傳統操作方法不恰當的應用到泵送施工中,致使施工質量通病經常發生,降低了施工效率,耽誤了工期,甚至導致質量事故,需引起高度重視。
1泵送混凝土施工工藝及技術要點
泵送混凝土施工是一種高效率、高質量的施工工藝,這需要施工技術人員根據工程特點、工期要求、施工環境和施工條件,正確的選擇混凝土泵、泵車及輸送管道,并對混凝土泵的管道進行科學布置,合理組織泵送混凝土施工,以求在保證質量、工期的前提下取得較好的經濟效益和社會效益。泵送混凝土的施工工藝及技術要點包括以下幾個方面:
1.1 泵送混凝土的供應
泵送施工前周密的組織泵送混凝土供應,對混凝土泵送施工是非常重要的。
(1)泵送混凝土的拌制。泵送混凝土的拌制,在原材料計量、質量控制、攪拌時間方面和普通混凝土相同。但泵送混凝土對所用集料的粒徑和級配要嚴格控制,防止粒徑過大造成堵管現象。混凝土拌制各種原材料的質量必須符合配合比設計要求,拌制時除其投料順序符合有關規定外,粉煤灰宜與水泥同步,外加劑的添加應符合配合比的設計要求, 且易滯后于水和水泥加入。
(2)泵送混凝土的運輸。泵送混凝土的運輸是泵送混凝土施工工藝的關鍵,要計算好運輸車的臺數,要求選用的運輸機具和方法要保證緊密配合施工進度,確保混凝土的連續均勻供應。要基本上做到泵車不等攪拌車,攪拌車不等泵車,避免由于相互等待而造成堵泵現象。在運輸過程中要保證混凝土不產生離析,這樣不僅能提高泵送質量,還能防止泵管堵塞。運輸延續時間要滿足外加劑的初凝時間,目前一般均采用混凝土運輸車。
1.2 混凝土泵及輸送管的選擇與布置
(1)混凝土泵的選型布置。混凝土泵的選型,應根據工程特點、要求的最大輸送距離、最大輸出量和混凝土澆筑計劃來確定。混凝土泵或泵車在現場的布置,要根據工程的輪廓形狀、混凝土工程量分布、地形和交通條件等確定。混凝土泵設置處應場地平整,道路暢通,供料方便,距離澆筑地點近。在混凝土泵作業范圍內,不得有高壓線路等障礙物。
(2)輸送管的選擇布置。輸送管包括直管、錐形管、彎管和軟管。應根據粗集料的最大粒徑、要求的混凝土輸送量和輸送距離、泵送的難易程度及所選混凝土泵的型號,來選擇合適的輸送管。混凝土泵送管路的布置基本原則如下:①管路布置盡可能使距離最短,彎管最少。②管路接頭應聯接牢固,密封、不漏漿。③管路布置應滿足先澆最遠處,然后依次拆管后退,減少泵送過程中接管影響作業。④要布置彎管的地方,盡量使用轉彎半徑大的彎管,減少壓力損失,避免堵管。⑤向上布置管路,一般不使用垂直向上的90°的彎管,用鋼管搭設腳手架斜道,減少輸送阻力和堵管。⑥向下的管路布置,在垂直向下的管路下端布置一緩沖水平段或管口朝上的傾斜坡段,以減少混凝土自落產生離析而堵塞。
1.3 混凝土的泵送與澆筑
(1)泵送前的準備工作。泵送前的準備工作主要包括:模板和支撐的檢查;結構鋼筋骨架的檢查;混凝土泵或泵車的位置;泵送混凝土的運輸設備;泵送混凝土的運輸延續時間;混凝土泵和輸送管路以及施工組織方面的準備。
(2)混凝土的泵送和澆筑。泵送混凝土澆筑工藝比常態混凝土流動性大,在振搗過程中骨料與水泥砂漿易產生不均勻分布,應掌握其特殊性,對做好現場施工管理,以確保混凝土質量,澆筑時必須注意以下幾點:①盡可能按平層法澆筑;②混凝土下料高度不得大于1m;③澆筑豎向結構混凝土時,不得在同一處連續布料,應在 2~3m范圍內水平移動布料;④振搗泵送混凝土時,振動棒移動間距宜為40cm左右,振搗時間宜在15~30秒,不能一次性長時間振搗,覆蓋第二層混凝土前,再進行第二次復振,既可以振搗密實,排除氣泡,又可防止過振產生骨料下沉分離。
