時(shí)間：2023-05-30 10:17:35
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：堵管，反泵法，設(shè)定值，輸送缸，延時(shí)子程序，壓力傳感器
混凝土泵發(fā)生堵管時(shí)，一般使用反泵法排除。但是如果由于某些原因?qū)е路幢檬。瑳]有消除堵管，這時(shí)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(dòng)強(qiáng)度，還會(huì)直接影響到工程的質(zhì)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(jī)性能。
1、原理分析
首先，分析擺閥油路系統(tǒng)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(tǒng)壓力達(dá)到系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)壓力保持在設(shè)定值，等到換向信號(hào)觸發(fā)擺閥動(dòng)作時(shí)，蓄能器的油液迅速?zèng)_出，經(jīng)過電液三位四通閥4進(jìn)入擺閥缸，當(dāng)系統(tǒng)壓力再次達(dá)到設(shè)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(dòng)作。從以上分析中可以看出，這種液壓系統(tǒng)不允許擺閥連續(xù)工作或工作間隙過短，而必須有充分的蓄能器充液時(shí)間，只有在系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值的情況下，才使擺閥正常功能工作，不至于出現(xiàn)擺動(dòng)力無力的現(xiàn)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(xié)調(diào)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)。工作時(shí)，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(jīng)擺閥、S管和輸送管送到到施工現(xiàn)場，進(jìn)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(dá)到疏通管道的作用。從正泵到反泵可通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，保持主輸送缸原有方向不變的情況下，僅反向擺閥，保持?jǐn)[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(duì)于反方向擺閥這種反泵形式，在正常泵送中，操作人員發(fā)現(xiàn)有堵管現(xiàn)象時(shí)，馬上扳動(dòng)反泵開關(guān)至反泵位置，擺閥迅速擺動(dòng)，使混凝土泵處于反泵狀態(tài)，但如果反泵距上一次正泵擺閥擺動(dòng)時(shí)間較短，則此時(shí)蓄能器還處于充液狀態(tài)，系統(tǒng)壓力還未達(dá)到設(shè)定值，這勢必會(huì)影響擺閥擺動(dòng)的力量和速度。
由于出現(xiàn)堵管時(shí)，往往擺閥處的混凝土較正常泵送時(shí)密度大，將一步促使擺閥擺動(dòng)困難，使擺閥在擺動(dòng)中被卡滯在中途，造成反泵失敗。對(duì)于反向主輸送缸這種反泵形式，由于主輸送缸由一個(gè)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(huì)對(duì)該輸送系統(tǒng)的壓力、流量產(chǎn)生影響，但同樣存在距上次正泵換向時(shí)間較短，主輸送缸反抽到位時(shí)，擺閥回路蓄能器還處于充液狀態(tài)，造成換向時(shí)擺閥無力，但由于主缸的反抽，擺閥處的混凝土密實(shí)度會(huì)有所下降，同時(shí)蓄能器也有了一個(gè)補(bǔ)液間隙，因此，這種反泵形式要優(yōu)于第一種反泵形式，但這種反泵形式PLC編程比較復(fù)雜。
4、改進(jìn)方法
對(duì)于上述存在的問題，在不改變硬件的前提下，可分別進(jìn)行如下改進(jìn)：對(duì)于第一種反泵系統(tǒng)，可在原有的PLC程序中加入一段延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間等于蓄能器達(dá)到設(shè)定值所需的最長時(shí)間，并用檢測上升沿和下降沿的觸點(diǎn)指令來調(diào)用。
經(jīng)改進(jìn)后，其工作過程如下：在混凝土泵工作時(shí)，當(dāng)接通反泵開關(guān)，上升沿觸點(diǎn)指令使程序進(jìn)入延時(shí)子程序，延時(shí)完畢后，返回主程序，進(jìn)入正常的反泵工作。反泵開關(guān)斷開時(shí)與此相反，由下降沿觸點(diǎn)指令觸發(fā)，經(jīng)延時(shí)后進(jìn)入正泵工作。
對(duì)于第二種反泵系統(tǒng)，在進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)時(shí)，為避免反泵時(shí)主輸送缸突然反向造成的液壓沖擊，也引入一段延時(shí)子程序。此時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整此延時(shí)時(shí)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(jí)，通過程序的修改，第一種反泵系統(tǒng)也能很方便地轉(zhuǎn)換成第二種反泵系統(tǒng)。
混凝土泵液壓系統(tǒng)中普遍采用蓄能器作為輔助動(dòng)力源來推動(dòng)S管型分配閥換向，實(shí)現(xiàn)混凝土泵推料、吸料的轉(zhuǎn)換。混凝土泵推料、吸料的轉(zhuǎn)換在0．2～0．3s內(nèi)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(shí)間主要取決于蓄能器的選型參數(shù)。目前，工程技術(shù)人員常常依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來選用蓄能器［2－5］，然后通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證推料、吸料的轉(zhuǎn)換時(shí)間是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。由于缺乏理論依據(jù)，采用這種方法可能需要反復(fù)多次進(jìn)行才能得到滿足要求的蓄能器，效率低下，已不能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。為了克服以上所述缺點(diǎn)，文中利用液壓動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算了液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，并利用工程化方法分析了蓄能器參數(shù)對(duì)液壓系統(tǒng)推料、吸料轉(zhuǎn)換時(shí)間的敏感性。
1混凝土泵液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間
定義混凝土泵推料、吸料的轉(zhuǎn)換時(shí)間為混凝土泵液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，精確計(jì)算混凝土泵液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間需要深入分析混凝土泵推料、吸料狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程。圖1為混凝土泵分配系統(tǒng)原理圖。當(dāng)主油缸活塞運(yùn)動(dòng)到接近行程終點(diǎn)時(shí)，油缸末端的緩沖機(jī)構(gòu)發(fā)出換向信號(hào)，使液動(dòng)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(dòng)S管型分配閥迅速切換。S管型分配閥切換完畢后，液動(dòng)換向閥3仍處于左位，分配油泵1給蓄能器4補(bǔ)油，直到分配回路壓力穩(wěn)定為止。從分配回路中A點(diǎn)引出的壓力油和從回路中B點(diǎn)引出的壓力油分別作用在泵送回路液動(dòng)換向閥左、右兩端，其壓差使液動(dòng)換向閥換向，混凝土輸送缸完成推料、吸料狀態(tài)的切換。1分配油泵;2溢流閥;3液動(dòng)換向閥;4蓄能器;5，6分配油缸圖1混凝土泵分配系統(tǒng)原理圖由以上分析可知，混凝土泵的推料、吸料轉(zhuǎn)換過程可分為2個(gè)階段:分配油缸換向階段，即從主油缸運(yùn)動(dòng)到接近行程終點(diǎn)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(bǔ)油到主油缸完成切換過程。忽略信號(hào)傳遞時(shí)延，則有下列關(guān)系式。
2混凝土泵液壓系統(tǒng)
響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算圖2為分配機(jī)構(gòu)受力示意圖。圖中A，B，C，D，O為固定鉸接點(diǎn)。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(shí)兩鉸接點(diǎn)之間的距離為Lmin;分配油缸活塞桿完全伸出時(shí)兩鉸接點(diǎn)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(yùn)動(dòng)方向與活塞桿運(yùn)動(dòng)方向的夾角分別為γ和φ。聯(lián)立式(10)～式(13)，可得到x關(guān)于t的2階非線性微分方程。在其他參數(shù)確定的情況下，可解得不同負(fù)載pp下分配油缸活塞行程x與其運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系。令x=Ld(Ld為擺動(dòng)油缸活塞的允許行程)，可解得不同負(fù)載pp下對(duì)應(yīng)的S管型分配油缸換向時(shí)間td。在混凝土泵一個(gè)工作循環(huán)中，蓄能器的狀態(tài)如圖3所示。由以上分析可知，液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間tr和蓄能器參數(shù)p0，V0，p1，p2，p3之間存在復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)關(guān)系，且難以用顯性方程式表達(dá)，只能通過編程求解。運(yùn)行計(jì)算程序，可得分配油缸換向時(shí)間td=0．037s，主油缸換向時(shí)間tm=0．182s，故液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間tr=0．219s，滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3分配系統(tǒng)的仿真模型和試驗(yàn)分析
為了驗(yàn)證混凝土泵液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間計(jì)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(tǒng)的仿真模型，如圖4所示。運(yùn)行仿真模型，可得分配油缸活塞位移與時(shí)間的關(guān)系曲線，如圖5所示。由圖5可知，液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，即擺動(dòng)油缸活塞位移由0．2m變?yōu)?m(或由0m變?yōu)?．2m)的時(shí)間為0．22s，基本符合計(jì)算結(jié)果。在利用混凝土泵車進(jìn)行打水試驗(yàn)時(shí)測量蓄能器出口壓力，并導(dǎo)入仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。可得蓄能器出口壓力的仿真和試驗(yàn)曲線，如圖6所示。由圖6可知，蓄能器出口的最大壓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果均為16×106Pa，符合恒壓變量泵的設(shè)定壓力。只是實(shí)驗(yàn)結(jié)果有液壓沖擊，這是在S管型分配閥切換過程中擺動(dòng)油缸活塞撞擊缸底造成的。而仿真模型中，擺動(dòng)油缸的阻尼設(shè)置較大，于是蓄能器沒有出現(xiàn)液壓沖擊。仿真和試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。
4蓄能器選型參數(shù)的敏感性分析
混凝土泵液壓系統(tǒng)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(gè)選型參數(shù)對(duì)混凝土泵液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間起決定性作用。故通過分析這3個(gè)參數(shù)的敏感性［8］來考察它們的變動(dòng)對(duì)液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的影響程度。
4．1蓄能器容積蓄能器容積的標(biāo)準(zhǔn)值V0為4×10－3m3，V0－為V0減少10%的值，V0+為V0增加10%的值。對(duì)這3種情況分別進(jìn)行解析得到3組響應(yīng)時(shí)間，如表1所示。
4．2蓄能器充氣壓力蓄能器充氣壓力的標(biāo)準(zhǔn)值p0為5×106Pa，p0－為p0減少10%的值，p0+為p0增加10%的值。對(duì)這3種情況分別進(jìn)行解析得到3組響應(yīng)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)值p1為16×106Pa，p1－為p1減少10%，p1+為p1增加10%，對(duì)這3種情況分別進(jìn)行解析得到3組響應(yīng)時(shí)間，如表3所示。4．4選型參數(shù)的敏感性因子蓄能器選型參數(shù)敏感性分析的方法是根據(jù)選型參數(shù)的敏感性因子的大小來評(píng)價(jià)蓄能器選型參數(shù)對(duì)液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的影響程度。由以上分析可知，蓄能器的每個(gè)參數(shù)有4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差值來表達(dá)其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型的變化情況。定義參數(shù)的變化值與其標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)變化率的和為該參數(shù)的敏感性因子。由表4可知，蓄能器容積V0對(duì)液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)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(guān)鍵詞：故障；分析；診斷；系統(tǒng)；方法
