遠(yuǎn)距離混凝土泵送施工技術(shù)及經(jīng)濟分析
混凝土是一種綜合性能優(yōu)良的傳統(tǒng)建筑材料,其經(jīng)濟性,可塑性和耐久性尤為突出。隨著社會的發(fā)展,無論是原材較,配合比,生產(chǎn)運輸,施工技術(shù)和質(zhì)量控制等方面都發(fā)生著深刻的變化。泵送混凝土已逐漸成為混凝土施工中一個常用的品種。它具有施工速度快,質(zhì)量好,節(jié)省人工,施工方便等特點。因此廣泛應(yīng)用于一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)混凝土、橋梁道路混凝土、大體積混凝土、高層建筑結(jié)構(gòu)混凝土等工程。它既可以作水平及垂直輸送也可用布料直接澆注。它要求混凝土不但要滿足設(shè)計強度、耐久性等,還要滿足管道輸送對混凝土拌合物的要求,即要求混凝土拌合物有良好的可泵性。本文就以深圳市與東莞市交界處的某大型住宅小區(qū)工程為例,就混凝土超遠(yuǎn)距離泵送施工進行初步技術(shù)探討和經(jīng)濟分析。
一、工程實例簡介
該大型住宅小區(qū)占地面積達(dá)18萬平方米,建筑面積達(dá)29.65平方米。混凝土總體積達(dá)9.6萬立方米。小區(qū)背山環(huán)水,環(huán)境優(yōu)雅,遠(yuǎn)離市區(qū),有如世外桃源。但同時離現(xiàn)有的商品混凝土攪拌站也較遠(yuǎn),而且路上經(jīng)常嚴(yán)重堵車,商品混凝土無法滿足施工及進度要求。在此情況下,建設(shè)方經(jīng)報請行政主管機關(guān)同意后,在施工區(qū)內(nèi)設(shè)置了現(xiàn)代化混凝土攪拌站,采用韶關(guān)建機廠1m3強制式攪拌主機、中晟建機公司整套電腦全自動套配料設(shè)備。并配套設(shè)置了一個三級實驗室,進行混凝土配合比的設(shè)計與常規(guī)質(zhì)量檢驗。
由于施工場地寬闊,邊長為397×453米,幢數(shù)達(dá)26幢之多。由多層(6層),小高層(12層)和高層(18層)組成。故此采用了中聯(lián)建機HBT6016110S(A)型和盛隆建機HBT60S16110(A)型共兩臺高壓拖掛式混凝土泵,在攪拌站直接泵送至澆筑現(xiàn)場。平均折算水平距離達(dá)757米,最遠(yuǎn)折算水平距離達(dá)1350米。
二、材料的選用
1、水泥:
A、水泥用量:在泵送混凝土中,水泥砂漿起著潤滑管壁和傳遞壓力的作用,當(dāng)水泥用量過少時,混凝土和易性差,阻力大,容易發(fā)生堵管。水泥用量過大,造價提高,而且不利于大體積混凝土施工,容易產(chǎn)生溫度裂縫。同時,水泥過多,混凝土粘性增強,泵送阻力隨之增大。《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》(JGJ55-2000)規(guī)定:在泵送混凝土中,水泥和礦物摻合料的總用量不宜少于300公斤/立方米。
B、水泥品種:水泥品種對混凝土的可泵性有一定的影響。由于礦渣水泥的保水性差,泌水大,本工程泵送距離遠(yuǎn),故不于采用。擬采用一般的普通硅酸鹽水泥。經(jīng)過公司采購部門的市場性價比調(diào)查,最后決定選用紅水河42.5R散裝水泥。
2、砂:采用在附近河道開采的中砂,含泥量不大于3%,氯離子含量不大于0.02%.0.315%毫米篩余不低于16%.
3、碎石:采用附近城建集團石場開采的公稱粒級為16-31.5mm石子,含泥量不大于1%.
4、粉煤灰:采用黃埔電廠風(fēng)選二級粉煤灰,細(xì)度(0.045mm方孔篩篩余)不大于20%,燒失量不大于8%.
