课程设计(论文)浅析泵送混凝土施工技术.doc
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1、 浅析泵送混凝土施工技术西安建筑科技大学材料与矿资学院,西安 710055摘要2引言3泵送施工技术情况介绍31.1泵送混凝土的发展历史31.2混凝土泵送机械形式41.3泵的工作原理及发展41.3.1泵的发展特点51.3.2泵送过程的实质5泵送施工技术基本步骤62.1混凝土用主要原材料及配合比设计62.1.1混凝土用主要原材料62.1.2混凝土配合比设计62.2混凝土输送泵的选型和布置62.2.1混凝土输送泵的选择62.2.2泵机的布置72.2.3泵机与搅拌车的匹配72.3混凝土的泵送工艺72.3.1需要注意的内容72.3.2泵送的前期准备72.3.3混凝土泵送82.4质量保证措施8泵送混凝土施
2、工中存在的问题及解决方案93.1泌水、离析现象93.1.1产生泌水、离析的原因93.1.2减少混凝土泌水、离析的措施103.2泵送混凝土塌落度的损失103.2.1产生塌落度损失的原因103.2.2减少混凝土塌落度损失的措施103.3泵送混凝土堵管的原因及解决方法113.3.1发生混凝土堵管的原因113.3.2防止堵管的措施11泵送混凝土技术带来的社会和经济效益的探讨124.1泵送施工经济效益124.2 优化混凝土工艺降低成本12未来混凝土发展趋势和泵送技术的业务模式以及应用能力预测135.1混凝土泵的发展趋势135.2业务模式的变革14致谢15参考文献15摘要 当前,泵送混凝土技术在我国得到了
3、较为广泛的应用。泵送混凝土不仅能改善混凝土的施工性能,对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工,具有提高抗渗性、改善耐久性特点。混凝土泵送施工得以普遍运用。同时泵送混凝土技术大大地提高了混凝土工程的施工效率,取得了良好的社会效益和经济效益。文章针对混凝土的泵送施工技术问题,从可泵性混凝土的配料、混凝土输送泵的选型和布置、混凝土的输送、质量保证措施和管道堵塞的原因以及防止措施等方面作了分析探讨,最后对泵送混凝土的社会效益和未来发展趋势进行预测。关键词:泵送混凝土;施工技术;质量Abstract At present, pumping concrete technology has been more w
4、idely used in our country. Construction of pump concrete not only can improve the performance of concrete,the thin dense rib structure less vibration or no vibration construction, can improve the impermeability, improve durability characteristics. Otherwise the technology gets a great development,an
5、d it also improve the speed of the construction in order to make social benefits and economic profits. According to the concrete pumping construction technical problems, from the pumped concrete mixing, concrete pump selection and arrangement, concrete delivery, quality assurance and the pipe blocka
6、ge reason and prevention measures are analysed and discussed.In the end ,the developmental trend of the pumping concrete technology can reasonably be inferred by the study.Key Words: pump concrete; construction technology; quality引言 改革开放以来,中国的基础设施建设可谓一曰千里,混凝土施工也从过去的人工方式逐步向着机械化方式迈进。混凝土机械在城市建设、交通运输、农田