目前國內(nèi)外很多工程機(jī)械傳動(dòng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)都普遍應(yīng)用了液壓控制技術(shù)，這些工程機(jī)械常見故障問題主要與液壓系統(tǒng)有關(guān)，所以液壓系統(tǒng)的故障診斷越來越重要。由于這些液壓設(shè)備端部會(huì)直接接觸到混凝土，容易磨損，負(fù)荷也是很大，如果維護(hù)不善，很容易出現(xiàn)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(duì)目前常用的混凝土泵送液壓系統(tǒng)所發(fā)生的故障進(jìn)行了分析，提出了適應(yīng)于本地和遠(yuǎn)程后臺(tái)的泵車液壓系統(tǒng)故障診斷方法。
1 混凝土泵送部分液壓系統(tǒng)常見故障分析
如果混凝土泵送裝置的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，那么首先應(yīng)該區(qū)分三個(gè)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(dāng)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)液壓裝置的滑閥動(dòng)作不流暢，不連貫的時(shí)候，就應(yīng)該先要檢查液壓的機(jī)械部分是否出現(xiàn)了問題。如果滑桿已經(jīng)發(fā)生了打滑現(xiàn)象，那說明這個(gè)位置磨損已經(jīng)比較嚴(yán)重了，可以進(jìn)一步通過檢查滑桿運(yùn)動(dòng)位置是否有遺漏的混凝土漿以及其他雜物，這時(shí)候技術(shù)維護(hù)人員可以及時(shí)掃除雜物，涂上適當(dāng)?shù)挠停瑴p小連接處的磨損，可有效減少液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的可能。經(jīng)過以上維護(hù)過程，如果還有問題，那么就應(yīng)該檢查回路了。
1.1.1 當(dāng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，在溫度為50攝氏度時(shí)，蓄能充氣壓力低于55MPa時(shí)，應(yīng)該及時(shí)充氣。
1.1.2 核定減壓閥的調(diào)定壓力是否在可控范圍之內(nèi)。有些泵車在出廠前已經(jīng)設(shè)定好壓力值，所在施工人員不能隨便打開減壓閥自行調(diào)整壓力值。
1.1.3 對(duì)于順序閥的調(diào)定壓力進(jìn)行調(diào)整。把泵送裝置的操控桿I檔位調(diào)到刻度5上面，然后把操縱桿Ⅱ放于刻度1，再空轉(zhuǎn)。在油溫控制在50攝氏度，額定壓力控制在7MPa時(shí)，根據(jù)壓力表可以反映出壓力波形，進(jìn)而可以知道順序閥的調(diào)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(nèi)，那么就需要及時(shí)調(diào)整壓力值大小，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)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(jìn)行檢測：關(guān)掉泵送開關(guān)，手動(dòng)換向可以通過升壓閥控制，當(dāng)滑閥換向次數(shù)達(dá)到2次及以上時(shí)說明在可控范圍之內(nèi)，如果小于2次，那就需要及時(shí)調(diào)整升壓閥。當(dāng)發(fā)現(xiàn)主油缸以及滑閥油缸動(dòng)作遲緩時(shí)，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(dòng)換向系統(tǒng)
自動(dòng)換向系統(tǒng)主要是由換向閥、滑閥換向閥、先導(dǎo)閥、升壓閥、逆轉(zhuǎn)閥以及手動(dòng)逆轉(zhuǎn)閥組成。主油缸中的活塞運(yùn)動(dòng)到最高位時(shí)，先導(dǎo)閥閥芯將會(huì)被活塞撞擊，改變先導(dǎo)閥的運(yùn)轉(zhuǎn)反向。油泵中出來的壓力油通過手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)閥、先導(dǎo)閥、逆轉(zhuǎn)閥使升壓閥改變方向。另外，在另一個(gè)油缸改變方向后，向前運(yùn)行到活塞終點(diǎn)撞擊另一個(gè)先導(dǎo)閥閥芯時(shí)，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(gè)完整的運(yùn)行流程。
鑒于此種系統(tǒng)的構(gòu)造，很難發(fā)生故障，但是故障一般會(huì)發(fā)生在先導(dǎo)閥以及電磁閥上面。先導(dǎo)閥故障會(huì)使整個(gè)換向系統(tǒng)產(chǎn)生問題，嚴(yán)重到系統(tǒng)不能使用。主安全閥以及順序閥一般會(huì)配有電磁閥，如果電磁閥發(fā)生故障會(huì)使主系統(tǒng)無法建立起壓力或者泵送系統(tǒng)關(guān)閉罷工，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使順序閥閥芯動(dòng)作不連貫。
1.3 密封回路
密封回路不同于上述兩個(gè)液壓回路，其是獨(dú)立存在的。其中一個(gè)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，混凝土被泵送出去，此時(shí)液壓油會(huì)把另外一個(gè)油缸的活塞桿推回原位，混凝土被吸進(jìn)去，這樣就完成了一個(gè)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(shí)活塞可以被系統(tǒng)清理。打開行程調(diào)整閥可以起到減少油量作用，可以適當(dāng)減少行程。為保護(hù)液壓系統(tǒng)的零件，可以通過溢流閥控制壓力值。密封回路發(fā)生故障一般會(huì)出現(xiàn)形成越來越短現(xiàn)象。密封回路油液變少會(huì)使主油缸行程變短。油液變少的常見原因主要有行程調(diào)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(tǒng)故障診斷方法
2.1 利用參數(shù)的故障診斷法
混凝土泵車液壓系統(tǒng)在工作的時(shí)候，要去其參數(shù)應(yīng)該控制在合理范圍內(nèi)，如果這些參數(shù)偏離了給定范圍，那么系統(tǒng)就容易出現(xiàn)一些問題，為避免此種現(xiàn)象的發(fā)生，結(jié)合邏輯運(yùn)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(dāng)插裝閥被卡住時(shí)，其系統(tǒng)壓力趨近為0，其他故障無法使系統(tǒng)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(tǒng)壓力
根據(jù)主溢流閥故障下的壓力對(duì)分析，就可以判斷主溢流閥故障與正常情況。
2.2 利用信號(hào)分析的故障診斷方法
液壓系統(tǒng)的多數(shù)故障檢測比較困難，不能通過一些數(shù)據(jù)和步驟而達(dá)成目標(biāo)。為了查出故障出處，就要及時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理分析。針對(duì)于擺缸內(nèi)泄為例，不同的壓力會(huì)改變泄露程度。隨著系統(tǒng)壓力降低，擺缸系統(tǒng)壓力也會(huì)增大內(nèi)泄量，比如齒輪泵的故障。利用本法可以提取左右擺缸的應(yīng)用系數(shù)以及映射關(guān)系。
2.3 智能診斷方法
鑒于應(yīng)用一些方法分析液壓系統(tǒng)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(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。當(dāng)未訓(xùn)練的故障出現(xiàn)時(shí)，則需重新訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)模型（該網(wǎng)絡(luò)模型見圖1），這樣既浪費(fèi)時(shí)間又沒有保存以前學(xué)習(xí)的知識(shí)。對(duì)此，提出采用基于FAM（FuzzyARTMAP）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行故障診斷。該模型由兩個(gè)FuzzyART子模塊（ARTa和ARTb）及連接這兩個(gè)塊的映射場（MapField）組成，其中模塊ARTa實(shí)現(xiàn)模輸入樣本的模式聚類，ARTb模塊實(shí)現(xiàn)輸出的模式聚類，且每一個(gè)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(shí)現(xiàn)輸入聚類與輸出聚類間的映射關(guān)系，模型圖見圖2。其中的訓(xùn)練樣本包括信號(hào)主要是振動(dòng)信號(hào)和壓力信號(hào)，而進(jìn)行信號(hào)處理的方法主要是時(shí)間序列模型方法、小波分析方法、時(shí)域和頻域分析方法等。
圖1 Fuzzy ARTMAP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
圖2 智能診斷流程圖
對(duì)于時(shí)域信號(hào)進(jìn)行FFT運(yùn)算之后可以得到頻域內(nèi)的各個(gè)參數(shù)，直接建立AR模型可以得到時(shí)序模型參數(shù)，經(jīng)過我們的統(tǒng)計(jì)計(jì)算之后可以得到時(shí)域內(nèi)的均值方差等參數(shù)，這些特征量對(duì)于FAM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不一定都是敏感的，可能有個(gè)別的特征值會(huì)產(chǎn)生干擾作用，這就需要對(duì)這些特征進(jìn)行篩選，方法是基于距離區(qū)分技術(shù)的特征評(píng)估和選擇。利用所研究的樣本計(jì)算第m個(gè)特征參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方差值以及均值數(shù)值，另外根據(jù)屬于第j類的樣本數(shù)計(jì)算第m個(gè)特征參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方差值以及均值數(shù)值。利用下式計(jì)算第m個(gè)特征的距離區(qū)分因子。
通過這樣的推導(dǎo)過程可以設(shè)定其中的一個(gè)閾值，這個(gè)閾值取值范圍取為0到j(luò)之間，如果距離區(qū)分因子大于閾值，那么可以知道相對(duì)應(yīng)的特征參數(shù)值。我們可以總結(jié)出：隨著閾值不斷增大，據(jù)此進(jìn)行特征值參數(shù)個(gè)數(shù)的篩選，篩選后的特征參數(shù)輸入到后續(xù)的分類器中進(jìn)行訓(xùn)練和測試，如果特征參數(shù)分類準(zhǔn)確率在設(shè)定的閾值范圍之內(nèi)，那么現(xiàn)在可以停止繼續(xù)對(duì)特征參數(shù)的選擇，經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)分析，通常對(duì)于分類準(zhǔn)確率設(shè)定為85%。此時(shí)可以假定右主液壓缸內(nèi)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(shí)域數(shù)值，所以技術(shù)人員此時(shí)應(yīng)該把幾種工況整合在一起并加以診斷，這時(shí)可以借用小波灰度矩、頻域以及小型包能量譜等參數(shù)進(jìn)行研判。針對(duì)于以上幾種參數(shù)值可以應(yīng)該建立AR模型，利用AIC準(zhǔn)則計(jì)算最佳模型階數(shù)，這樣可以算出模型階數(shù)一般位于80左右波動(dòng)。在此基礎(chǔ)之上，對(duì)于以上函數(shù)進(jìn)行敏感性的評(píng)判。當(dāng)閾值大于0.75時(shí)，認(rèn)為對(duì)此類故障敏感的特征參數(shù)是可變化的。當(dāng)機(jī)械處于不同狀態(tài)時(shí)，也會(huì)面臨著不同的工況，對(duì)FuzzyARTMAP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)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(jié)果是2，嚴(yán)重泄露樣本映射結(jié)果是3，可以發(fā)現(xiàn)在一些測試樣本中，有可能有些數(shù)據(jù)發(fā)了分歧，可以定性為中性泄露，這樣的泄露事件發(fā)生率將會(huì)降低。
我國混凝土泵車的經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，已經(jīng)建立起了較為完善的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈。相關(guān)人士認(rèn)為，我國混凝土泵車發(fā)展速度將會(huì)越來越快，其后續(xù)前景也是越來越廣闊，相信隨著國家資金以及技術(shù)的投入，混凝土泵車一定會(huì)在機(jī)械制造領(lǐng)域成為一顆閃亮之星，同時(shí)技術(shù)的發(fā)展也會(huì)促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉會(huì)勇.基于滑動(dòng)平均的混凝土泵壓力濾波方法研究[J].工程機(jī)械，2008（07）.
