泵送混凝土施工通病成因分析与预防措施.doc

泵送混凝土施工通病成因分析与预防措施0 引言随着高层建筑的不断涌现和大体积混凝土工程项目大量增加，传统的塔吊、井架等运输方式已不能满足工期、质量的要求。混凝土输送泵既能满足垂直和水平运输的要求，又能大量输送混凝土，因而得到广泛应用，成为现代施工的标志，同时，与配套的泵送混凝土施工工艺也成为科学组织施工的重要手段。但是，由于施工人员对该工艺缺乏系统的了解，错误地将一些传统操作方法不恰当的应用到泵送施工中，致使施工通病经常发生，降低了施工效率，延误了工期，甚至导致质量事故。以下分别分析几种单行的施工通病并提出相应的预防措施。1 泵送混凝土堵管：指输送管道被赌赛而无法泵送1.1 堵管的征兆（1） 观察泵油压：通常泵油压最高值不会达到设定压力，如果每个泵送冲程的压力在、高峰值随着冲程的交替而迅速上升，并很快达到设定压力，正常的泵送循环自动停止，主油路溢流阀发生溢流的响声，就表明已发生了堵管。（2） 观察输送管道状况：正常帮送时，管道和泵机之产生轻微的后座震动。如果突然产生剧烈震动，管道末端不见混凝土流出，就表明发生了堵管。有时采用焊接钢管的输送管甚至会被堵管时产生的强大压力涨裂。1.2 堵管的原因分析1.2.1 离析堵管指石子在水泥浆中的悬浮状态完全丧失，在管中某一部位积聚。造成离析堵塞的原因，首先是混凝土压力脱水。配合比不良的混凝土泌水大，在管道加压力梯度较大时会出现脱水现象，既水分通过骨料的间隙渗透，使骨料聚结，引起堵塞。这种堵管多发生在管道弯曲、变径和管道中间布置软管处。矿渣水泥保水性差，粗砂拌制混凝土易泌水，都可能导致堵管。 其次是混凝土坍落度过大。坍落度过大的混凝土拌合物容易离析，多发生于长度距离水平输送时的偏析堵管和竖直下行布管的下端离析堵管。 骨料级配不合理，石子的粒径过大或级配不连续也容易产生离析。1.2.2 摩阻力过大堵管混凝土在管道中的流动阻力，大部分来自混凝土与管壁之间的摩阻力。当泵送压力不能克服流动阻力时会产生堵塞。造成摩阻力过大的原因有：（1） 水泥用量少。水泥用量少于一定限度（300kg/m3）时将导致没有足够的水泥浆包裹骨料和润滑管壁，流动阻力大大增加。实际施工中，将非泵送混凝土的配合比直接用于泵送混凝土，或者现场计量不准确，或者使用了粒径和级配不符合配合比要求的骨料，都会造成水泥用量过少。（2） 砂率低。砂率过低的混凝土和易性差，变形困难，在管路形状变化的部位，如弯管、椎管、软管、等处会产生较大的阻力，极易阻塞。（3） 砂率的粒径不合理。施工中发现，当通过0.315mm筛孔的细砂含量过少时，即使混凝土的其他技术指标都符合要求，也会发生堵管。原因是粒径小于0.315的细砂在混凝土拌合物中起着一种类似“滚珠”的作用，能减小管壁与混凝土的摩擦，提高混凝土的流动性，并增大混凝土的粘聚力和保水性，对混凝土的可泵性影响很大。因此，要求0.315筛的累计筛余量不大于85%。这与我国规定2区中砂的相应累计余量为92%-70%稍有不同，容易被忽视，施工应特别注意。（4） 坍落度偏低。泵送阻力随坍落度的降低而增大。泵送混凝土的坍落度最佳范围是80-180mm，超过此范围易发生堵塞。1.2.3 异物堵管，表现在两方面首先是混入大粒径石子。堵管易发生在三个大石子在同一截面相遇卡紧时。这时截面大部分石子占据，可流通面积很小。