5、泵送劑:采用建筑寶JZB-3型高效超塑化劑。含固量為40%,Na2SO4<3.0%,減水率≥18,并與紅水河42.5R水泥有良好的兼容性。
6、水:采用自來水。
三、混凝土配合比設(shè)計
1、混凝土的要求:強度標(biāo)號多樣,從C20-C40;耐久性,保證建設(shè)物使用壽命達(dá)70年以上;高流動性,即可適應(yīng)超遠(yuǎn)距離泵送;高工作性,即施工方便,易操作,經(jīng)過機械振搗后達(dá)到較高的密實度。
2、混凝土實驗室配合設(shè)計由以往施工經(jīng)驗得出混凝土在輸送管道中行進時,塌落度損失根據(jù)管道的長短可達(dá)10%-30%;依據(jù)混凝土配合比設(shè)計的基本原理與強度標(biāo)準(zhǔn)控制值,出廠塌落度初定為200-220mm,輸送管道出口塌落度初定為140-160mm.
經(jīng)再次試澆筑,該施工配合比在管道出口處塌落度基本保持在140-160mm之間,能較好地滿足施工的要求。現(xiàn)場留置的試塊按規(guī)定進行試壓,均達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。
四、混凝土泵送施工在混凝土泵送施工中,不合理的安放混凝土泵,不科學(xué)的布管,以及不嚴(yán)格的施工操作,都會造成大量的浪費和不必要的損失。所以,合理而科學(xué)的現(xiàn)場施工是非常必要的。
1、合理放置混凝土泵。一般情況下,如果現(xiàn)場條件允許,都應(yīng)將混凝土泵放置在建筑群的中間或周邊位置,這樣在施工過程中可以減少布管長度,縮短混凝土泵送行程,節(jié)省人力和時間。另外,混凝土泵用電功率較大,一定要保證用電充足,可靠接地。泵身安裝平穩(wěn)牢靠,地面硬實平整。
2、合理布管。正確的布管是保證順利進行泵送的必要條件,在布置時應(yīng)注意以下幾點:
a)施工前認(rèn)真進行配管設(shè)計,繪制布管簡圖,列出各種管件、連接件和配件的規(guī)格數(shù)量,提出清單。
b)要盡可能選擇最短距離來布置管路,必要時可以跨越或穿過障礙,跨越障礙需升高時應(yīng)在管路最高點設(shè)置放氣閥。
c)在同一條管路中盡可能使混凝土斷面保持不變,盡量不采用錐形管或彎管。
d)垂直向上配管時,宜使用地面水平管長度不小于垂直長度的1/4,一般不宜小于15m,并應(yīng)在混凝土泵出料口3m-6m處的輸送管根部設(shè)置截止閥,防止混凝土拌合物倒流。
e)傾斜向下配管時,應(yīng)在斜管上端設(shè)置氣閥,必要時可打開氣閥放入空氣,使管內(nèi)壓力平衡。向下配置的斜管底部應(yīng)有足夠長度的水平配管,以增強抵抗混凝土因自重可能下落的阻力,避免在管道中產(chǎn)生真空段。
f)配管時應(yīng)把新管配置在管路開始部分,因為該處壓力比較高。經(jīng)長期使用后泵管磨損較大,不要把這類管配置在泵壓較大的區(qū)間,不合要求的舊管不能使用。
g)配管如不能貼地布置,則應(yīng)在配管兩端設(shè)立。
h)南方夏季炎熱,施工時也應(yīng)在管上蓋上麻袋或草墊,并用冷水澆濕,防止高溫下混凝土坍落度損失過大造成堵管。
3、混凝土泵送。泵送工藝、管道安裝完畢檢查無誤后,泵工檢查電源及泵身各控制部分均處于正常狀態(tài)時,方可開機進行空運轉(zhuǎn)。
a)空轉(zhuǎn)正常后,應(yīng)選項泵送適量的水,潤濕混凝土的料斗、活塞及輸送管內(nèi)壁等直接與混凝土接觸的部位。
b)經(jīng)泵水確認(rèn)管道內(nèi)無異物后,應(yīng)泵送與混凝土內(nèi)砂漿成分相同的水泥砂漿,砂漿的量不要太多,能夠潤滑整個管道即可。