2泵送混凝土施工常見問題及控制措施
2.1 泵送混凝土塌落度損失大
(1)原因分析。混凝土塌落度損失率視工程條件不同有很大的差異,其中影響最大的因素是停放時間、氣溫、外加劑等。泵送混凝土塌落度損失大的原因有:混凝土外加劑與水泥適應性不好引起混凝土塌落度損失快;加入泵送混凝土種的外加劑一般有高效減水劑,但高效減水劑與水泥有相容性問題,某些水泥不能配置低水灰比高流動性的混凝土;混凝土外加劑摻量不夠,緩凝、保塑效果不理想;天氣炎熱,某些外加劑在高溫下失效;水分蒸發快、氣泡外溢造成新拌混凝土塌落度損失快。
(2)控制措施。調整混凝土外加劑配方,使其與水泥相適應。施工前,務必做混凝土外加劑與水泥適應性試驗;調整混凝土配合比,提高砂率、用水量,將混凝土初始塌落度調整到200mm以上;夏季高溫施工時,除用濕草袋等遮蓋輸送管,避免陽光照射外,可適量增大混凝土塌落度。
2.2 泵送混凝土易出現沁水、離析問題
(1)原因分析。泵送混凝土出現此類問題的原因有:水泥細度大時,水泥中C3A含量低,水泥標準稠度用水量小,火山灰質硅酸鹽水泥,摻Ⅰ級粉煤灰,摻非親水性混合材料的水泥易沁水等;水泥用量小易沁水;低標號水泥比高標號水泥的混凝土易沁水(同摻量);單位用水量偏大的混凝土易沁水、離析;砂率小的混凝土易沁水、離析現象;連續粒徑碎石比單粒徑碎石的混凝土沁水小;摻外加劑的保水性、增稠性、引氣性差的混凝土易出現沁水;超摻混凝土外加劑的混凝土易出現沁水、離析。
(2)控制措施。泵送混凝土出現沁水、離析的控制措施有:減少單位用水量、增大砂率,選擇合理的砂率;增大水、水泥用量或摻適量的Ⅱ、Ⅲ級粉煤灰;采用連續級配的碎石,且針片狀含量小;改善混凝土外加劑性能,使其具有更好的保水、增稠性,或適量降低混凝土外加劑摻量。
2.3泵送混凝土施工出現抓底或板結的問題
(1)原因分析。嚴重泌水的混凝土易出現抓底或板結(粘鍋);砂率小,混凝土易出現板結現象;水泥用量大的混凝土易出現抓底現象;混凝土外加劑摻量大的混凝土易出現抓底現象;混凝土外加劑減水率高,保水、增稠、引氣效果差的混凝土易出現抓底或板結現象。
(2)控制措施。減少單位用水量;提高砂率;摻加適量的摻合料如粉煤灰,降低水泥用量;降低混凝土外加劑的摻量;增加混凝土外加劑的引氣、增稠、保水功能。
3結語
混凝土的泵送施工方式與傳統的施工方式比較有明顯節約勞動力、降低勞動強度、降低工程造價、提高施工進度、保證工程質量等優點。隨著科學技術的進步、混凝土泵性能的提高,我國空前規模的經濟建設,需要新的施工技術支撐,這一切都為泵送混凝土的發展提供了非常有利的條件,泵送混凝土施工工藝也會有新飛躍發展。
參考文獻:
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關鍵字:泵送混凝土;性能;影響因素
現代社會,混凝土被廣泛用于工業與民用建筑中,現代文明的許多特點就是以水泥混凝土的形式來展示。人類生活很多方面都直接或間接地涉及到混凝土。混凝土運輸方法基本分為輪軌式運輸、吊罐、運輸帶(溜槽)、泵送,而混凝土泵送運輸等施工巳經成為現代高層建筑和大體積混凝土施工的重要方法。隨著混凝土技術發展的多樣化和設計施工復雜性的不斷提高,混凝土泵送施工過程中出現的各類問題愈發突出,本文分析思考影響泵送混凝土施工性能的相關因素。