7、水利和国防建设中正发挥着越来越重要的作用。在大型建筑物混凝土的输送与浇注过程中,传统的方式是采用吊斗。这种方式的明显缺点是浇注时间长、效率低,质量控制成本高。因此,必须采用现代的混凝土施工技术,在输送与浇注过程中,随着建筑物体积与高度的增大,以及对质量和进度要求的增高,泵送施工技术越来越广泛,已在高层建筑、桥梁、地铁等工程中得到熟练应用。经试验研究和工程实践说明,泵送混凝土不仅与砂、石、水泥、泵送剂等材料标准有密切关系,并须有连续的施工工艺,对混凝土泵输送管的选择布置,泵送混凝土供应,混凝土泵送与浇筑等要求较高。从而要求在建筑工程施工过程中,做好混凝土技术施工,尤其是混凝土浇筑技术的施工对工程
8、建设来说至关重要,是钢筋混凝土结构质量的保证,同时有利于建筑工程建设的良好完工。1送施工技术情况介绍1.1泵送混凝土的发展历史泵送混凝土,是指混凝土拌和物坍落度不低于100mm并用泵送施工的混凝土(JGJ/T 55-2000);可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土(JGJ/T 55-201 1)。泵送混凝土技术1927年创于德国,现成为建筑施工的重要技术手段,广泛应用于各类土木、建筑工程中。德国是欧洲混凝土泵发展最快的国家,1927年德国FritzHell设计制造了第一次获得成功应用的混凝土泵;1959年德国Sehwlng公司生产出第一台全液压的混凝土泵,液压驱动、功率大、振动小、
9、排量大、运输距离远,并可实现无级调节;20世纪60年代中期研制了混凝土泵装载车,混凝土泵由固定式发展为移置式,更加灵活机动,为了浇筑和布料方便,又加装了可以回转伸缩的布料杆。德国生产的最大功率的混凝土泵,最大排量159 m3/h,最大水平运距1600m,最大垂直运距400m,是目前世界上最大的混凝土泵之一。国内从1980年开始,在泵送混凝土施工技术试验研究的基础上,从德国、日本、美国等国家大量引进大批混凝土泵、搅拌设备、搅拌运输车以及大型搅拌站,才大量采用泵送混凝土施工方法。1.2混凝土泵送机械形式混凝土泵送机械主要有混凝土泵和混凝土泵车2种。混凝土泵经过半个世纪的发展,目前已发展为卧式全液压
10、泵,常见的是卧式双缸混凝土泵,他的2个混凝土缸并列布置,由2个油缸驱动,通过分配阀的转换,交替吸入或泵出混凝土,使混凝土平稳而连续地输送出去。他的优点是价格便宜,输送幅度大,操作和维护相对简单:最大缺点是移动和布料不方便,特别适合于点对点的泵送。混凝土泵车是将混凝土泵安装在汽车底盘上,利用发动机的动力,带动混凝土泵进行工作,混凝土通过布料杆,可送到一定的高程和距离。他的优点是移动方便,布料灵活,适合于点对面的泵送;不足之处是输送幅度和高度有一定限制适合于一般的建筑施工。泵送混凝土是一种粘滞流体物质,他的特性是在外力作用下可以流动,但屈服值不为零。管内混凝土在泵送压力作用下混凝土内的水泥砂浆向管
11、的外侧流动。在管壁处形成了一薄层屈服剪应力较小的水泥砂浆,他的屈服剪应力要比混凝土的屈服剪应力小的多,于是管内混凝土形成“柱塞柱”,好似一个整体在管内流动,这层水泥砂浆就好似混凝土与管壁之间的润滑剂。1.3泵的工作原理及发展图1 活塞式混凝土泵示意图1.3.1泵的发展特点(1)发展液压活塞式混凝土泵是主流(见图1)。发展大体经历了从活塞式泵到挤压式泵再到活塞式泵、从机械式到液压式、低压到高压、从固定式到拖式再到汽车式的演变过程。(2)发展带布料杆的汽车式混凝土泵车。移动灵活,布料浇筑便捷。(3)提高混凝土泵的输出压力。由于混凝土中复合胶凝材料的大量使用,混凝土拌和物的粘度增大,给泵送增加的难度
12、越来越大,同时,轻集料混凝土的特点也决定了小坍落度混凝土在泵送过程中出现的可能性,泵送阻力较大情况下的混凝土要求混凝土泵的输出压力高、阀门密封性能好、输送管耐高压。 (4)提高混凝土泵的工作可靠性和效率。1.3.2泵送过程的实质(1)通过泵管时,由于材料产生部分密实和摩擦的影响,在流动方向上产生压力梯度(2)泵的压力大小满足压力梯度要求。(3)材料必须能传递足够的压力来克服管道的所有阻力。(4)混凝土的所有组分中,只有水才能在自然状态下可泵,所以只有水才能传递压力(见图2)。图2 混凝土甭管内流动模型2泵送施工技术基本步骤2.1混凝土用主要原材料及配合比设计 2.1.1混凝土主要原材料水泥:尽