所以规定石子最大粒径d与管内径D的比值关系为d:D1：3，并在泵机料斗上设方格网，防止超粒径石子混入。其次是混凝土停滞时间过长。在夏季或掺加某些外加剂的混凝土，坍落度损失较快，如果泵送中途停顿过长，混凝土拌合物就有可能硬化，堵塞管道。1.2.4 下行配管的堵塞由于管道处于下行倾斜状态，混凝土在斜管中自流（因自重下滑）造成离析。同时易在斜管上部形成真空段，使泵送压力无法传递造成堵塞。1.3 堵管的排除 首先查明堵管部位。发生堵管时，从泵出口到堵管处的管路震动剧烈，接头处有脱开的倾向，而堵管处之后的管路则是静止的。根据这种现象可以找到堵管的部位。也可以用铁棒敲击管壁，根据声音判断堵管的位置。找到堵管部位后，拆下这段管道，清楚堵塞的混凝土，经试泵无阻后在接管，继续进行泵送。还要查明堵管原因，即使排除故障因素，以防再次堵管。1.4 堵管的预防（1） 选择合适的原材料和配合比，并在施工中采取保证措施，使之适合泵送的特殊要求。首选普通硅酸盐水泥，使用矿渣水泥时要掺加适量的粉煤灰，适当提高砂率。水泥用量不应小于300kg/m。石子粒径应满足d:D1:3的要求，级配要连续。应使用中砂，特别注意0.315筛累计筛余量不应大于85%，砂率应在40%-50%之间。坍落度控制在80-180mm之间。（2） 合理布置管路，少用弯管、椎管，不宜在管路中间布置软管。管路的水平换算距离要小于泵送的输送距离，留有泵送余力。下行配管倾斜角或落差比较大时，要采取措施增加斜管部的阻，在斜管上端的弯管上设气门。（3） 开泵前认真湿润管路，并检查混凝土质量。（4） 尽可能连续泵送，不得已停顿时，料斗中要保留足够混凝土，每隔4-5min作正反泵操作两个冲程，防治混凝土离析。停泵时间超过30-45min，要清楚泵和输送管内的混凝土，对小坍落度的混凝土要更加注意。2 泵送混凝土堵泵：指吸入流道被堵塞而无法输入混凝土2.1 堵泵的征兆 与堵管相反，堵泵时主油路泵送油压会明显下降，混凝土输送量明显减少，料斗内的混凝土下落很慢，搅拌也往往发生困难。最后，泵送油压降低到零，混凝土输出完全停止，推送机构空载循环，有时泵机会发出类似打气筒大气的“吃吃”声。2.2 原因分析 堵泵主要由于混凝土的配合比不良或混凝土离析引起。此生大量粗骨料积聚在料斗颈部，混凝土不能顺利进入混凝土缸，直到吸入流道被完全堵塞，泵送停止。或者混凝土离析后，部分骨料之间的空隙得不到灰浆的补充，骨料间隙间的空气随混凝土一起被吸入混凝土缸内，随着空气在混凝土缸内积聚增加，吸入效率迅速降低，最后混凝土的吸入和泵送完全停止，由于有空气进入输送管，在泵送时会听到漏气声。2.3 防治措施 如果堵泵刚刚发生，可以立即反泵操作，将混凝土吸回料斗，重新搅拌均匀后再泵送。如果吸料已完全受阻，泵送油压已降到零时，反泵操作无效，只能将泵内混凝土完全清除，再重新泵送。不要试图将劣质混凝土勉强泵送出去，即使勉强泵入输送管，也会发生堵管，而堵管比堵泵更难清理的多。重新泵送时，料斗内要加入砂浆充足、质量较好的混凝土，并反复进行正反泵操作，直至能够正常操作为止。及时改善混凝土配合比，并改进供料方式，以防堵泵再次发生。3 泵送混凝土钢筋、模板施工措施不当3.1 施工措施不当导致钢筋位移变形（1）原因分析：直接在模板和钢筋上行走或放置浇筑机械，导致钢筋位移变形。泵送管道支撑不牢，或固定在模板、钢筋上。