一、水泥、石子、水等材料因素分析
(一)水泥作用
水泥、沙、細粉料一起混合會形成水泥漿體,這是混凝土實現可泵性有效條件。它會使得混凝土拌合物逐漸稠化,混凝土中的拌合物逐漸分散,泵送中會形成良好的層。輸送的內壁管有了效果。混凝土承受的重力大過輸送管內壁和砂漿的摩擦力時,混凝土就會形成向前流動力。為了有一個較好的層,才能更好的保障混凝土泵送成功。因此,混凝土拌合物要有足夠的含漿量,骨料被完好填充所有縫隙,余留出一定量的混凝土,輸送到管道內,形成很薄一層漿層。水泥的量適量最好。有實踐證明,水泥用量多少直接決定了混凝土泵送效果,輸送管徑大小同水泥用量形成反比關系、水泥距離長短同水泥的使用量是形成正比的。因此,泵送混凝土要有合適的配比。.我國泵送混凝土施工經驗也證明.最好為260kg/m3以上。水泥要求,水泥的選擇,根據混凝土設計標號需求,選擇合適型號的水泥。一般而言,水泥標號越高,可配置的混凝土強度就會越高。水泥性能能滿足設計需求,當質量穩定,強度量較大,混凝土材料摻合量就要少一些,尤其是進行配置高強度混凝土時,這個要求會更高一些。
(二)石子的影響
石子在混凝土拌合物中的使用,能起到骨架作用,直接影響混凝土可泵性。石子粒徑影響著施工質量,因此一般都會根據施工方法和配筋來確定的。泵送中,管道中如果有三顆比較大顆粒的石子,它們形成排列關系就很容易導致管道堵住。石子大小同顆粒大小有重要關系,尤其是同顆粒級配的關系,這決定混凝土泵送質量。石子它的表面形狀、性質也直接影響到混凝土拌合物流動性,當顆粒比較圓時,表面平滑類型的石子,它的空隙量會較少。使用包裹顆粒以及填充縫隙時就比較少。當水泥含漿量一定時,混凝土流動性會較好。石子的使用時有要求的,第一,根據施工規定需求,配用效果好的石子。第二,泵送高度保障在50m以下,碎石的顆粒和輸送管徑比例控制在1:3之內。卵石的比例處于1::2.5之間。泵送高度處于五十米到一百米之內。
(三)水影響
眾所周知,水是混凝土拌合物顆粒最為重要之聯系體,也是重要組成部分。水是水泥實現水化重要條件,也是混凝土泵送成功決定性因素。混凝土拌合物的加入,需要水的給予,才能使得混合物具有流動性,滿足泵送需求。這是水在混凝土泵送中的作用。混凝土的拌合物細粉料如果沒有加入水,就不會具備吸附能力。因此,水的加入會在水泵的壓力下,直接穿透過固體縫隙,逐漸流向壓力比較小的區域。使得管內壓力傳遞不夠均勻。水具備流動性會溜走,骨料和水泥也就會脫離而出。一般出現脫水有兩個負面影響。一是降低了混凝土流動性,二是避免體出現流體問題,有效提高泵送效益。一般而言,水對水泥水化有重要影響,進行泵送水泥制作中,有害的物質摒除掉,尤其是影響混凝土凝結和硬化之有害物質。水泥混凝土使用水,需要是清潔的天然水或者是飲用水。
二、泵送劑、摻合料影響因素分析
(一)泵送劑的影響
一般而言,混凝土拌合物坍落度都是跟隨泵送劑摻量增加而增加的,有最大值限制。混凝土壓力泌水值會隨著泵送劑增加而增加,同時也是有最大值限制。加入的泵送劑會使得混凝土拌合物不會于離析現象出現。因此,當混凝土拌合物中加入了適量的泵送劑之后,除了能夠獲取較多的經濟效益之外,還可以提高混凝土的流動性,這有利于增加泵送功能。當前的各種高效泵送劑已經是混凝土泵送重要的部分,對混凝土泵送有重要影響。
(二)摻合料
