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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

日志

 
 
关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学、河北工大、北京交大硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员、混凝土耐久性专业委员会委员,全国混凝土标准化技术委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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泵送砼堵塞教训10例  

2016-12-14 08:47:59|  分类: 建筑工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       采用砼输送泵沿管道输送的砼,称为泵送砼。泵送砼的特点是料质均匀,质量稳定,供料速度快,可一次连续完成垂直和水平运输,生产效率高、节约劳动力。由于输送泵沿管道输送和浇筑,管道堵塞就是泵送砼令人最担心的事。堵管不但影响效率,也影响砼质量,教训十分深刻。
 
例1 骨料级配不良,可泵性差
    在一个工地五层楼板,C25砼,原配合比碎石粒径0.5~31.5mm 连续级配,变为0.5~2cm 粒径,砂率仍用0.35不变,配料员认为石子粒径变小,用在同等级砼配合比上更畅,未核实材料变化情况,就原配合比直接作为施工配合比,结果造成连续弯管堵塞,现将两种规格材料碎石分析如下(略):

  从砼形态看,显得砼石子增多,和易性欠佳,流动性变小。后将砂率调为0.42,水泥用量每立方砼比原来提高15kg,可泵性改善,工地连续泵送500多方砼未发生过堵塞。
分析原因:石子粒径变小,表面积增大,孔隙率也随之增大,填充料需要不足,不能克服针片状堆积弯管处形成堵塞,使砼泵送不畅。
防止措施:泵送砼骨料针片状控制在18% 以下,水泥用量(包括掺和料)不能低于280kg/m3 以下,砼坍落度控制在14~16cm 最为适宜,特别是低标号砼,坍落度超过18cm 易出现离析堵管,坍落度低于12cm,造成输送不畅而堵塞。
配合比一定要根据材料变化调试,不能凭经验代用配合比,造成泵送砼效益和质量的降低。

例2:泵送剂与水泥相容性差堵管
水泥和化学外加剂的相容性是一个重要问题。我站就地取材选用本地质量较好的立窑水泥,选掺普通泵送剂,砼出机坍落度20cm,砼运达10公里运距工地,坍落度保留值只有6cm,造成泵送困难、堵管。外加剂厂说他供应的泵送剂是适合C3A 值低于8%的水泥,是水泥不适应外加剂,经查水泥厂供应我站该批水泥C3A 含量高达9.38%。在我站、外加剂厂、水泥厂的协调会议上,水泥厂承诺将C3A控制在8.5%以内,而且稳定,外加剂厂保证供应砼搅拌站坍落度增加值12cm 以上的泵送剂其坍落度1小时损失值不超过5cm,水泥净浆扩展度≮24cm。水泥厂供应搅拌站水泥先由搅拌站实验室取样检测,符合要求才送货。经试用未再出现因水泥与外加剂不相容,坍落度损失快或急凝而影响泵送的现象。

例3 砼急凝堵管
某工地在细雨绵绵的初春,当日室外自然温度只有14℃,砼罐车拉到施工现场约半小时,原出站时坍落度为16cm,现场检测为2cm 坍落度,经加泵送剂调凝到12cm,开始泵送约30分钟罐内砼放出流动度不好,在泵车料斗成团凝状,查管线已堵塞,只好立即清理管道,罐内砼加入砼调凝剂和水,原是C35砼,降为C20砼使用。
原因分析:经查发现:①水泥厂是立窑生产,磨机在加石膏时,正是下雨天,石膏料仓未分类存放。二水石膏及半水石膏混杂,雨水多,二水石膏发粘。工人不愿意装二水石膏,就装不粘的硬石膏、半水石膏,造成硬石膏全部代替二水石膏,②水泥供应较紧,进仓不到6小时就装入散装水泥罐车,散装水泥罐车拉到搅拌站测定还有125℃,而且水泥罐车边卸搅拌站边用其搅拌砼,砼出罐温度为67℃。
石膏起到控制硅酸盐水泥的凝结时间及硬化速度的作用。b> <06db> 与水泥中石膏的 形态和用量有关,不同形态石膏的溶解度不同,会产生与外加剂的不同适应性,减水效果显著改变,有时会引起流动度损失过快甚至异常凝结。
预防措施:①水泥厂对原材料储存不能混堆,加强水泥磨机配料管理;②水泥混后要按品种比例,掺量分类;③水泥出库温度要控制在80℃以内,混凝土进罐车温度不能高于60℃,防止温度超过60℃产生急凝现象。