關(guān) 鍵 詞：混凝土泵；料斗攪拌系統(tǒng)；自動(dòng)反轉(zhuǎn)
中圖分類號(hào)：TH3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
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(jī)料斗攪拌葉片在工作時(shí)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(tǒng)應(yīng)設(shè)自動(dòng)反轉(zhuǎn)油路。當(dāng)攪拌軸被卡時(shí)，油路自動(dòng)換向，使該油路由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，卡阻物隨之脫落。卡料排除后攪拌軸恢復(fù)正轉(zhuǎn)。設(shè)置穩(wěn)定可靠的自動(dòng)反轉(zhuǎn)油路是及時(shí)排除卡料故障，保證攪拌系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件。
目前，國內(nèi)外泵機(jī)料斗攪拌自動(dòng)反轉(zhuǎn)系統(tǒng)有多種不同的設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)均存在某些不足或缺陷，歸結(jié)起來主要有以下四方面：①反轉(zhuǎn)時(shí)間由節(jié)流器旁通流量控制，而液壓油旁通流量受環(huán)境溫度的影響較大，當(dāng)夏季在高溫下長時(shí)間工作后，由于油溫升高，其粘度降低，則旁通流量增大，自動(dòng)反轉(zhuǎn)易于失靈；②發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于卡料后順序閥溢流量過小，建立不起控制油壓，自動(dòng)反轉(zhuǎn)裝置不起作用；③反轉(zhuǎn)時(shí)間由電氣控制，由于設(shè)計(jì)上的缺陷，當(dāng)攪拌阻力較大時(shí)容易造成換向閥頻繁動(dòng)作，攪拌系統(tǒng)不能正常工作；④結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所用組合閥制造難度大，成本高。
鑒于上述情況，研制穩(wěn)定、可靠和價(jià)廉的自動(dòng)反轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)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(xiàn)有設(shè)計(jì)的長處，克服其不足，現(xiàn)首先對(duì)幾例自動(dòng)反轉(zhuǎn)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(dòng)反轉(zhuǎn)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(tǒng)原理圖。
此系統(tǒng)工作原理是這樣的：當(dāng)在正常工作的攪拌葉片突然被卡住時(shí)，驅(qū)動(dòng)攪拌軸的液壓馬達(dá)進(jìn)油腔壓力急劇增高，當(dāng)油壓增至順序閥1的調(diào)定壓壓力（CPF-75B為8MPa，CPF-85為11MPa）時(shí)，該閥開啟溢流，由于節(jié)流器2的節(jié)流作用使其產(chǎn)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(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)。液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)后接順序閥的油口壓力突降，順序閥1關(guān)閉。此時(shí)液控?fù)Q向閥3在復(fù)位彈簧的作用下逐漸將控制油腔內(nèi)存留的液壓油從節(jié)流器的節(jié)流孔中擠出，閥3的控制油壓逐漸降低。當(dāng)閥3復(fù)位后，主閥4立即換向，液壓馬達(dá)恢復(fù)正轉(zhuǎn)。液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)間為2~5s，反轉(zhuǎn)時(shí)間由調(diào)節(jié)節(jié)流器2的流量來控制。
圖1aCPF-75B型泵車攪動(dòng)系統(tǒng)原理圖 圖1bCPF-85型泵車攪動(dòng)系統(tǒng)原理圖
1—順序閥；2—節(jié)流器；3—液控?fù)Q向閥；
4—主油路液控?fù)Q向閥；5—手動(dòng)換向閥；6—安全閥
此油路的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組合閥制造難度大。此外，油溫增高時(shí)，如不及時(shí)調(diào)節(jié)閥2，自動(dòng)反轉(zhuǎn)就易于失靈。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于順序閥1的溢流量小，換向控制壓力難于建立，自動(dòng)反轉(zhuǎn)系統(tǒng)不起作用，此時(shí)只有操作閥5，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)反轉(zhuǎn)。
2.2 日本三菱公司DC-A系列泵車自動(dòng)反轉(zhuǎn)油路
圖2為三菱DC-A系列泵車自動(dòng)反轉(zhuǎn)油路原理圖。油路工作原理與CPF系列泵車的攪拌系統(tǒng)相似。此系統(tǒng)在油箱回油管上增設(shè)了溢流閥7。由于抬高了背壓，使得攪拌液壓馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)較為平衡。主換向閥4設(shè)有中間過渡環(huán)節(jié)，可減小換向時(shí)的液壓沖擊。此油路存在的缺點(diǎn)同于上例。
圖2 DC-A系列泵車自動(dòng)反轉(zhuǎn)油路原理圖
1—順序閥；2—節(jié)流器；3—換向閥；
4—主油路換向閥；5—手動(dòng)換向閥；6—安全閥；7—溢流閥
2.3 國產(chǎn)HB30型固定式混凝土泵看自動(dòng)反轉(zhuǎn)油路
HB30型泵原自動(dòng)反轉(zhuǎn)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?fù)Q向閥，中位時(shí)液壓馬達(dá)停轉(zhuǎn)。閥5內(nèi)部設(shè)有安全閥，其作用是限制系統(tǒng)壓力，保護(hù)液壓元件。攪拌液壓馬達(dá)的自動(dòng)反轉(zhuǎn)是靠壓力繼電器4和電磁換向閥6配合工作來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)攪拌軸被混凝土中的大骨料或異物卡死后，系統(tǒng)壓力急劇增高，達(dá)到壓力繼電器4的調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器4動(dòng)作，使電磁換向閥6換向，液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。由于自動(dòng)反轉(zhuǎn)時(shí)間由電氣控制，其反轉(zhuǎn)時(shí)間不隨油溫的變化而變化。攪拌軸反向旋轉(zhuǎn)半周至一周后，電磁換向閥6斷電復(fù)位，液壓馬達(dá)和攪拌軸恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
由于該系統(tǒng)未設(shè)置常開的溢流閥來調(diào)節(jié)穩(wěn)定的系統(tǒng)工作壓力，油泵2的工作壓力很不穩(wěn)定，而壓力繼電器的調(diào)定壓力又低于閥5中安全閥的調(diào)定壓力，因此，當(dāng)液壓馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力較大，安全閥尚未動(dòng)作時(shí)，容易引起壓力繼電器動(dòng)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(dòng)反轉(zhuǎn)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(dá)
三、新方案的設(shè)計(jì)思路與工作原理
筆者在各類型方案的基礎(chǔ)上，借鑒其長處，并結(jié)合我國國情作出了新的設(shè)計(jì)方案。新方案的設(shè)計(jì)思路和要求如下：
（1）自動(dòng)反轉(zhuǎn)時(shí)間不受環(huán)境溫度即液壓油粘度的影響，因此擬考慮以電氣系統(tǒng)控制反轉(zhuǎn)時(shí)間。
（2）反轉(zhuǎn)系統(tǒng)必須工作穩(wěn)定，性能可靠，不允許發(fā)生頻繁換向的振蕩現(xiàn)象。
（3）原動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不影響自動(dòng)反轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)時(shí)間。
（4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)控制在1~5s。
（6）考慮泵車的機(jī)動(dòng)特點(diǎn)，采用24V直流電。
此系統(tǒng)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(dá)5和壓力繼電器6組成。壓力繼電器調(diào)定壓力為8M Pa，溢流閥2的調(diào)定壓力為8.5MPa。
當(dāng)攪拌軸因卡料停轉(zhuǎn)時(shí)，液壓馬達(dá)5正轉(zhuǎn)，進(jìn)油腔壓力急劇上升，達(dá)到壓力繼電器調(diào)定壓力8MPa時(shí)，壓力繼電器6閉合，電磁換向閥4換向，實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)自動(dòng)反轉(zhuǎn)。閥4的電磁鐵線圈的通電時(shí)間為1~5s，由電氣系統(tǒng)延時(shí)電路進(jìn)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(guān)鍵詞：超高層建筑；混凝土泵送施工；施工技術(shù)
隨著超高層建筑的發(fā)展，使得建筑領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)水平不斷進(jìn)步和提高，在這種條件下，泵送混凝土施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。泵送混凝土技術(shù)是利用混凝土泵和輸送管道將混凝土運(yùn)輸至高空樓層施工點(diǎn)，具有運(yùn)輸能力高、速度快、效率高等特點(diǎn)。當(dāng)前已成為超高層建筑混凝土施工的重要手段。本文筆者對(duì)超高層混凝土泵送施工技術(shù)進(jìn)行分析，論述高層混凝土泵送施工技術(shù)的重要性，指出存在的問題，并提出切實(shí)有效的對(duì)策措施。
1 工程概況
某工程地下部分主要為四個(gè)獨(dú)立的塔樓，其中有三個(gè)塔樓以核心筒和筒外樓板為主。筒外樓板的框架結(jié)構(gòu)主要由鋼筋混凝土柱和鋼梁組成，另一個(gè)塔樓無筒外樓板。筒體與鋼筋混凝土采用高強(qiáng)混凝土，強(qiáng)度等級(jí)為C40～C60，筒外樓板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。根據(jù)施工方案和施工條件，先進(jìn)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(qiáng)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(jìn)而對(duì)泵送施工要求較高。另外，筒體結(jié)構(gòu)包括鋼筋混凝土柱、弧形剪力墻柱等，加之鋼筋直徑大、節(jié)點(diǎn)鋼筋密集等，使得混凝土澆注存在較大的難度。本工程項(xiàng)目總高度為328m，泵送高度達(dá)320m，這樣就給混凝土泵送施工帶來一定困難。根據(jù)本工程泵送施工存在的重難點(diǎn)，要滿足其泵送施工要求和施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)施工技術(shù)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(jí)硅酸鹽水泥、P.O.42.5普通硅酸鹽水泥；②粉煤灰：I級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰；③砂石：優(yōu)質(zhì)江砂，細(xì)度模數(shù)
2.2 混凝土配合比
本工程項(xiàng)目混凝土配合比由某建筑科學(xué)研究院進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)變化情況，對(duì)混凝土配合比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，水泥用量調(diào)整范圍在440～300kg/m3。
3 超高層混凝土泵送施工技術(shù)
3.1 輸送泵的選擇與計(jì)算
根據(jù)本工程項(xiàng)目的建設(shè)高度及混凝土泵送施工高度，對(duì)其輸送高度產(chǎn)生的壓力進(jìn)行計(jì)算。混凝土泵送所需壓力R主要包括以下幾個(gè)部分：①混凝土在管道內(nèi)流動(dòng)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(shí)產(chǎn)生的重力壓力（R3）。