摻合料在混凝土中時常被當成粉煤灰,在混凝土配置中,加入一定數量粉煤灰摻合料之后,不僅可以提升混凝土內聚性還可以提升混凝土流動性。在混凝土泵送中,會逐漸降低其坍落度,延長混凝土凝結時間,降低泌水率出現。這過程使得泵送水平提高,提升了我國經濟建設和發展水平。摻合料的使用是有技術要求的。應該符合國家相關粉煤灰質量需求,它作為活性摻合料使用,活性指標不能低于國家相關規定,磨細度更是不能小于水泥細度。一些對混凝土有害的物質,它使用量要求不能超過國家相關規定。同時,摻合物作為填充料被使用,應該選擇需水量的材料,才能提高水泥泵送質量。
三、泵送混凝土施工技術要求
第一,泵機操作技術人員,應該要得到嚴格培訓之后才能到施工現場進行施工,考核合格之后持證上崗,這才能保障作業水平。第二,泵送之前,開機將水管濕潤后,再投入水泥砂漿。當輸送管壁充分濕潤之后,再加入泵送混凝土。混凝土處于持續輸送狀態,當發現供應出現脫節后,不能連續泵送時,應該立即停止輸送。每隔4分鐘到5分鐘時,停止泵正,啟動反轉實現兩個沖程。將物料從管道中抽回進行重新拌合,再直接輸入管道內。第三,還需要同時開動拌料器,攪拌大概3到4轉就可以,這能有效防止混凝土出現離析。在混凝土泵送中,注意停電,停水影響。要有應急措施,設置好蓄水池和發電機,應對停電。混凝土泵送過程中,要將料斗向內填充混凝土,防止吸入空氣。一旦有空氣進入,就應該將泵機反轉,使得混凝土物料逐漸返回到料斗中,把空氣都去除掉,才能開始啟動泵送程序。炎熱季節時,進行泵送管道降溫保護,可以使用濕麻袋復蓋,不斷進行淋水實現降溫。混凝土澆筑之后做好養護工作此外施工技術人員應結合現有的經驗、具體問題具體分析、發散思維制定科學合理的管道布置方案,盡量減少泵送施工中的不利條件,確保施工技術要求。
結束語
混凝土是由多個無機材料組份混合而成的一個有機且復雜整體。而混凝 土泵送工作流程又涵蓋了:材料、設備、環境、人員等多種因素,諸多因素均對這個相對復雜的整體產生內在或外在的影響。歸根結底,人是影響這個系統工程中的核心所在。
此外,泵送混凝土過程中,需要根據實際情況加以選擇。要符合《混凝土外加劑》、《混凝土外加劑應用技術規范》《混凝土泵送劑》和《預拌混凝土》等國家現行規范需求。應該滿足產品技術需求。才能保障泵送質量。
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【關鍵詞】高層建筑;超厚底板;大體積混凝土;施工技術
引言:本文主要是對高層建筑超厚底板大體積混凝土的施工技術進行研究分析,進而提出了以下內容。
1.關于高層建筑超厚底板大體積混凝土施工特點
在基礎工程中大體積混凝土的數量比較多,主要是選擇使用適宜商品混凝土,利用混凝土泵進行澆筑,混凝土泵的型號選擇主要是根據單位時間所需要的建筑量以及泵送的距離。如果基礎尺寸并不是很大,在使用布料桿直接的澆筑過程中,主要是事宜使用布料桿的混凝土泵車。混凝土泵或者是泵的數量可以根據下述公式進行計算,重要的工程要配備備用泵。
在公式當中N為混凝土泵,單位是臺;
Q主要是混凝土澆筑的數量,單位是小時每立方米;
QA主要是混凝土泵的實際平均輸出量,單位是小每立方米;
T主要是施工作業的時間,單位是小時。
供應大體積混凝土結構施工用的商品混凝土.宜用混凝土攪拌運輸車供應。混凝土泵不應間斷,宜連續供應,以保證順利泵送。混凝土攪拌運輸車的臺數按下式計算:
在上述公式當中Ng主要是表示混凝土攪拌運輸車的臺數;