例4 罐车内积水,泵送砼离析堵管
罐车司机在洗罐时,水不放尽,积留少量水,目的是使罐不残留砼浆。罐体容积大,留多少水是无法掌握的,造成水灰比不准,砼离析,严重影响质量,如某工程浇筑柱C20 砼,站内检测砼坍落度16.5cm,运到现场强搅后,实测达到20cm,造成竖管弯头堵塞。撤下弯管看,弯头处只见石子堆积,无水泥砂浆,石子卡得很紧。
分析原因:砼离析,浆与石子分离,浆料先走,石子滞后,石子不断增多,浆料越来越少,无润滑浆料,石子越积越紧,直到卡死,从堵管现象看,有70%都属砼离析。从管卸下来看,是前稀后干,砼无粘稠性,石子不是悬在砼体中,由于重量差异,浆脱离先滑动,石子堵在弯道或卡在接头处,造成堵管。
防止措施:为防止坍度偏大,离析堵管,影响泵送效果和砼质量;①砂石搭棚,防止砂石含水率影响W/C;②清洗罐后,罐车罐体内的水必须倒尽,确认后才能接料;③用外加剂调凝时,必须掌握量,根据罐内砼量,预算砼水泥用量,坍落度状况,加入原泵送剂立方量的1/5,加入次数不能超过3次,以免外加剂叠加超过2.5倍掺量,使砼异常缓凝。
要严禁直接向罐车内加水。
商品砼最大危害就是W/C 控制不好,供给客户的砼不达标,造成质量隐患。
商品砼W/C不稳定的原因:
(1)砂石含水量变化大;
(2)砂石级配不良,料自然堆积过高,上细下粗,不能保障合理连续级配,最好运料车在料斗仓下装料;
(3)泵送剂质量。特别夏季,泵送剂是一种带有缓凝组分的复合型外加剂,用泵送剂调配流动度,必然将缓凝组分带入砼中,重复调配一次次累加,调配后料未拌均匀,造成部分离析,部分延长凝固时间。
搅拌站实验人员,要有很强的责任心,每车砼出站,应检测可泵性,不符合泵送条件的料不能出站进入泵车。

例5 0.315mm砂颗粒不达标,造成反复堵管
机制砂石粉(是指75μm 以下粉料),达到33.2%,碎石厂为达到颗粒级配要求,将机制砂进行水冲洗,粉料被水冲走,使细小颗粒0.315mm 筛通过后筛余只5%,开始我们不够重视这种状况,砂的平均粒径提高2%,但可泵性没有改善,在同条件下堵管现象增多。通过试验石粉含量高的砂,强度未下降,反而还有提高。

细骨料对砼可泵性的影响比粗骨料大,砼运输管中顺利流动,由于砂浆润滑管壁。粗骨料总是悬浮在灰浆中因而要求细骨料有良好的颗粒级配,水冲洗后300μm、150μm,直到75μm 和筛底的细微颗粒,即0.315mm 的细小微粒大部分被除掉,而砂级配变粗,除掉的不是泥土,而是细微粒群,含量过低,润滑管壁浆降低,料在经过弯管时粗骨料由悬在浆中位置变成紧贴管壁的浆后,首先在经过弯头或变管时阻塞,可泵性不佳。可泵性中的0.315mm 石粉粒在细骨料中很重要。
通过调整破碎机间隙,破碎的原河卵石经水冲洗后在进破碎机,含泥量用亚甲兰标定是1.04,筛分0.315颗粒余量达到21.5%,堵管现象未再发生。

例6 水泥初凝时间不满足生产需要带来的堵塞
锦江学院工地,距砼站35公里,单程需45分钟,6个车运输,由于工地与站间距未调整好,站连续发砼4车,前三车砼泵送花了一个半小时,在第四车砼到工地后已有一个半小时以上,第四车运到工地坍落度17.5cm,到两个半小时过去,砼流动坍落度减到5cm,已接近初凝时间,坍落度偏小,泵车输送很困难。罐车输送的砼可用调凝剂调剂到12cm,但已输入管内砼无法调凝稀缓,由于水泥初凝时间是2小时15分,外加剂未加入缓凝调凝剂,管内砼全线初凝,管线一百多米开始初凝,只有全线拆管,清除砼,洗管重新安装,这样一来就耽误了2个多小时的功效。
分析原因:①信息不灵,车辆调度未根据工地浇筑情况发车;②夏季泵送剂未采用缓凝泵送剂;③水泥夏季初凝应保证在3小时以上。
防止事故再度发生:①调度与工地浇筑泵工直接联系,调好车距,以免坍落度损失大;②夏季应挑选缓凝型泵送剂。③泵送砼时不能超过初凝时间。

例7 外加剂PH值影响泵送
砼坍落度在同等级、同外加剂条件下,有时泵送效果差,有时泵送效果好。如某商品住宅楼二层楼板,1号仓32.5水泥用完,转用2号仓,同一天、同一个部位、同一等级水泥标号、W/C、配合比未变,只是水泥不是同一批进厂,坍落度立即变小,造成泵送困难。经查水泥C3A 基本相同,只是外加剂PH值由偏碱变偏酸,砼温度上升2.5℃,我们分析是高碱性水泥遇上了酸性外加剂,酸碱中和放热反应,使砼放热加速,坍落度损失加快。所以外加剂进厂要先检测PH 值来决定外加剂掺量:①水泥C3A 在8以下,按正常推荐量掺;②水泥C3A 在8~9就增大0.1~0.5 掺量③ 水泥C3A 高于9 以上,就增加0.3%掺量。这使坍落度波动大大减少,在工地调配次数减少。外加剂总量不得超过3%,超过3%以上会出现砼凝结异常。
使用标准砂砂浆流动度来控制外加剂进站质量比较符合砼实际,砂浆流动度控制170~210mm 之间,净浆流动度控制在220mm 以上,可泵性能较好满足要求。