（1）內(nèi)流動(dòng)阻力產(chǎn)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(shù)，k2表示速度系數(shù)，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(shí)間與活塞推壓混凝土?xí)r間的比值；V2表示混凝土管道內(nèi)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(gè)；45°壓力損失為0.05MPa，共3個(gè)；按照最大、最長水平管計(jì)算，彎管共5個(gè)。配閥壓力損失為0.2MPa。每根管道上設(shè)置兩個(gè)配閥。R2=3×0.1+3×0.05+2×0.2=0.85MPa。
（3）垂直高度時(shí)產(chǎn)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(jù)上述計(jì)算結(jié)果，結(jié)合施工進(jìn)度要求，本工程項(xiàng)目決定采用型號(hào)為HBT90CH2122D和HB40CH2135D的拖泵。
3.2 輸送管道布置
在布置輸送管道時(shí)，應(yīng)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(huì)隨著高度而增加，輸送混凝土較易產(chǎn)生回流，對(duì)此，應(yīng)鋪設(shè)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(shù)措施
對(duì)于超高壓輸送泵管，應(yīng)采用一定厚度的淬火管，并選擇特質(zhì)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(duì)于普通高壓泵管，若壁厚
3.4 鋼筋混凝土柱的澆筑
根據(jù)施工方案和施工要求，先進(jìn)行核心筒施工安裝，再進(jìn)行筒外樓板鋼結(jié)構(gòu)的施工安裝。澆筑鋼筋混凝土柱時(shí)，由于筒外混凝土樓板低于鋼結(jié)構(gòu)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(qū)，難以用泵管澆筑鋼筋混凝土柱。采用相應(yīng)規(guī)格的塔式起重機(jī)澆筑無法滿足施工效率，而且增加運(yùn)輸時(shí)間，無法滿足施工進(jìn)度要求。另外，在高空采用料罐向柱內(nèi)放料時(shí)，受風(fēng)力等因素的影響，施工人員操作的危險(xiǎn)性較大。因此，每次澆筑過程中，會(huì)延長施工且安全隱患突出，應(yīng)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(yè)順利進(jìn)行。
經(jīng)討論和研究后，決定改裝附墻式液壓爬升布料機(jī)，取消爬升裝置，增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)。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(jī)移至另一澆筑點(diǎn)。由于本工程項(xiàng)目在布置H型鋼時(shí)存在一定的變化，將鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)與鋼梁連接螺栓換成移動(dòng)型，能夠有效調(diào)節(jié)鋼梁間距。經(jīng)試驗(yàn)證明，采用該種布料機(jī)進(jìn)行鋼筋混凝土柱澆筑施工，可以大大減輕垂直輸送產(chǎn)生的壓力。
4 混凝土泵送堵管的原因及預(yù)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(xiàn)堵管現(xiàn)象，這樣就會(huì)造成泵送中斷，使得混凝土材料浪費(fèi)。一旦施工中出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，清理起來較為麻煩，所以施工中應(yīng)避免這一現(xiàn)象的發(fā)生。引起堵管的原因主要包括以下幾點(diǎn)：①泵送速度不合理，管道未清理干凈，停機(jī)時(shí)間長；②管道連接不當(dāng)，管道接頭密封不嚴(yán)；③混凝土質(zhì)量問題，如坍落度、水泥配制比、添加劑等方面；④環(huán)境條件的影響。
要預(yù)防和處理上述造成堵管的影響因素，應(yīng)采取以下幾項(xiàng)措施：①起始泵送時(shí)，其泵送速度應(yīng)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(jī)時(shí)，要每隔5～10min開一次泵，防止堵管。②要編制科學(xué)、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(nèi)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(jù)季節(jié)變化，夏季加冰水?dāng)嚢杌炷粒居脺厮當(dāng)嚢杌炷痢?/p>
5 結(jié) 語
綜上所述，超高層建筑泵送施工技術(shù)的發(fā)展與超高層建筑的發(fā)展密不可分，在建筑高度不斷增加的基礎(chǔ)上，對(duì)于施工技術(shù)的要求也將越來越高。加強(qiáng)高強(qiáng)度、高性能混凝土的開發(fā)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(jīng)無法滿足現(xiàn)代建筑施工的要求。在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的條件下，超高層混凝土泵送施工技術(shù)必將得到全面發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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（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(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，其主要原因是水泥膠凝體被破壞，骨料之間相對(duì)位置變的緊密，動(dòng)動(dòng)阻大增大，速度變緩，進(jìn)一步形成泵管堵塞。
關(guān)鍵詞 混凝土輸送泵；堵塞；原因分析；預(yù)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(shè)備，但在工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，讓施工人員極為反感，同時(shí)也是造成混凝土質(zhì)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(tài)流動(dòng)。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(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)粗骨料中的某些骨料運(yùn)動(dòng)受阻，后面的骨料運(yùn)動(dòng)速度因受影響而漸漸滯緩，致使管道內(nèi)骨料形成集結(jié)，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(xì)骨料填充。這樣便發(fā)生粗骨料之間的相對(duì)位置變化，骨料密度增大，使該段管道內(nèi)集合物沿管道徑向膨脹，流體表面的水泥漿丟失，發(fā)生骨料與管道側(cè)壁相互接觸，阻力增大，速度變慢，直至運(yùn)動(dòng)停止而產(chǎn)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(shè)用砂》（GB52-2006）標(biāo)準(zhǔn)要求，粗骨料顆粒級(jí)配不合理，細(xì)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(jí)配如圖1、圖2、圖3、圖4。
（3）細(xì)骨料通過0.315mm篩孔通過率低于15%時(shí)，即使混凝土其它技術(shù)指標(biāo)都符合要求也會(huì)堵管，因?yàn)檫@些細(xì)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(dòng)性，增大泵的粘聚力和保水性，對(duì)混凝土的可泵性影響很大，因此在《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》中預(yù)以規(guī)定，不應(yīng)少于15%。
細(xì)骨料最佳級(jí)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(huì)引起混凝土拌合物的性能不好，主要表現(xiàn)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(shí)將導(dǎo)致沒有足夠的水泥漿包裹骨料和管壁，流動(dòng)阻力大大增加。實(shí)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(xiàn)場計(jì)量不準(zhǔn)確，或者使用了粒徑和級(jí)配不符合配合比要求的骨料，都會(huì)種造成水泥用量過少。
在高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)中對(duì)混凝土的膠凝材料規(guī)定相應(yīng)的最少值，一般要根據(jù)細(xì)骨料的細(xì)度、粗骨料級(jí)配經(jīng)試驗(yàn)確定。
（2）砂率低，砂率過低（泵送混凝土砂率一般在38%～45%，經(jīng)試驗(yàn)對(duì)于細(xì)度模樓大于3.0的粗砂可適當(dāng)提高，具體數(shù)據(jù)根據(jù)試驗(yàn)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(huì)產(chǎn)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(shù)規(guī)程》要求混凝土試配時(shí)要求的坍落度按Tt=Tp+T公式計(jì)算，其中T過大會(huì)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(fā)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(huì)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(xiàn)嚴(yán)重的離析，漿體幾乎成水，骨料與其出現(xiàn)分離，這使混凝土的泵送時(shí)，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(nèi)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(yīng)。
（1）外加劑與水泥的不適應(yīng)主要表現(xiàn)在混凝土的減水率不夠，坍落度不足，泵送困難；混凝土出現(xiàn)后期泌水，混凝土初時(shí)攪拌時(shí)其拌合物各項(xiàng)性能均較好，但以經(jīng)過運(yùn)輸后到達(dá)澆灌地點(diǎn)，混凝土出現(xiàn)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(xiàn)場采用聚羧酸外加劑時(shí)，骨料中的含泥量對(duì)外加劑的影響比較明顯，因?yàn)榫埕人嵬饧觿┦歉叻肿咏Y(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)是鏈狀結(jié)構(gòu)，而奈系外加劑是單粒結(jié)構(gòu)，骨料中的泥土?xí)?yōu)先與外加劑的親水基粘結(jié)，而且是與多個(gè)鏈狀進(jìn)行粘結(jié)，故對(duì)外加劑的減水率影響較大。其影響包括初時(shí)坍落度與經(jīng)時(shí)坍落度。坍落度的損失都會(huì)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(jìn)料口處的堵塞。
（1）進(jìn)料口堵塞一般主要原因是料斗內(nèi)有較大有骨料或結(jié)塊，還有是石子在水泥漿中的懸浮狀態(tài)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(yùn)轉(zhuǎn)以破壞結(jié)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(yùn)輸車內(nèi)發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)泌水或離析，則不必向泵車料斗內(nèi)放料，須經(jīng)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(yán)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(shí)用高壓水沖洗，致使混凝土殘留在管內(nèi)，天長日久逐漸加厚，堆積固結(jié)，造成堵塞。
（2）排除方法：泵送混凝土結(jié)束后，一定要用高壓水沖洗干凈，當(dāng)沖洗無效時(shí)，可采用釬敲，一定要把混凝土殘?jiān)サ簦敝粱炷帘磺謇砀蓛簟?/p>
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(xiàn)在兩個(gè)方面，一是混入大粒徑石子，堵管最易發(fā)生在三個(gè)大石子在同一截面相遇卡緊時(shí)，這時(shí)截面大部分被石子占據(jù)，尤其是石子成品子形相互卡在管道時(shí)，混凝土被牢牢堵在泵首管里而被堵塞。二是混凝土停滯時(shí)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(yù)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(shù)規(guī)程》規(guī)定石子最大粒徑與管內(nèi)徑的比值關(guān)系為小于1：3，并在泵機(jī)料斗上設(shè)方格網(wǎng)，防止超粒徑石子混入。《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》還規(guī)定了混凝土拌合物從攪拌機(jī)卸出后到澆筑完畢的延續(xù)時(shí)間如表4。