Q`主要是表示混凝土泵車單位時間計劃泵送量,單位是小時每立方米;
QB主要是表示混凝土攪拌運輸車的裝載量,單位立方米;
L主要是表示混凝土攪拌運輸車往返一次的行程,單位是千米;
V主要是表示混凝土攪拌運輸車的平均車速,單位是小時每千米;
T主要是表示往返一次內的因裝料、卸料以及沖洗等的總停歇時間,單位是小時。
混凝土泵車能夠順利的進行泵送,在很大程度上是取決于其在平面上合理布置和保證施工現場道路的暢通。如果利用混凝土泵車,那么要使其靠近基坑附近,以此來保證布料桿的澆筑范圍。混凝土泵車的受料斗周圍事宜有兩臺混凝土攪拌運輸車的場地,這樣能夠輪流的向泵車進行供料,使調換供料時不至于出現停歇。如果商品混凝土工廠當中的攪拌機以及混凝土攪拌運輸車相對來說比較固定,那么可以簡化指揮進行調度,進而提高工作的效率。因為泵送混凝土具有著流動性比較大的特點,如果基礎的厚度不是很大,多斜面分層循序推進。這種自然流淌形成的斜坡混凝土建筑方法,能夠比較好的適應混凝土泵送施工工藝。
混凝土的振搗也應該要適應斜面分層的澆筑工藝,通常是在每個斜面層的上部和下部各設置一道震動器,上面的一道布置在混凝土的卸料位置,以此來保證上部混凝土能夠振搗密實。下面的一道振動器布置在近坡腳的位置上,以此來保證下部混凝土的密室。隨著混凝土澆筑的向前推進,振動器也要隨著跟上。
大流動性混凝土在澆筑振搗的過程中,上涌的泌水以及浮漿順混凝土坡面留到了坑底,混凝土墊層在施工的過程中已經是預留了一定程度的坡度,可以使大部分泌水順著墊層坡度通過側膜底部預留孔排出坑外,少量來不及排出的泌水隨著混凝土向前建筑推進而被趕至基坑的頂部,經過模板頂部的預留孔排出。在混凝土大坡面的坡腳接近頂端模板的時候,改變混凝土的澆筑方法,就是從頂端開始往回進行澆筑,和原來斜坡相交稱為一個集水坑,另外有意識的加強兩側模板位置處的混凝土澆筑強度,這樣集水坑也能夠逐漸的在中間縮小稱為水潭,采用軟軸泵及時的進行排除。這種方法基本上能夠排除最后階段的泌水。
2.關于鹼溫度裂縫的施工技術
在對大體積混凝土施工的過程中,對于溫度的監測也是十分重要的,它能夠使有關人員及時的了解混凝土內部的溫度變化情況,在必要時能夠采取事先考慮的有效措施,以此來反感知混凝土結構產生的溫度裂縫。上述這些措施并不是孤立的,而是相互聯系以及相互制約的,必須要結合實際全面的考慮之后進行采用,這樣才能夠起到防止有害裂縫的效果。混凝土的升溫熱源主要是水泥的水化熱,在施工的過程中應該要選擇使用水化熱比較低的水泥以及盡量的降低單位的水泥用量。為此,施工大體積混凝土結果多使用325#、425#礦渣硅酸鹽水泥,如果425#礦渣硅酸鹽水泥其三天的水熱化為一百八十焦耳每千克,然而普通的425#硅酸鹽水泥則是二百五十焦耳每千克,進而水化熱減少了百分之二十八。
2.1利用混凝土的后期強度
經過試驗數據表明,每立方米的混凝土水泥用量,如果增加十千克,那么水泥水化熱將使混凝土溫度相應的下降一攝氏度。所以,為了控制混凝土溫度的上升,降低溫度的應力以及建設產生溫度裂隙產生的可能性,根據結構承受荷載的情況,可以采用f45、f60來代替f28作為混凝土設計的強度,這樣能夠使每立方米的混凝土水泥使用量減少每立方米四十千克到七十千克,在混凝土的水化熱升溫減少四攝氏度到七攝氏度。
2.2關于參加外加劑