例8 砼泵操作工未按泵送程序,造成“堵塞”
泵送一旦正常泵送后一般不要中途停止。能否连续泵送砼是混凝土泵送法施工的成功关键之一。在某场馆工地,经培训的泵工请假,一个未经培训的泵工接替开泵,砼供应不足,一车送完新的一车未到,停下等料,新料运到,他没有注意泵机压力表变化,就开泵,泵送压力急速上升,砼不但没送出,反而迅速堵塞。
分析原因:停泵后又开泵送时,应使泵机压力表慢慢上升,使泵恢复正常,才继续输送。停泵时间应每隔3~5分钟进行4个行程的正转、反转的反复运行1~2次,砼在管道内离析,离析的砼未在泵内重新柔合恢复砼和易性,再压送砼,在弯管处立即堵塞。
预防措施:①混凝土泵操作人员必须经过专门培训合格后,方可上岗独立操作;②混凝土泵操作人员,应首先熟悉砼泵使用说明书按说明书规定进行检查,符合要求后方能开机运转;③混凝土在管内不能超过初凝时间。

例9 砼运输车罐体内及现场砼任意加水
交通拥挤、路程远或现场工地浇筑慢,使砼运输搅拌车从搅拌站装运到施工现场放料结束,一车时间有时达3个多小时,造成砼拌合物的坍落度损失较大,不能泵送,夏季这种现象时有发生。搅拌站砼坍落度控制不严,工地现场施工人员及泵工,为达到泵送要求,经常背着工地监理加水。不但严重影响了砼质量,时常因砼过稀,砼离析出现堵管。
防止措施:①加强质量管理:规定砼泵送条件皆由实验室到现场测定,达不到泵送坍落度,冬季12±2cm,夏季16±2cm,由实验室加外加剂调配。谁随意向砼内加水,按事故记录追究责任;②加强商品砼现场控制:施工方建立现场砼接受制度,经测定砼坍落度过大或过小影响泵送,有权退回处理;③在运输和等待卸料过程中,砼搅拌车罐体不得停止转动。
采用上三条措施后砼内随意加水得到杜绝,砼质量得到保障,堵泵现象大为减少。特别是泵送砼的设计配合比(包括用水量)有了保证,商品砼的形象大有提高,强度偏低等问题大大减少,供需方质量矛盾从而消除。

例10 强行输送,造成堵塞
砼泵送过程中,要常观察压力表,压力升高且不稳定,油温升高,输送明显振动等状况表明,泵送困难时,不得强行泵送。在一个体育馆场地。泵送压力忽高忽低,油压异常升高,输送管每送一次,砼发出“咕咕”颤动,没有立即查明原因采取措施消除,仍强行输送,很快在弯管和锥形管处堵塞。这些部位比直管输送难,如果有异常现象,用木锤敲,将这些部位的砼振散,管道可以恢复正常泵送,堵管可以避免的。由于强行泵送,弯管和锥管被堵,造成全线堵塞,致使两个多小时,才恢复泵送。
防止措施:正确判断堵管也是泵工的基本技能
①料口堵塞:液压系统工作正常,泵送压力较低,无异常叫声和响动,料斗料位不下降,出口砼排出;
②分配阀出口处堵塞:泵体本身发出振动,伴着异常噪声,反泵时油压表回到最高压力,液压系统动作突然中断,砼返回不到料斗;
③管道内堵塞:油压冲程次数增加,升高,泵机同时振动,而且管道振动较大,反泵时能吸回部分砼,但正泵不能吸入料斗砼。
排除措施:
1、找堵塞点:用铁锤击管道,声音沉闷处和管内有刺耳尖叫声处,即堵塞点。或者从泵机出口处,一节一节查看,如有砂浆在压力下滑出,直到压力下没有砂浆滑出来,则堵塞就发生在这两节之间。
2、堵塞排除措施
①料斗堵塞:用反泵措施,使砼逆流使其恢复正常泵送,若大块堵死料口,反泵也无济于事,必须人工排通。
②排料口堵塞:可倒入砂浆或流动度大的稀砼0.1~0.2m3,反复进行正反泵操作。如果还不行,只好人工消除堵塞管道。
③砼泵送完毕,要及时清洗干净砼泵和输送管,有利于再次使用,减少摩擦力。
总结:
堵泵,是砼在管道运送过程中产生的故障,它包括机械和砼两种故障。这两种故障是相辅相成,互相促进和抑制的。
堵泵故障的消除或减少,就是对泵送砼效率、质量的提高。堵管因素最突出的是外加剂和水泥两种材料的相容性:1、水泥中SO3 与C3A 含量,细度与碱量正常;2、外加剂方面,高效减水剂复合缓凝剂的情况,能与水泥相容;3、环境条件:温度、湿度、距离、时间适当;4、材料的规格符合标准。堵泵这种故障是有减少或消除的希望的。
[作者简介] 张阔(1940.8—),男,主任工程师
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