對(duì)于混凝土泵車料斗內(nèi)的混凝土長時(shí)間不泵送時(shí)，需要不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，如果時(shí)間過長則需要對(duì)混凝土泵車進(jìn)行自行循環(huán)，以防止堵管。
向下輸送混凝土?xí)r由于管道處于下行傾斜狀態(tài)，混凝土在斜管中自流（因自重下滑）造成離析，同時(shí)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(yù)防方法：在安裝管道時(shí)要形成斜線，盡可能避免出現(xiàn)直下布置，形成自然流動(dòng)的趨勢。
混凝土輸送管道堵塞的判斷：當(dāng)泵車輸送壓力不斷增高，而料斗內(nèi)料位卻不下降，管道出口不出料，泵車發(fā)生越來越強(qiáng)烈的振動(dòng)，管路也伴有強(qiáng)烈的振動(dòng)和位移，可判定的堵管。堵塞一般發(fā)生在彎管、錐管，以有強(qiáng)烈振動(dòng)的地段。發(fā)生堵管時(shí)，從泵出口到堵管外的管路震動(dòng)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(jù)這種現(xiàn)象可以找到堵管部位，也可以用鐵棒敲擊管壁，根據(jù)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(dāng)發(fā)生混凝土堵管時(shí)，應(yīng)立即重復(fù)進(jìn)行反泵和正泵，逐步吸出混凝土至料斗內(nèi)，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(fù)進(jìn)行反泵和正泵，排隊(duì)除堵塞，使之疏通。當(dāng)用使用上述兩種方法無效時(shí)，應(yīng)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(yīng)提前潤濕。
4. 減少混凝土輸送泵堵塞的預(yù)防措施
4.1 在安裝與設(shè)計(jì)管道時(shí)，應(yīng)盡可能避免90°和S形彎管。
4.2 在安裝前應(yīng)認(rèn)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(rèn)真清理的管道。
4.3 為保證泵送混凝土的連續(xù)作業(yè)，確混凝土澆注質(zhì)量，作業(yè)中間間斷時(shí)間嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。
4.4 應(yīng)確定合理的施工配合比，選用經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)后合格的原材料。防止出現(xiàn)前面分析的問題。
5. 工程實(shí)例
內(nèi)蒙康巴什新區(qū)京能2×250MW機(jī)組建設(shè)工程中的空冷塔，塔身高159m，直徑140m，混凝土強(qiáng)度C45、抗凍F250、抗?jié)BP8，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(duì)泵送的難點(diǎn)與重點(diǎn)采取了以下措施。
5.1 對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格控制。
混凝土的泵送最重要的手段就是對(duì)原材料的檢驗(yàn)控制，本項(xiàng)目嚴(yán)格對(duì)每批次的水泥、粉煤灰進(jìn)行檢驗(yàn)，及時(shí)根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行微調(diào)；對(duì)每次進(jìn)入現(xiàn)場的外加劑嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢測，對(duì)不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決予以清退。對(duì)石子、砂子的進(jìn)行也進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)其中含泥量作為重點(diǎn)，石子的顆粒級(jí)配也是重點(diǎn)檢驗(yàn)的項(xiàng)目。
5.2 對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
混凝土強(qiáng)度C45、抗凍F250、抗?jié)BP8屬于要求比較高的混凝土，如何做到保證設(shè)計(jì)要求降低成本，便于施工尤其是泵送是配合比設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，本項(xiàng)目在配合比設(shè)計(jì)中充分考慮了混凝土的流動(dòng)性、坍落度的損失、水泥與外加劑的適應(yīng)性等指標(biāo)。
5.3 隨著混凝土泵送高度的增加，及時(shí)調(diào)整配合比。
隨著混凝土泵送高度的增加，及時(shí)對(duì)混凝土的坍落度進(jìn)行調(diào)整，初時(shí)增大和損失減少，當(dāng)混凝土的泵送高度超過80m時(shí)，對(duì)粗骨料進(jìn)行了調(diào)整，將5～31.5mm的連續(xù)粒級(jí)更換成5～25mm的連續(xù)粒級(jí)。
5.4 隨著季節(jié)的變化，及時(shí)調(diào)整配合比。
本項(xiàng)目施工經(jīng)過了炎熱的夏季和寒凍的冬季，根據(jù)天氣的變化及時(shí)對(duì)混凝土的外加劑進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)對(duì)混凝土配合比也進(jìn)行了調(diào)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(xiàn)場。
參考文獻(xiàn)
［1］ 《預(yù)拌混凝土》（GB/T14902—2003）.
［2］ 《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002（2011版））.
［3］ 《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T10-2011）.
關(guān)鍵詞：混凝土泵；工業(yè)實(shí)驗(yàn)；問題
前 言
HBMD-30/12-90S型煤礦用混凝土泵是一臺(tái)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(hù)、沿空留巷、快速噴漿、進(jìn)行采空區(qū)充填、快速封閉廢棄巷道、壁后充填、鋪設(shè)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(jī)功率為90kw，額定電壓為660v；整機(jī)質(zhì)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(jìn)行為期20多天的工業(yè)實(shí)驗(yàn)，隨著西避難硐室施工的結(jié)束，工業(yè)實(shí)驗(yàn)如期完成。
1、發(fā)現(xiàn)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(shí)再加上輸送壓力的存在，管路承受著比空管時(shí)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(zhuǎn)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(zhuǎn)段。
1.3 管路接頭和密封容易損壞
廠家生產(chǎn)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(qiáng)度和密封度，避免混凝土出現(xiàn)泄漏。
1.4 混凝土泵沒有提供固定方法
在輸送混凝土強(qiáng)大反作用的驅(qū)動(dòng)下，混凝土泵會(huì)出現(xiàn)向后的位移，這樣也會(huì)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(shí)，混凝土輸送泵也必須穩(wěn)定牢靠，最好增加四到六個(gè)地角螺絲孔，用地錨桿把泵體可靠固定。
1.5 現(xiàn)場混凝土配比不容易掌握
現(xiàn)場混凝土攪拌的過程中，全憑施工人員憑肉眼和經(jīng)驗(yàn)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(huì)增加，以盡量增加混凝土的流動(dòng)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(jī)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(xù)作業(yè)，制約了生產(chǎn)效率。混凝土攪拌機(jī)攪拌一次料的時(shí)間為2分鐘左右，混凝土輸送泵工作一次時(shí)間約為20—45秒左右，造成了混凝土能力的浪費(fèi)和停機(jī)，頻繁停機(jī)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(jié)的彈簧軟管長度只有4m，由于混凝土泵輸送能力較大，一個(gè)工作時(shí)段輸送的混凝土較多，為了使混凝土邊輸送邊震動(dòng)，最后一節(jié)彈簧軟管應(yīng)該有足夠的自由度，長度應(yīng)在6—8米較為合適。
2、解決方法
2.1 合理安設(shè)閥門更改水源管路
水源這個(gè)問題解決起來簡單一點(diǎn)，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(shè)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(jīng)驗(yàn)是，要在高壓軟管水源和出口兩處分別安設(shè)一個(gè)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(shí)開關(guān)水源，這樣一來，不僅節(jié)省了工人來回開關(guān)水源的時(shí)間，同時(shí)及時(shí)開關(guān)水源對(duì)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?yàn)橹胃叨群椭螐?qiáng)度問題，難以保證管路平直，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)支撐物倒塌現(xiàn)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(shí)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(jié)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?xí)r要注意，以滿足管路支撐固定要求為宜，過多的堆砌會(huì)給管路拆除時(shí)帶來不必要的麻煩。
2.3 嚴(yán)格配件質(zhì)量和安裝質(zhì)量
在廠家選用合格的管路、接頭、卡箍和密封的同時(shí)，在安裝過程中，必須嚴(yán)格遵守安裝要求，保證安裝質(zhì)量，接頭嚴(yán)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(duì)各個(gè)接頭、卡箍和密封進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，同時(shí)要求廠家技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)安裝，避免因?yàn)榘惭b質(zhì)量不合格造成管路損壞。
2.4 “四壓兩戧”保證泵體穩(wěn)固
針對(duì)混凝土輸送泵在混凝土輸送過程中，出現(xiàn)的位移和跳動(dòng)現(xiàn)象，我們根據(jù)巷道實(shí)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(dòng)方向上提供牢靠的支撐點(diǎn)和固定點(diǎn)，從而成功解決了這個(gè)問題。同時(shí)建議廠家技術(shù)人員，在今后混凝土泵定型過程中，泵體應(yīng)該增設(shè)地腳和地腳孔，這樣更方便打設(shè)“四壓兩戧”，或者使用 地錨桿進(jìn)行泵體固定。
2.5 層層把關(guān)嚴(yán)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(xiàn)場進(jìn)行全部配比的方式，首先，在地面砂石場，對(duì)砂子和石子利用電子上料機(jī)進(jìn)行配比和攪拌，保證到達(dá)施工現(xiàn)場的砂石料符合要求，另外，我們用稱重的方法，做出了標(biāo)準(zhǔn)配比的混凝土，從而掌握了現(xiàn)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(guān)，保證了混凝土配比符合要求，混凝土試塊達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2.6 增加攪拌機(jī)械挖掘混凝土泵攪拌潛力
針對(duì)混凝土輸送泵輸送能力大于攪拌能力的問題，我們安設(shè)了兩臺(tái)井下用混凝土攪拌機(jī)，攪拌機(jī)直接安設(shè)在混凝土輸送泵的攪拌輸送機(jī)上方，攪拌好的混凝土料可以直接進(jìn)入混凝土輸送泵，這樣兩臺(tái)輪流作業(yè)，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(xiàn)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(yīng)該比較廣泛，規(guī)格型號(hào)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(jīng)過廠家和施工單位的多方努力，最后都一一克服，成功得實(shí)現(xiàn)了混凝土輸送泵的連續(xù)、高效作業(yè)，圓滿地完成了西避難硐室的施工，輸送混凝土2000m3以上，實(shí)現(xiàn)了160多小時(shí)無堵管，取得了滿意的工業(yè)實(shí)驗(yàn)效果。