為了能夠滿足送到現場的硅具有著一定的塌落度,如果單純的增加單位水泥的用量,不僅僅要多用水泥,加劇硅的收縮,而且也是會水化熱增大,進而容易出現開裂,因此應該要選擇適當的外加劑。
2.3摻加粉煤灰外摻料
經過試驗表明,在混凝土內摻入一定數量的粉煤灰,因為粉煤灰具有著一定程度的活性,不僅僅能夠代替一部分水泥,同時粉煤灰的顆粒呈現著球行,具有著滾珠效益能夠起到的作用,能夠有效的改善混凝土的粘塑性,并且也能夠增加泵送混凝土的要求。
在此之外,大體積混凝土的強度具有著特性,初期是處在高溫的條件之下,強度增加的比較快以及高,但是后期的強度增加比較緩慢,這是因為高溫條件之下水化作用比較迅速,隨著混凝土齡期的不斷增長,水化作用便會慢慢的停止。摻加的粉煤灰能夠改善混凝土后期的強度,但是其早期抗拉強度以及早期極限拉伸值全部都有少量的降低。因此對早期抗裂要求比較高的工程,粉煤灰摻入量應該要少一些,不然表面容易出現細微的裂痕。
2.5粗細骨料選擇
為了能夠達到預期的要求,同時也能夠發揮出水泥最有效的作用,粗骨料應該要達到最佳的顆粒。對于途徑工程的大體積鋼筋混凝土粗骨料的規格通常要和結構物的配筋間距以及模板形狀等因素相匹配。宜有限采用根據自然連續級配的粗骨料配置混凝土。由于用連續級配粗骨料配置的混凝土具有著比較好的和易性以及比較少的用水量和比較高的抗壓強度。
總結:在高層建筑過程中超厚底板是高層建筑結構的重點位置,同時也是高層建筑過程中的難點所在。為了能夠保證超厚底板大體積混凝土施工順利以及有序的進行,必須要根據工程的實際情況建立起有效的理論體系,進而對其進行解決。
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關鍵詞:高層;混凝土;配置;泵送;問題及措施
中圖分類號:TU75 文獻標識碼:A
一、混凝土配制和輸運概述
參考GBJ146-90標準中Ⅰ、Ⅱ級標準技術要求;適量的摻加合適的減水劑,可以延長混凝土的水化熱釋放速率,并使混凝土的凝結時間延長,提升混凝土的理論強度和使用的耐久性;科學控制粗骨料連續級配,有效控制針片狀含量(
嚴格執行有關預拌混凝土質量控制的規定,確保混凝土的質量,防止混凝土在澆筑施工中產生裂縫。混凝土原材料要求:水泥符合國家相關規定制備的,石子為級配卵石,粒徑為20mm-40mm;砂為中粗砂,其砂率控制在38%-45%之間,含泥量不大于3%;混凝土配合比要求:水泥用量不能小于300kg/m3;混凝土坍落度一般為6cm-8cm,如不添加粉煤灰,則水灰比不應超過0.5,普通混凝土的初凝時間應科學的控制在4小時-5小時左右,混凝土的科學配合比在正式生產前應向監理工程師和甲方項目負責人提交原材料合格的檢驗報告并經準確審核簽字認可,未經審定的混凝土配合比報告不允許生產。
運輸混凝土使用專有車輛運輸,嚴格控制混凝土的運輸時間。在混凝土輸運過程中應不斷攪拌混凝土,避免商用混凝土發生離析現象,從而影響混凝土特有的性質和混凝土強度。在施工現場,應對輸運的混凝土進行坍落度檢驗,并科學記錄,確保高層建筑施工澆筑的順利進行,對混凝土運輸時間的管理和坍落度的測定必須有商品混凝土廠家和施工單位、監理單位代表的共同監督、抽檢并簽字核實。
在高層施工材料和澆筑方法允許的條件下,應采用盡可能低的坍落度和水灰比,高層建筑工程采用泵送商品混凝土,坍落度應控制在(150±10)mm左右,盡可能減少混凝土的泌水,并科學控制混凝土含氣量和初凝時間。施工監理和技術人員應重點審核商品混凝土配制的原材料、配合比等,在混凝土配制過程中要嚴格按照試驗中確定的配合比投料,并按照國家相關規定科學控制混凝土的水灰比和攪拌時間,并及時對砂子、碎石的含水率進行測定,科學調整混凝土的需水量,從而有效控制混凝土的特性和強度要求。