13、量选用低热或中热水泥,减少水泥用量。以降低水泥水化热。粗骨料:应采用连续级配,针片状颗粒含量不宜大于 10。掺合料:混凝土中常用的掺合料为粉煤灰,混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、黏聚性和保水性,从而改善了可泵性。还可以降低水泥的水化热,有利于控制温度裂缝的产生。外加剂:在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,能很好地改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。为防止产生收缩裂缝,还可掺入适宜的膨胀剂。 2.1.2混凝土配合比设计混凝土的要求:强度标号多样,从 C20-C40;耐久性,保
14、证建设物使用寿命达 70年以上;高流动性,即可适应超远距离泵送;高工作性,即施工方便,易操作,经过机械振捣后达到较高的密实度。混凝土实验室配合设计由以往施工经验得出混凝土在输送管道中行进时,塌落度损失根据管道的长短可达 10%-30%;依据混凝土配合比设计的基本原理与强度标准控制值,出厂塌落度初定为 200-220mm,输送管道出口塌落度初定为 140-160mm。2.2混凝土输送泵的选型和布置 2.2.1混凝土输送泵的选择。目前我国使用的混凝土泵机有两种,一种是带有布料杆可行走的泵车,另一种是牵引式固定泵。泵车的机动性强、移动方便,但价格较贵。固定泵机动性差,布泵时需要根据施工现场情况进行合
15、理布置,但价格较低。 2.2.2泵机的布置。在选择泵机位置时,要使泵机浇灌地点最近,附近有水源和照明设施,泵机附近无障碍物以便于搅拌车行走、喂料。泵机安装就位,最好在机架底部垫木块,增加附着力,以保证泵机稳定。泵机周围应当有一定空间以便于人员操作。泵机安装地点应搭设防护棚。 2.2.3泵机与搅拌车的匹配。混凝土搅拌输送车的装载量有5m3和6m3两种。搅拌车在灌入混凝土后,搅拌筒做低速转动,转速为一定值,然后将混凝土运送到施工现场。由于搅拌站与施工现场有一段运送距离,并且搅拌车的出料量与泵机输送量有一定的差值,因此存在泵机与搅拌运输车的数量匹配问题。2.3混凝土的泵送工艺 2.3.1需要注意的内
16、容由于泵送混凝土自身的特殊性,其流动性要强于常规混凝土,振捣过程中骨料与水泥砂浆会出现各种分布形态。控制好泵送混凝土的性能,能够引导施工人员正确控制施工流程,维持混凝土结构的稳定性。泵送混凝土施工要注意的内容:采用平层法完成浇筑,对浇筑厚度严格控制,一般在30-50cm,浇筑时由远而近;混凝土下料高度应控制在1M内,严禁向模板内侧面直冲布料或直冲钢筋骨架;浇筑竖向结构混凝土过程中严禁在同一处连续布料,应在 2-3M范围内对布料水平移动,一般要垂直于模板布料;振捣泵送混凝土过程中,对振动棒移动间距严格控制在40cm,振捣时间则持续15-30秒,严禁振捣时间过长,否则会影响到混凝土的使用性能;对大
17、体积水平结构的混凝土施工,在收仓后初凝前要重新振捣,并适时用木批磨平搓毛2遍以上。根据实际需要可以铁制滚筒压2遍以上,以此避免收缩裂缝的形成;结束混凝土浇注之后,要将保温材料覆盖在上面,且用水洒湿养护。 2.3.2泵送的前期准备对于高温期间的施工,在浇注混凝土前要将输送管上遮盖湿罩布或湿草袋降温,这样可以避免高温对混凝土结构造成的损害。此外,施工单位要安排人员进行洒水养护,以保证混凝土层面有足够才湿润。在低温天气施工时要选择遮盖或保温材料包裹。完善泵机的检查工作,必须要保证各个设备正常后才能投入使用。泵机启动后要先泵入一定量的清水,以湿润料斗、活塞和输送管等与混凝土直接接触的部位。然后与泵送混
18、凝土成分配合比一样的水泥砂浆润滑混凝土泵和输送管道。对输送管道的铺设情况严格检查,防止管道发生松动等问题而影响使用性能。 2.3.3混凝土泵送泵送时应先慢速,同时检查泵机各部件是否运转正常和输送管道有否漏浆、牢固,待各系统运转正常后方可开始加速至正常速度。如发现异常应立即停机检查。如在泵送中途因故必须中断时,中断时间不得超过搅拌至浇筑完毕所允许的时间。泵送混凝土时,如因混凝土供应不上或其他原因使输送管吸入空气,此时应立即反泵吸出管内混凝土至料斗中重新拌合并排出空气后,重新泵送。混凝土运送至浇筑地点,应立即浇筑入模 .如混凝土拌合物出现离析或分层现象,应对混凝土拌合物进行二次搅拌。泵送完毕后,应
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