c)砂漿泵送完畢后,隨之應(yīng)馬上放入混凝土進行泵送,直至配管末端打出混凝土為止。
d)開始泵送時,混凝土泵應(yīng)處于慢速、均勻并隨時可反映泵的狀態(tài)。泵送速度應(yīng)先慢后快,逐步加速。同時應(yīng)觀察混凝土泵的壓力和各系統(tǒng)的工作情況。待各系統(tǒng)運轉(zhuǎn)順利后方可以正常速度進行泵送。
e)混凝土泵送應(yīng)連續(xù)進行。
f)在泵送過程中,應(yīng)隨時保持混凝土泵料斗中的混凝土量不低于吸料口,否則可能因吸入空氣而導(dǎo)致出口處出現(xiàn)混凝土噴濺傷人的現(xiàn)象。
g)當(dāng)輸送管被堵塞無法泵送時,應(yīng)采取下列方法排除:
a.重復(fù)進行正泵和反泵,逐步使堵塞部位的混凝土松動,實現(xiàn)可泵送。
b.用木錘連續(xù)敲擊,使之松動,再進行正反泵作業(yè),排除堵塞。當(dāng)上述兩種方法均無效時,應(yīng)首先反泵兩次卸壓,再將配管拆開,清除堵塞后,擰緊接頭方可重新泵送。
h)泵送結(jié)束后,應(yīng)將混凝土配管和料斗清洗干凈,最后,將混凝土泵各工作操比縱手桿全部打到停止位置,關(guān)掉總電源,上鎖后泵工方可離去。
五、質(zhì)量保證措施
?。?)準(zhǔn)確計量:在混凝土質(zhì)量控制的過程中,準(zhǔn)確計量是重中之重。特別是水的用量,一定要扣除砂、石的含水量,水膠比的誤差值低于是%.
?。?)清除梁、柱、基礎(chǔ)、坑槽內(nèi)積水:在施工前,沖洗鋼筋,潤濕模板等作業(yè)或下雨過后,在上述部位通常容易積水,當(dāng)混凝土流動至該部位時,就會因局部水膠比過大而出現(xiàn)強度驟降,不深過大時更可能出現(xiàn)離析水洗現(xiàn)象,而導(dǎo)致夾砂層、夾石層,所以積水必須清除干凈。
?。?)防止漏漿:由于混凝土流動性大,當(dāng)模板有大于2cm2后的孔洞時,極易造成漏漿。漏漿將使混凝土產(chǎn)生蜂窩、麻面,嚴(yán)得者引起局部疏松,造成強度喪失,必須打掉重新澆筑。
(4)防止浮漿過厚:機械振搗的方式與時間應(yīng)按施工手冊具體規(guī)定執(zhí)行,當(dāng)澆柱子、大體積基礎(chǔ)及梁體時,在施工末階段應(yīng)灑布碎石(清洗干凈的),以均衡骨科含量。當(dāng)浮漿析水時,還應(yīng)適當(dāng)加入適量同品牌同批號的水泥,改善水膠比。當(dāng)浮漿過厚,應(yīng)在下道工序前清除浮漿。
(5)加強養(yǎng)護由于摻入粉煤灰和塑化劑,故必須加強養(yǎng)護。特別是澆筑成型后14天內(nèi)應(yīng)保持濕潤狀態(tài),使粉煤灰與Ca(OH)2產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),形成膠凝組分,從而提高混凝土強度。
六、結(jié)論
混凝土的質(zhì)量是由多方面構(gòu)成的,從生產(chǎn)、運輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護,每個過程都將對其造成直接影響。故此應(yīng)加強控制。而輸送工藝的改進與革新,例如混凝土超遠(yuǎn)距離泵送施工工藝,技術(shù)上是可行的,而從經(jīng)濟上分析,能降低能耗,減少人工與機械投入,從而節(jié)約成本,提高功率。
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