遠(yuǎn)距離混凝土泵送施工技術(shù)及經(jīng)濟(jì)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(jì)性,可塑性和耐久性尤為突出。隨著社會(huì)的發(fā)展,無(wú)論是原材較,配合比,生產(chǎn)運(yùn)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(gè)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(diǎn)。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(jì)強(qiáng)度、耐久性等,還要滿足管道輸送對(duì)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(jìn)行初步技術(shù)探討和經(jīng)濟(jì)分析。
一、工程實(shí)例簡(jiǎn)介
該大型住宅小區(qū)占地面積達(dá)18萬(wàn)平方米,建筑面積達(dá)29.65平方米?;炷量傮w積達(dá)9.6萬(wàn)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(shí)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(chē),商品混凝土無(wú)法滿足施工及進(jìn)度要求。在此情況下,建設(shè)方經(jīng)報(bào)請(qǐng)行政主管機(jī)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(jī)廠1m3強(qiáng)制式攪拌主機(jī)、中晟建機(jī)公司整套電腦全自動(dòng)套配料設(shè)備。并配套設(shè)置了一個(gè)三級(jí)實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行混凝土配合比的設(shè)計(jì)與常規(guī)質(zhì)量檢驗(yàn)。
由于施工場(chǎng)地寬闊,邊長(zhǎng)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(jī)HBT6016110S(A)型和盛隆建機(jī)HBT60S16110(A)型共兩臺(tái)高壓拖掛式混凝土泵,在攪拌站直接泵送至澆筑現(xiàn)場(chǎng)。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(rùn)滑管壁和傳遞壓力的作用,當(dāng)水泥用量過(guò)少時(shí),混凝土和易性差,阻力大,容易發(fā)生堵管。水泥用量過(guò)大,造價(jià)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(shí),水泥過(guò)多,混凝土粘性增強(qiáng),泵送阻力隨之增大?!镀胀ɑ炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)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(duì)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(guò)公司采購(gòu)部門(mén)的市場(chǎng)性?xún)r(jià)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(kāi)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(tuán)石場(chǎng)開(kāi)采的公稱(chēng)粒級(jí)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(jí)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(lái)水。
三、混凝土配合比設(shè)計(jì)
1、混凝土的要求:強(qiáng)度標(biāo)號(hào)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(dòng)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(guò)機(jī)械振搗后達(dá)到較高的密實(shí)度。
2、混凝土實(shí)驗(yàn)室配合設(shè)計(jì)由以往施工經(jīng)驗(yàn)得出混凝土在輸送管道中行進(jìn)時(shí),塌落度損失根據(jù)管道的長(zhǎng)短可達(dá)10%-30%;依據(jù)混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本原理與強(qiáng)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?,F(xiàn)場(chǎng)留置的試塊按規(guī)定進(jìn)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(huì)造成大量的浪費(fèi)和不必要的損失。所以,合理而科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(guò)程中可以減少布管長(zhǎng)度,縮短混凝土泵送行程,節(jié)省人力和時(shí)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(shí)平整。
2、合理布管。正確的布管是保證順利進(jìn)行泵送的必要條件,在布置時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
a)施工前認(rèn)真進(jìn)行配管設(shè)計(jì),繪制布管簡(jiǎn)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(lái)布置管路,必要時(shí)可以跨越或穿過(guò)障礙,跨越障礙需升高時(shí)應(yīng)在管路最高點(diǎn)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(shí),宜使用地面水平管長(zhǎng)度不小于垂直長(zhǎng)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(shí),應(yīng)在斜管上端設(shè)置氣閥,必要時(shí)可打開(kāi)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(zhǎng)度的水平配管,以增強(qiáng)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(shí)應(yīng)把新管配置在管路開(kāi)始部分,因?yàn)樵撎帀毫Ρ容^高。經(jīng)長(zhǎng)期使用后泵管磨損較大,不要把這類(lèi)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(shí)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(guò)大造成堵管。
3、混凝土泵送。泵送工藝、管道安裝完畢檢查無(wú)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(shí),方可開(kāi)機(jī)進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)。
a)空轉(zhuǎn)正常后,應(yīng)選項(xiàng)泵送適量的水,潤(rùn)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(wú)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(rùn)滑整個(gè)管道即可。
c)砂漿泵送完畢后,隨之應(yīng)馬上放入混凝土進(jìn)行泵送,直至配管末端打出混凝土為止。
d)開(kāi)始泵送時(shí),混凝土泵應(yīng)處于慢速、均勻并隨時(shí)可反映泵的狀態(tài)。泵送速度應(yīng)先慢后快,逐步加速。同時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)順利后方可以正常速度進(jìn)行泵送。
e)混凝土泵送應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。
f)在泵送過(guò)程中,應(yīng)隨時(shí)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(wú)法泵送時(shí),應(yīng)采取下列方法排除:
a.重復(fù)進(jìn)行正泵和反泵,逐步使堵塞部位的混凝土松動(dòng),實(shí)現(xiàn)可泵送。
b.用木錘連續(xù)敲擊,使之松動(dòng),再進(jìn)行正反泵作業(yè),排除堵塞。當(dāng)上述兩種方法均無(wú)效時(shí),應(yīng)首先反泵兩次卸壓,再將配管拆開(kāi),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
(1)準(zhǔn)確計(jì)量:在混凝土質(zhì)量控制的過(guò)程中,準(zhǔn)確計(jì)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%.
(2)清除梁、柱、基礎(chǔ)、坑槽內(nèi)積水:在施工前,沖洗鋼筋,潤(rùn)濕模板等作業(yè)或下雨過(guò)后,在上述部位通常容易積水,當(dāng)混凝土流動(dòng)至該部位時(shí),就會(huì)因局部水膠比過(guò)大而出現(xiàn)強(qiáng)度驟降,不深過(guò)大時(shí)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(dòng)性大,當(dāng)模板有大于2cm2后的孔洞時(shí),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(qiáng)度喪失,必須打掉重新澆筑。
?。?)防止浮漿過(guò)厚:機(jī)械振搗的方式與時(shí)間應(yīng)按施工手冊(cè)具體規(guī)定執(zhí)行,當(dāng)澆柱子、大體積基礎(chǔ)及梁體時(shí),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(shí),還應(yīng)適當(dāng)加入適量同品牌同批號(hào)的水泥,改善水膠比。當(dāng)浮漿過(guò)厚,應(yīng)在下道工序前清除浮漿。
?。?)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)由于摻入粉煤灰和塑化劑,故必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。特別是澆筑成型后14天內(nèi)應(yīng)保持濕潤(rùn)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(qiáng)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(yùn)輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù),每個(gè)過(guò)程都將對(duì)其造成直接影響。故此應(yīng)加強(qiáng)控制。而輸送工藝的改進(jìn)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(jì)上分析,能降低能耗,減少人工與機(jī)械投入,從而節(jié)約成本,提高功率。
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