机械运转时，管道震动导致钢筋位移变形。（1）防治措施：为人员和机械铺设马道或单独搭设操作平台，避免踏坏钢筋。泵送管道要固定在可靠支架上，不能与模板、钢筋刚性连结，以免将震动传给模板钢筋。3.2 模板不符合泵送要求（1）原因分析。泵送混凝土流动性大，普通混凝土流动性小，普通混凝土可以依靠混凝土自身塑性堆积成型而泵送混凝土不行。因此，一些通常用于普通混凝土的模板不适用于泵送混凝土。 其次，低估泵送混凝土对模板产生的荷载将导致模板承载力不足，从而在浇筑过程中变形甚至崩塌。泵送混凝土对模板的荷载比普通混凝土大的多，约为8-14倍。盲目按普通混凝土荷载值设计模板，必然使模板承受力偏低。操作不当，使模板不合理受力，是造成模板承载力降低的又一原因。例如布料管对单侧模板布料，会使模板受偏心荷载。（2）防治措施。模板施工时，不能仅凭经验盲目施工，要综合考虑可能产生的不利因素，使模板形式合理，承载力稍有富余。同时正确进行帮送操作，避免模板不合理受力。4 泵送混凝土浇筑措施不当4.1 原因分析（1） 浇筑措施不当，使混凝土产生离析。离析会使混凝土各组分的均匀性受到破坏，混凝土强度降低，出现蜂窝、孔洞等缺陷。浇筑过程中混凝土离析的原因是布料口间距过大或平卧在浇筑面上，使混凝土横向流淌入模，因砂浆和石子的流速不同而产生离析。另外施工人员对混凝土长时间振捣、用振捣器振动驱散混凝土等，因为石子运动速度比砂浆快，石子会被驱向远处，振捣器附近只留下砂浆，导致离析。（2） 泵送布料速度快，浇筑厚大构件时，往往一次布料过多，若此时混凝土坍落度偏小，不足以自流成型，又不能充分振捣，就会出现蜂窝、孔洞等表面缺陷。（3） 混凝土在硬化过程中，内部水分逐渐水化和蒸发，水化产物凝胶体产生凝聚，使混凝土收缩。泵送混凝土水泥用量和水灰比较大，生成的胶凝体比普通混凝土多，加之失水影响较大，因而收缩量比普通混凝土大，在收缩差较大或收缩受阻的部位容易产生收缩裂缝。这类裂缝多出现在整浇的墙板交接处和钢筋附近的构建水平面上。（4） 泵送混凝土水泥用量大，硬化过程中产生大量水化热。在浇筑大体积混凝土时，这部分热量不易散失，造成混凝土内外温差变化，使大体积混凝土产生温差裂缝。这种裂缝会贯穿整个截面，危害很大。4.2 防治措施（1） 正确布料，比如使用布料机布料或架高输送管，用串桶、溜槽布料，不能以振动驱动混凝土。（2） 掌握振捣速度，既要充分振捣又不能过分振捣引起离析。（3） 控制浇筑速度，合理安排浇筑顺序，使混凝土在浇筑过程中能逐渐沉实，还可配合比采用二次抹面等工艺，以消除沉实（收缩）裂缝。（4） 使用低热水泥或掺用粉煤灰和减水、缓凝作用的外加剂，以降低水化热峰值，减少温差裂缝。5 泵送混凝土施工缝留置不当指不应留缝处留置施工缝，或者施工缝的强度、抗渗、耐久等不符合要求。5.1 原因分析（1） 工人为求省力，混凝土布料口设置间距较大，混凝土在模板内横向流淌距离过长，若初凝前不被新浇混凝土覆盖，极易在不合理位置出现“暗”施工缝，这类缝往往未经认真处理，强度极低。（2） 施工前无计划，施工中一旦出现泵送故障就草草留缝，随意性大，导致不宜留缝处出现施工缝。（3） 泵送混凝土流动性大，会将丰富，易流淌成斜槎，很难留设所要求的直槎。其表明凝结的水泥浆膜难以在浇筑过程中通过搓毛处理掉，影响接缝强度。（4） 泵送混凝土硬化慢而施工速度快，在施工缝处继续浇筑混凝土时，如果已浇筑