3、取得經(jīng)驗(yàn)
3.1 打水管路
在開始輸送混凝土前，管路必須先進(jìn)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(jìn)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(yán)格掌握混凝土配比
在輸送混凝土的時(shí)候，一定要掌握好比例，嚴(yán)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(yán)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(yè)的時(shí)候，一定要把管路和料斗中，殘留的混凝土料處理干凈，嚴(yán)格執(zhí)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(huì)造成堵管或者使管壁粗糙不平，增加混凝土輸送時(shí)的摩擦阻力。
論文關(guān)鍵詞：高墩大跨連續(xù)剛構(gòu),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(biāo)段K196+750處，全橋長870m，為95m+4×170m+95m六跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。
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(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)，采用C50混凝土,共計(jì)24410m，墩頂箱梁高9m，箱梁采用掛籃懸臂澆注法施工。在連續(xù)梁施工中采用拖泵來完成混凝土的輸送任務(wù)，主要采取單機(jī)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(shè)計(jì)
連續(xù)梁的混凝土性能必須滿足以下要求：高強(qiáng)度、高工作性、具有較高的耐久性、尺寸穩(wěn)定性，要滿足以上性能必須從原材料品質(zhì)、配合比優(yōu)化、施工工藝與質(zhì)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(jìn)行選擇：
a、選用優(yōu)質(zhì)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(duì)混凝土的性能影響較大，CS不僅對(duì)早期強(qiáng)度而且對(duì)后期強(qiáng)度發(fā)展均有貢獻(xiàn)；CS水化較慢，通常只對(duì)后期強(qiáng)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(yīng)性好否的關(guān)鍵，CA含量過高時(shí)，混凝土的流動(dòng)度的經(jīng)時(shí)損失很快。按有關(guān)文獻(xiàn)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(jīng)過對(duì)秦嶺水泥股份有限公司所產(chǎn)P.O52.5R水泥的物化調(diào)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(guān)技術(shù)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(dá)到所要求的工作性能的拌和水用量。目前國內(nèi)常用的類型主要有萘系及三聚氰胺系兩種，相對(duì)而言。萘系具有較高的減水率、三聚氰胺系對(duì)混凝土的流動(dòng)度保持能力相對(duì)較強(qiáng)；使用高效減水劑最需關(guān)注的是其與水泥適應(yīng)性問題。具體表現(xiàn)為混凝土的坍落度損失的快慢，在本項(xiàng)目中采用泵送工藝施工，更需考慮混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失。
我們經(jīng)過多方面的對(duì)比后擬選用山西黃河外加劑廠生產(chǎn)的UNF-3C緩凝高強(qiáng)減水劑，從生產(chǎn)源頭加強(qiáng)外加劑的質(zhì)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(fù)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(duì)秦嶺牌P.O52.5R水泥的實(shí)測減水率為27％～30％。
2.1.3集料：
a、粗集料：
配制高強(qiáng)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(jí)配必須采用連續(xù)級(jí)配且其針片狀顆粒含量越少越好，界面粘結(jié)性必須優(yōu)異。
我們?cè)趯?duì)銅川川口開采的碎石經(jīng)過多次試驗(yàn)，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合如下：該礦山石材抗壓強(qiáng)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(xì)集料：
選用細(xì)度模數(shù)中等偏粗的天然河砂。我們?cè)趯?duì)西安灞河開采的河砂經(jīng)過多次試驗(yàn)，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合如下：細(xì)度模數(shù)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(shè)計(jì)結(jié)果：
C50混凝土的配合比設(shè)計(jì)情況如表1所示：
表1混凝土配合比設(shè)計(jì)表
混凝土等級(jí)
理論配合比（kg/m3）
水膠比
坍落度（mm）
R7強(qiáng)度（Mpa）
R28強(qiáng)度（Mpa）
水泥
砂
碎石
水
外加劑
C50
485
722
1083
165
6.305
0.34
180～220
【關(guān)鍵詞】泵送混凝土；施工技術(shù)；施工問題；控制措施
0引言
隨著高層建筑的不斷涌現(xiàn)和大體積混凝土工程項(xiàng)目大量增加，傳統(tǒng)的塔吊、井架等運(yùn)輸方式已不能滿足工期、質(zhì)量的要求。混凝土輸送泵既能滿足垂直和水平運(yùn)輸?shù)囊螅帜艽罅枯斔突炷粒蚨玫綇V泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代施工的標(biāo)志，同時(shí)，與之配套的泵送混凝土施工工藝也成為科學(xué)組織施工的重要手段。但是，由于施工人員對(duì)該工藝缺乏系統(tǒng)的了解，錯(cuò)誤地將一些傳統(tǒng)操作方法不恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用到泵送施工中，致使施工質(zhì)量通病經(jīng)常發(fā)生，降低了施工效率，耽誤了工期，甚至導(dǎo)致質(zhì)量事故，需引起高度重視。
1泵送混凝土施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)
泵送混凝土施工是一種高效率、高質(zhì)量的施工工藝，這需要施工技術(shù)人員根據(jù)工程特點(diǎn)、工期要求、施工環(huán)境和施工條件，正確的選擇混凝土泵、泵車及輸送管道，并對(duì)混凝土泵的管道進(jìn)行科學(xué)布置，合理組織泵送混凝土施工，以求在保證質(zhì)量、工期的前提下取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。泵送混凝土的施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：
1.1 泵送混凝土的供應(yīng)
泵送施工前周密的組織泵送混凝土供應(yīng)，對(duì)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(jì)量、質(zhì)量控制、攪拌時(shí)間方面和普通混凝土相同。但泵送混凝土對(duì)所用集料的粒徑和級(jí)配要嚴(yán)格控制，防止粒徑過大造成堵管現(xiàn)象。混凝土拌制各種原材料的質(zhì)量必須符合配合比設(shè)計(jì)要求，拌制時(shí)除其投料順序符合有關(guān)規(guī)定外，粉煤灰宜與水泥同步，外加劑的添加應(yīng)符合配合比的設(shè)計(jì)要求， 且易滯后于水和水泥加入。
（2）泵送混凝土的運(yùn)輸。泵送混凝土的運(yùn)輸是泵送混凝土施工工藝的關(guān)鍵，要計(jì)算好運(yùn)輸車的臺(tái)數(shù)，要求選用的運(yùn)輸機(jī)具和方法要保證緊密配合施工進(jìn)度，確保混凝土的連續(xù)均勻供應(yīng)。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(xiàn)象。在運(yùn)輸過程中要保證混凝土不產(chǎn)生離析，這樣不僅能提高泵送質(zhì)量，還能防止泵管堵塞。運(yùn)輸延續(xù)時(shí)間要滿足外加劑的初凝時(shí)間，目前一般均采用混凝土運(yùn)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(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、要求的最大輸送距離、最大輸出量和混凝土澆筑計(jì)劃來確定。混凝土泵或泵車在現(xiàn)場的布置，要根據(jù)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(shè)置處應(yīng)場地平整，道路暢通，供料方便，距離澆筑地點(diǎn)近。在混凝土泵作業(yè)范圍內(nèi)，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(yīng)根據(jù)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(hào)，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(yīng)聯(lián)接牢固，密封、不漏漿。③管路布置應(yīng)滿足先澆最遠(yuǎn)處，然后依次拆管后退，減少泵送過程中接管影響作業(yè)。④要布置彎管的地方，盡量使用轉(zhuǎn)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(shè)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(chǎn)生離析而堵塞。
1.3 混凝土的泵送與澆筑
（1）泵送前的準(zhǔn)備工作。泵送前的準(zhǔn)備工作主要包括：模板和支撐的檢查；結(jié)構(gòu)鋼筋骨架的檢查；混凝土泵或泵車的位置；泵送混凝土的運(yùn)輸設(shè)備；泵送混凝土的運(yùn)輸延續(xù)時(shí)間；混凝土泵和輸送管路以及施工組織方面的準(zhǔn)備。
（2）混凝土的泵送和澆筑。泵送混凝土澆筑工藝比常態(tài)混凝土流動(dòng)性大，在振搗過程中骨料與水泥砂漿易產(chǎn)生不均勻分布，應(yīng)掌握其特殊性，對(duì)做好現(xiàn)場施工管理，以確保混凝土質(zhì)量，澆筑時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)：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(jié)構(gòu)混凝土?xí)r，不得在同一處連續(xù)布料，應(yīng)在 2～3m范圍內(nèi)水平移動(dòng)布料；④振搗泵送混凝土?xí)r，振動(dòng)棒移動(dòng)間距宜為40cm左右，振搗時(shí)間宜在15～30秒，不能一次性長時(shí)間振搗，覆蓋第二層混凝土前，再進(jìn)行第二次復(fù)振，既可以振搗密實(shí)，排除氣泡，又可防止過振產(chǎn)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(shí)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(yīng)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(dòng)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(fā)快、氣泡外溢造成新拌混凝土塌落度損失快。
（2）控制措施。調(diào)整混凝土外加劑配方，使其與水泥相適應(yīng)。施工前，務(wù)必做混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性試驗(yàn)；調(diào)整混凝土配合比，提高砂率、用水量，將混凝土初始塌落度調(diào)整到200mm以上；夏季高溫施工時(shí)，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(xiàn)沁水、離析問題
（1）原因分析。泵送混凝土出現(xiàn)此類問題的原因有：水泥細(xì)度大時(shí)，水泥中C3A含量低，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小，火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，摻Ⅰ級(jí)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(biāo)號(hào)水泥比高標(biāo)號(hào)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(xiàn)象；連續(xù)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(xiàn)沁水；超摻混凝土外加劑的混凝土易出現(xiàn)沁水、離析。