二、高層混凝土的泵送施工技術
高層混凝土的泵送技術最早是在20世紀初由德國和美國提出的,并通過不斷的改進和革新,使其泵送理論得到快速的發展。混凝土泵送施工技術是通過泵和管路,依靠壓力將混凝土輸送到施工澆筑區域的技術。高層泵送混凝土具有無噪聲、無粉塵、施工速度快、節省勞動力、施工效率高、綜合施工費用較低等優點,有效地改變傳統大面積澆筑的弊端和出現的問題。
輸送泵管道的布設應做到鋪設路線短、彎道少、接頭嚴密,確保管路鋪設科學,混凝土澆筑順利。影響混凝土可泵性的因素很多,主要有管路、石子性質、水泥的用量等。在混凝土配制的粗骨料中以卵石制成的混凝土的可泵性最好、混合材料次之,碎石最差。
三、高層混凝土施工技術中的問題及措施
3.1 高層混凝土泵送過程中的堵管及控制措施
在高層混凝土施工中,由于施工場地一般較小,加之高度不斷加大,傳統的吊斗式提升設備已經無法滿足高層建筑施工混凝土的需求,泵送混凝土由此產生。混凝土泵送設備主要包括混凝土泵和配套的混凝土泵管。科學選擇混凝土輸送泵的型號、功率,確保輸送過程的安全并滿足混凝土澆筑強度要求等。混凝土泵的壓力過大或過小都會造成混凝土堵管的現象發生。泵輸送管道內壁不干凈也會導致堵管;輸送泵的管線路太長,彎管太多,也會不同程度的造成堵管;另外,由于混凝土輸送過程中操作不當,致使混凝土停留時間過長,也會導致堵管的發生。
控制混凝土輸送管堵管的措施:在泵送混凝土砼施工前必須根據高層施工工程特點科學選擇合適的混凝土泵,并對現場施工人員進行嚴格管理和專業培訓;在混凝土輸送管連接時,必須清除泵管中及管接頭外殘留的混凝土,盡可能少用彎管,同時嚴格按照國家的相關規范連接、固定管路;在泵送高層混凝土澆筑施工時,應先對輸送管路進行清洗,確保器清潔,再進行泵送混凝土施工。
3.2 高層混凝土的強度偏低及相關控制措施
在高層混凝土泵送或吊斗施工建設中,由于客觀因素常造成混凝土強度不夠,其中主要有:實際水灰比大于設計水灰比。便于泵送施工操作,混凝土實際用水量比理論設計用水量要大;混凝土中各成分的含水率發生變化,現場施工和監理人員未及時、科學的調整;粗、細骨料質量因素。混凝土制備中骨料級配不好,含泥量過大,石子針片狀含量偏大等;摻用的混合材料及其選用的泵送劑性能太差;混凝土養護不好。
在高層混凝土澆筑過程中,施工監理和施工技術人員應對控制點進行全面的檢查,并積極落實施工技術保證措施、現場組織措施,并要求混凝土供方的施工交底,并嚴格執行國家混凝土制備的相關規定:合理調度攪拌輸送時間,科學測量混凝土的坍落度;科學控制高層混凝土泵送澆筑的高度和厚度,確保分層厚度不超過30cm;振搗方法要求科學、正確,確保混凝土澆筑的強度和性能。
結語
隨著我國經濟的快速發展,建筑行業得到不斷的發展,使得泵送混凝土施工技術得到較大的發展和進步,特別是高層建筑的施工建設,只有認識和發現施工中的問題,按照國家施工相關規范,并通過建筑實踐去認識和解決,且通過對國內外高層混凝土泵送施工技術的引進、吸收,提升和完善我國高層混凝土施工技術。
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