（2）控制措施。泵送混凝土出現(xiàn)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(jí)粉煤灰；采用連續(xù)級(jí)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(xiàn)抓底或板結(jié)的問題
（1）原因分析。嚴(yán)重泌水的混凝土易出現(xiàn)抓底或板結(jié)（粘鍋）；砂率小，混凝土易出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象；水泥用量大的混凝土易出現(xiàn)抓底現(xiàn)象；混凝土外加劑摻量大的混凝土易出現(xiàn)抓底現(xiàn)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(xiàn)抓底或板結(jié)現(xiàn)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(jié)語
混凝土的泵送施工方式與傳統(tǒng)的施工方式比較有明顯節(jié)約勞動(dòng)力、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、降低工程造價(jià)、提高施工進(jìn)度、保證工程質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、混凝土泵性能的提高，我國空前規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，需要新的施工技術(shù)支撐，這一切都為泵送混凝土的發(fā)展提供了非常有利的條件，泵送混凝土施工工藝也會(huì)有新飛躍發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵字：泵送混凝土；性能；影響因素
現(xiàn)代社會(huì)，混凝土被廣泛用于工業(yè)與民用建筑中，現(xiàn)代文明的許多特點(diǎn)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(yùn)輸方法基本分為輪軌式運(yùn)輸、吊罐、運(yùn)輸帶（溜槽）、泵送，而混凝土泵送運(yùn)輸?shù)仁┕に冉?jīng)成為現(xiàn)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(shù)發(fā)展的多樣化和設(shè)計(jì)施工復(fù)雜性的不斷提高，混凝土泵送施工過程中出現(xiàn)的各類問題愈發(fā)突出，本文分析思考影響泵送混凝土施工性能的相關(guān)因素。
一、水泥、石子、水等材料因素分析
（一）水泥作用
水泥、沙、細(xì)粉料一起混合會(huì)形成水泥漿體，這是混凝土實(shí)現(xiàn)可泵性有效條件。它會(huì)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(huì)形成良好的層。輸送的內(nèi)壁管有了效果。混凝土承受的重力大過輸送管內(nèi)壁和砂漿的摩擦力時(shí)，混凝土就會(huì)形成向前流動(dòng)力。為了有一個(gè)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(nèi)，形成很薄一層漿層。水泥的量適量最好。有實(shí)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(guān)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(jīng)驗(yàn)也證明.最好為260kg/m3以上。水泥要求，水泥的選擇，根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)需求，選擇合適型號(hào)的水泥。一般而言，水泥標(biāo)號(hào)越高，可配置的混凝土強(qiáng)度就會(huì)越高。水泥性能能滿足設(shè)計(jì)需求，當(dāng)質(zhì)量穩(wěn)定，強(qiáng)度量較大，混凝土材料摻合量就要少一些，尤其是進(jìn)行配置高強(qiáng)度混凝土?xí)r，這個(gè)要求會(huì)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(zhì)量，因此一般都會(huì)根據(jù)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(guān)系就很容易導(dǎo)致管道堵住。石子大小同顆粒大小有重要關(guān)系，尤其是同顆粒級(jí)配的關(guān)系，這決定混凝土泵送質(zhì)量。石子它的表面形狀、性質(zhì)也直接影響到混凝土拌合物流動(dòng)性，當(dāng)顆粒比較圓時(shí)，表面平滑類型的石子，它的空隙量會(huì)較少。使用包裹顆粒以及填充縫隙時(shí)就比較少。當(dāng)水泥含漿量一定時(shí)，混凝土流動(dòng)性會(huì)較好。石子的使用時(shí)有要求的，第一，根據(jù)施工規(guī)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(nèi)。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(nèi)。
（三）水影響
眾所周知，水是混凝土拌合物顆粒最為重要之聯(lián)系體，也是重要組成部分。水是水泥實(shí)現(xiàn)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(dòng)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(xì)粉料如果沒有加入水，就不會(huì)具備吸附能力。因此，水的加入會(huì)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(qū)域。使得管內(nèi)壓力傳遞不夠均勻。水具備流動(dòng)性會(huì)溜走，骨料和水泥也就會(huì)脫離而出。一般出現(xiàn)脫水有兩個(gè)負(fù)面影響。一是降低了混凝土流動(dòng)性，二是避免體出現(xiàn)流體問題，有效提高泵送效益。一般而言，水對(duì)水泥水化有重要影響，進(jìn)行泵送水泥制作中，有害的物質(zhì)摒除掉，尤其是影響混凝土凝結(jié)和硬化之有害物質(zhì)。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(huì)隨著泵送劑增加而增加，同時(shí)也是有最大值限制。加入的泵送劑會(huì)使得混凝土拌合物不會(huì)于離析現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，當(dāng)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(jīng)濟(jì)效益之外，還可以提高混凝土的流動(dòng)性，這有利于增加泵送功能。當(dāng)前的各種高效泵送劑已經(jīng)是混凝土泵送重要的部分，對(duì)混凝土泵送有重要影響。
（二）摻合料
摻合料在混凝土中時(shí)常被當(dāng)成粉煤灰，在混凝土配置中，加入一定數(shù)量粉煤灰摻合料之后，不僅可以提升混凝土內(nèi)聚性還可以提升混凝土流動(dòng)性。在混凝土泵送中，會(huì)逐漸降低其坍落度，延長混凝土凝結(jié)時(shí)間，降低泌水率出現(xiàn)。這過程使得泵送水平提高，提升了我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展水平。摻合料的使用是有技術(shù)要求的。應(yīng)該符合國家相關(guān)粉煤灰質(zhì)量需求，它作為活性摻合料使用，活性指標(biāo)不能低于國家相關(guān)規(guī)定，磨細(xì)度更是不能小于水泥細(xì)度。一些對(duì)混凝土有害的物質(zhì)，它使用量要求不能超過國家相關(guān)規(guī)定。同時(shí)，摻合物作為填充料被使用，應(yīng)該選擇需水量的材料，才能提高水泥泵送質(zhì)量。
三、泵送混凝土施工技術(shù)要求
第一，泵機(jī)操作技術(shù)人員，應(yīng)該要得到嚴(yán)格培訓(xùn)之后才能到施工現(xiàn)場進(jìn)行施工，考核合格之后持證上崗，這才能保障作業(yè)水平。第二，泵送之前，開機(jī)將水管濕潤后，再投入水泥砂漿。當(dāng)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(xù)輸送狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)供應(yīng)出現(xiàn)脫節(jié)后，不能連續(xù)泵送時(shí)，應(yīng)該立即停止輸送。每隔4分鐘到5分鐘時(shí)，停止泵正，啟動(dòng)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)沖程。將物料從管道中抽回進(jìn)行重新拌合，再直接輸入管道內(nèi)。第三，還需要同時(shí)開動(dòng)拌料器，攪拌大概3到4轉(zhuǎn)就可以，這能有效防止混凝土出現(xiàn)離析。在混凝土泵送中，注意停電，停水影響。要有應(yīng)急措施，設(shè)置好蓄水池和發(fā)電機(jī)，應(yīng)對(duì)停電。混凝土泵送過程中，要將料斗向內(nèi)填充混凝土，防止吸入空氣。一旦有空氣進(jìn)入，就應(yīng)該將泵機(jī)反轉(zhuǎn)，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(dòng)泵送程序。炎熱季節(jié)時(shí)，進(jìn)行泵送管道降溫保護(hù)，可以使用濕麻袋復(fù)蓋，不斷進(jìn)行淋水實(shí)現(xiàn)降溫。混凝土澆筑之后做好養(yǎng)護(hù)工作此外施工技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)、具體問題具體分析、發(fā)散思維制定科學(xué)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(shù)要求。
結(jié)束語
混凝土是由多個(gè)無機(jī)材料組份混合而成的一個(gè)有機(jī)且復(fù)雜整體。而混凝 土泵送工作流程又涵蓋了：材料、設(shè)備、環(huán)境、人員等多種因素，諸多因素均對(duì)這個(gè)相對(duì)復(fù)雜的整體產(chǎn)生內(nèi)在或外在的影響。歸根結(jié)底，人是影響這個(gè)系統(tǒng)工程中的核心所在。
此外，泵送混凝土過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。要符合《混凝土外加劑》、《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》《混凝土泵送劑》和《預(yù)拌混凝土》等國家現(xiàn)行規(guī)范需求。應(yīng)該滿足產(chǎn)品技術(shù)需求。才能保障泵送質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】高層建筑；超厚底板；大體積混凝土；施工技術(shù)
引言：本文主要是對(duì)高層建筑超厚底板大體積混凝土的施工技術(shù)進(jìn)行研究分析，進(jìn)而提出了以下內(nèi)容。
1.關(guān)于高層建筑超厚底板大體積混凝土施工特點(diǎn)
在基礎(chǔ)工程中大體積混凝土的數(shù)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(jìn)行澆筑，混凝土泵的型號(hào)選擇主要是根據(jù)單位時(shí)間所需要的建筑量以及泵送的距離。如果基礎(chǔ)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(shù)量可以根據(jù)下述公式進(jìn)行計(jì)算，重要的工程要配備備用泵。
在公式當(dāng)中N為混凝土泵，單位是臺(tái)；
Q主要是混凝土澆筑的數(shù)量，單位是小時(shí)每立方米；
QA主要是混凝土泵的實(shí)際平均輸出量，單位是小每立方米；
T主要是施工作業(yè)的時(shí)間，單位是小時(shí)。
供應(yīng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工用的商品混凝土.宜用混凝土攪拌運(yùn)輸車供應(yīng)。混凝土泵不應(yīng)間斷，宜連續(xù)供應(yīng)，以保證順利泵送。混凝土攪拌運(yùn)輸車的臺(tái)數(shù)按下式計(jì)算：
在上述公式當(dāng)中Ng主要是表示混凝土攪拌運(yùn)輸車的臺(tái)數(shù)；
Q`主要是表示混凝土泵車單位時(shí)間計(jì)劃泵送量，單位是小時(shí)每立方米；
QB主要是表示混凝土攪拌運(yùn)輸車的裝載量，單位立方米；
L主要是表示混凝土攪拌運(yùn)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(yùn)輸車的平均車速，單位是小時(shí)每千米；
T主要是表示往返一次內(nèi)的因裝料、卸料以及沖洗等的總停歇時(shí)間，單位是小時(shí)。
混凝土泵車能夠順利的進(jìn)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(xiàn)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(tái)混凝土攪拌運(yùn)輸車的場地，這樣能夠輪流的向泵車進(jìn)行供料，使調(diào)換供料時(shí)不至于出現(xiàn)停歇。如果商品混凝土工廠當(dāng)中的攪拌機(jī)以及混凝土攪拌運(yùn)輸車相對(duì)來說比較固定，那么可以簡化指揮進(jìn)行調(diào)度，進(jìn)而提高工作的效率。因?yàn)楸盟突炷辆哂兄鲃?dòng)性比較大的特點(diǎn)，如果基礎(chǔ)的厚度不是很大，多斜面分層循序推進(jìn)。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(yīng)混凝土泵送施工工藝。
混凝土的振搗也應(yīng)該要適應(yīng)斜面分層的澆筑工藝，通常是在每個(gè)斜面層的上部和下部各設(shè)置一道震動(dòng)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(shí)。下面的一道振動(dòng)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(jìn)，振動(dòng)器也要隨著跟上。
大流動(dòng)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(jīng)是預(yù)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(cè)膜底部預(yù)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(jìn)而被趕至基坑的頂部，經(jīng)過模板頂部的預(yù)留孔排出。在混凝土大坡面的坡腳接近頂端模板的時(shí)候，改變混凝土的澆筑方法，就是從頂端開始往回進(jìn)行澆筑，和原來斜坡相交稱為一個(gè)集水坑，另外有意識(shí)的加強(qiáng)兩側(cè)模板位置處的混凝土澆筑強(qiáng)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(shí)的進(jìn)行排除。這種方法基本上能夠排除最后階段的泌水。
2.關(guān)于鹼溫度裂縫的施工技術(shù)
在對(duì)大體積混凝土施工的過程中，對(duì)于溫度的監(jiān)測也是十分重要的，它能夠使有關(guān)人員及時(shí)的了解混凝土內(nèi)部的溫度變化情況，在必要時(shí)能夠采取事先考慮的有效措施，以此來反感知混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度裂縫。上述這些措施并不是孤立的，而是相互聯(lián)系以及相互制約的，必須要結(jié)合實(shí)際全面的考慮之后進(jìn)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?zé)嵩粗饕撬嗟乃療幔谑┕さ倪^程中應(yīng)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(jié)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(jìn)而水化熱減少了百分之二十八。
2.1利用混凝土的后期強(qiáng)度
經(jīng)過試驗(yàn)數(shù)據(jù)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(yīng)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(yīng)力以及建設(shè)產(chǎn)生溫度裂隙產(chǎn)生的可能性，根據(jù)結(jié)構(gòu)承受荷載的情況，可以采用f45、f60來代替f28作為混凝土設(shè)計(jì)的強(qiáng)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(guān)于參加外加劑
為了能夠滿足送到現(xiàn)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(huì)水化熱增大，進(jìn)而容易出現(xiàn)開裂，因此應(yīng)該要選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿?/p>
2.3摻加粉煤灰外摻料
經(jīng)過試驗(yàn)表明，在混凝土內(nèi)摻入一定數(shù)量的粉煤灰，因?yàn)榉勖夯揖哂兄欢ǔ潭鹊幕钚裕粌H僅能夠代替一部分水泥，同時(shí)粉煤灰的顆粒呈現(xiàn)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(qiáng)度具有著特性，初期是處在高溫的條件之下，強(qiáng)度增加的比較快以及高，但是后期的強(qiáng)度增加比較緩慢，這是因?yàn)楦邷貤l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(huì)慢慢的停止。摻加的粉煤灰能夠改善混凝土后期的強(qiáng)度，但是其早期抗拉強(qiáng)度以及早期極限拉伸值全部都有少量的降低。因此對(duì)早期抗裂要求比較高的工程，粉煤灰摻入量應(yīng)該要少一些，不然表面容易出現(xiàn)細(xì)微的裂痕。
2.5粗細(xì)骨料選擇
為了能夠達(dá)到預(yù)期的要求，同時(shí)也能夠發(fā)揮出水泥最有效的作用，粗骨料應(yīng)該要達(dá)到最佳的顆粒。對(duì)于途徑工程的大體積鋼筋混凝土粗骨料的規(guī)格通常要和結(jié)構(gòu)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(jù)自然連續(xù)級(jí)配的粗骨料配置混凝土。由于用連續(xù)級(jí)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(qiáng)度。
總結(jié)：在高層建筑過程中超厚底板是高層建筑結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)位置，同時(shí)也是高層建筑過程中的難點(diǎn)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(jìn)行，必須要根據(jù)工程的實(shí)際情況建立起有效的理論體系，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行解決。
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關(guān)鍵詞：高層；混凝土；配置；泵送；問題及措施
中圖分類號(hào)：TU75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、混凝土配制和輸運(yùn)概述
參考GBJ146-90標(biāo)準(zhǔn)中Ⅰ、Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)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(jié)時(shí)間延長，提升混凝土的理論強(qiáng)度和使用的耐久性；科學(xué)控制粗骨料連續(xù)級(jí)配，有效控制針片狀含量（
嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)預(yù)拌混凝土質(zhì)量控制的規(guī)定，確保混凝土的質(zhì)量，防止混凝土在澆筑施工中產(chǎn)生裂縫。混凝土原材料要求：水泥符合國家相關(guān)規(guī)定制備的，石子為級(jí)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(yīng)超過0.5，普通混凝土的初凝時(shí)間應(yīng)科學(xué)的控制在4小時(shí)-5小時(shí)左右，混凝土的科學(xué)配合比在正式生產(chǎn)前應(yīng)向監(jiān)理工程師和甲方項(xiàng)目負(fù)責(zé)人提交原材料合格的檢驗(yàn)報(bào)告并經(jīng)準(zhǔn)確審核簽字認(rèn)可，未經(jīng)審定的混凝土配合比報(bào)告不允許生產(chǎn)。
運(yùn)輸混凝土使用專有車輛運(yùn)輸，嚴(yán)格控制混凝土的運(yùn)輸時(shí)間。在混凝土輸運(yùn)過程中應(yīng)不斷攪拌混凝土，避免商用混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象，從而影響混凝土特有的性質(zhì)和混凝土強(qiáng)度。在施工現(xiàn)場，應(yīng)對(duì)輸運(yùn)的混凝土進(jìn)行坍落度檢驗(yàn)，并科學(xué)記錄，確保高層建筑施工澆筑的順利進(jìn)行，對(duì)混凝土運(yùn)輸時(shí)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(jiān)理單位代表的共同監(jiān)督、抽檢并簽字核實(shí)。
在高層施工材料和澆筑方法允許的條件下，應(yīng)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(yīng)控制在（150±10）mm左右，盡可能減少混凝土的泌水，并科學(xué)控制混凝土含氣量和初凝時(shí)間。施工監(jiān)理和技術(shù)人員應(yīng)重點(diǎn)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(yán)格按照試驗(yàn)中確定的配合比投料，并按照國家相關(guān)規(guī)定科學(xué)控制混凝土的水灰比和攪拌時(shí)間，并及時(shí)對(duì)砂子、碎石的含水率進(jìn)行測定，科學(xué)調(diào)整混凝土的需水量，從而有效控制混凝土的特性和強(qiáng)度要求。
二、高層混凝土的泵送施工技術(shù)
高層混凝土的泵送技術(shù)最早是在20世紀(jì)初由德國和美國提出的，并通過不斷的改進(jìn)和革新，使其泵送理論得到快速的發(fā)展。混凝土泵送施工技術(shù)是通過泵和管路，依靠壓力將混凝土輸送到施工澆筑區(qū)域的技術(shù)。高層泵送混凝土具有無噪聲、無粉塵、施工速度快、節(jié)省勞動(dòng)力、施工效率高、綜合施工費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，有效地改變傳統(tǒng)大面積澆筑的弊端和出現(xiàn)的問題。
輸送泵管道的布設(shè)應(yīng)做到鋪設(shè)路線短、彎道少、接頭嚴(yán)密，確保管路鋪設(shè)科學(xué)，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(zhì)、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(shù)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(tǒng)的吊斗式提升設(shè)備已經(jīng)無法滿足高層建筑施工混凝土的需求，泵送混凝土由此產(chǎn)生。混凝土泵送設(shè)備主要包括混凝土泵和配套的混凝土泵管。科學(xué)選擇混凝土輸送泵的型號(hào)、功率，確保輸送過程的安全并滿足混凝土澆筑強(qiáng)度要求等。混凝土泵的壓力過大或過小都會(huì)造成混凝土堵管的現(xiàn)象發(fā)生。泵輸送管道內(nèi)壁不干凈也會(huì)導(dǎo)致堵管；輸送泵的管線路太長，彎管太多，也會(huì)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(dāng)，致使混凝土停留時(shí)間過長，也會(huì)導(dǎo)致堵管的發(fā)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(jù)高層施工工程特點(diǎn)科學(xué)選擇合適的混凝土泵，并對(duì)現(xiàn)場施工人員進(jìn)行嚴(yán)格管理和專業(yè)培訓(xùn)；在混凝土輸送管連接時(shí)，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(shí)嚴(yán)格按照國家的相關(guān)規(guī)范連接、固定管路；在泵送高層混凝土澆筑施工時(shí)，應(yīng)先對(duì)輸送管路進(jìn)行清洗，確保器清潔，再進(jìn)行泵送混凝土施工。
3.2 高層混凝土的強(qiáng)度偏低及相關(guān)控制措施
在高層混凝土泵送或吊斗施工建設(shè)中，由于客觀因素常造成混凝土強(qiáng)度不夠，其中主要有：實(shí)際水灰比大于設(shè)計(jì)水灰比。便于泵送施工操作，混凝土實(shí)際用水量比理論設(shè)計(jì)用水量要大；混凝土中各成分的含水率發(fā)生變化，現(xiàn)場施工和監(jiān)理人員未及時(shí)、科學(xué)的調(diào)整；粗、細(xì)骨料質(zhì)量因素。混凝土制備中骨料級(jí)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(yǎng)護(hù)不好。
在高層混凝土澆筑過程中，施工監(jiān)理和施工技術(shù)人員應(yīng)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行全面的檢查，并積極落實(shí)施工技術(shù)保證措施、現(xiàn)場組織措施，并要求混凝土供方的施工交底，并嚴(yán)格執(zhí)行國家混凝土制備的相關(guān)規(guī)定：合理調(diào)度攪拌輸送時(shí)間，科學(xué)測量混凝土的坍落度；科學(xué)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(xué)、正確，確保混凝土澆筑的強(qiáng)度和性能。
結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)得到不斷的發(fā)展，使得泵送混凝土施工技術(shù)得到較大的發(fā)展和進(jìn)步，特別是高層建筑的施工建設(shè)，只有認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)施工中的問題，按照國家施工相關(guān)規(guī)范，并通過建筑實(shí)踐去認(rèn)識(shí)和解決，且通過對(duì)國內(nèi)外高層混凝土泵送施工技術(shù)的引進(jìn)、吸收，提升和完善我國高層混凝土施工技術(shù)。
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