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关键词:混凝土泵车 臂架 运动仿真 Matlab/Simulink
中图分类号:TU646 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)01(c)-0038-02
混凝土泵车臂架系统是混凝土泵车输送混凝土的关键部件,也是混凝土泵车研究的热点。现在,混凝土泵车臂架系统正朝着更长、更轻、更灵活、更智能的方向发展。然而由于目前技术的限制,臂架系统研发,尤其是超长臂架系统的研发,周期长,费用高,效果差。对臂架系统三维数字设计模型进行仿真和分析,可以大大减少在实际工况下进行试验的代价,实现高效的系统设计,缩短研发周期。
1 系统设计
1.1 系统结构
仿真系统结构如图1所示。
(1)系统通过泵车遥控器发送臂架动作指令,遥控接收器收到指令,发送到CAN总线。
(2)运动控制器通过CAN总线,收到各臂架动作手柄信号,将其转化为臂架动作指令(转台旋转和各臂架油缸长度变化速度值),发送到CAN总线。
(3)工控机CAN接收卡通过CAN总线,收到臂架选择和各臂架油缸长度变化速度值,经过CAN数据接口,传递给Matlab仿真系统。
(4)Matlab系统采用Simulink仿真工具包,对臂架系统三维模型进行仿真和分析,模拟真实环境中臂架系统的工作状况,显示臂架运动三维仿真动画,和转台旋转角度、各臂架夹角、臂架末端点位置变化曲线,并将这些数值输出到CAN数据接口程序。
(5)运动控制器通过CAN总线,接收仿真值,并利用其进行其它程序的运算处理。
1.2 臂架系统建模
泵车臂架系统是由臂架、连杆、臂架油缸和连杆件等铰接而成的可折叠和展开的平面连杆机构,其结构见图2。
该系统采用Pro/Engineer建立臂架系统的三维模型,然后转化到Matlab系统中进行仿真,其过程见图3。
为了提高仿真速度和方便添加约束条件,仿真系统忽略了臂架和油缸的质量、形变和惯性,将其简化成刚体模型。
1.3 CAN数据接口
CAN数据接口功能就是通过Can数据接收卡和CAN总线,实现运动控制器和Matlab仿真系统之间的数据交换,其结构图见图4。
该CAN数据接口程序采用VC++编写,与Matlab之间的数据交换采用DDE方式。接口程序将转台转速和各臂架油缸长度变化速度值发送给Matlab仿真系统,又将仿真结果:转台转角、各臂架夹角、臂架末端点坐标,返回给运动控制器。
2 Matlab仿真
该系统采用Matlab软件仿真,因为Matlab仿真软件具有强大的矩阵运算功能、可靠的容错能力和广泛的符号运算能力。Simulink是Matlab软件的扩展,用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统。
其中,“SimMechanics Model”模块是从Pro/E中建立的臂架系统机械模型,可以通过Simulink直接调用。“jiaodu1”模块为S函数,实现Matlab与CAN数据接口之间数据交换:即获取转台旋转速度和各臂架油缸长度变化速度,并通过DDE客户端返回仿真结果。另外,该S函数也可以添加臂架动作约束条件,比如转台旋转角度-359°~359°,1臂最大角度90°,一臂和二臂最大夹角180°。
Matlab作为DDE客户机的工作过程如下:
(1)调用ddeinit函数与服务器建立对话,建立成功后返回一个通道号。以后的操作就是基于这个通道进行。
(2)调用ddadv函数请求建立热链。
(3)调用ddereq函数向服务器请求发送数据,返回值存为数矩阵;或者调用ddepoke函数向服务器发送数据。
(4)传输结束后,调用ddeterm函数请求撤销与服务器建立的热链接。
3 仿真效果
在计算机上运行CAN数据接口程序和Matlab仿真程序后,就可以看到臂架的三维模型,臂架旋转角度、曲线窗口。当拨动泵车遥控器手柄时,臂架的三维模型开始按照指令开始动作,各曲线窗口开始显示数值变化曲线。
臂架三维动画窗口如图5所示,通过窗口工具栏按钮,可以选择不同视角。
4 结语
(1)利用Matlab/Simulink动态仿真技术,根据混凝土泵车臂架系统的物理参数、形状特征、运动特点等真实地模拟了其三维运动过程,避免了大量的编程和计算工作,无须制造物理样机,用实体实验的方法来观察。它为混凝土泵车臂架系统提供了一个高效的研发途径,可以大大缩短研发周期,降低研发成本,具有推广应用价值。
(2)该仿真技术较传统设计方法更快捷、更高效,为臂架系统结构优化、应力分析、油缸受力分析、智能臂架、臂架防干涉、防倾翻等研究提供了一种有效的新思路,对混凝土泵车虚拟化样机研发也有重要参考价值。
(3)该仿真系统把臂架系统作为一个刚体,没有考虑到臂架和油缸的质量、形变、惯性和振动等因素的影响,因而和实际臂架运动还有一定差距,还有待于进一步研究和完善。
参考文献
[1] 易秀明,王尤毅.混凝土泵车[Z].三一学校培训教材,2011.
关键词:混凝土泵车;臂架振动;动态特性
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.099
0 引言
混凝土的泵送、浇筑等工作对于整个混凝土工程的质量具有重大而直接的影响作用,尤其是受到混凝土自身以及工程施工的影响,其对于时间、速度等要求比较高,特别是在许多大型的混凝土施工工程当中,通过积极运用混凝土泵车能够高效完成混凝土输送、浇注等工作,同时有效减少人力劳动耗损,进一步提升施工效率。但考虑到混凝土泵车中的臂架系统因其有着相对比较复杂的结构,同时常常因需要承受不同的力而产生振动,对泵车的整车性能造成一定影响。基于此,本文将通过简要谈谈混凝土泵车臂架系统的动态特性,希望能够为优化泵车臂架系统提供一定的帮助。
1 混凝土泵车臂架系统产生振动的原因
(1)泵送砼缸作业。在混凝土泵车当中,混凝土泵送砼缸负责向混凝土输送管压送混凝土使其能够达到实际浇注位置,而混凝土泵送砼缸一直处于循环交替的工作状态中,并且其每一次压送混凝土时,混凝土都会受到一种短暂的冲击力,人们也将这种短暂的冲击力称之为瞬态恒力。在时间不断积累增加之下,瞬态恒力的数量越来越多,数值也越来越大,导致混凝土泵车会产生一种类似脉动载荷并且其具有一定的周期性,进而在周期性的冲击力影响之下使得混凝土泵车臂架系统产生振动,尤其是当泵送砼缸工作频率,与臂架系统低阶固有频率相接近甚至是保持一致时,会引发共振情况[1]。
(2)砼的摩擦阻力。混凝土被压送至输送管内,并非始终保持稳定、相同的流速,譬如说在弯管位置处混凝土会受到一定阻力,而在这一阻力的影响之下混凝土的流速将发生变化,此时在混凝土输送管弯位置处,混凝土原本需要受到的压力也发生了一定程度的变化,在同时发生变化的混凝土流速与压力影响之下,会在管壁位置处形成冲击力。而受到周期作业的混凝土泵送影响,管壁在周期内也会一直受到冲击力的影响[2]。
(3)受冲击力影响。从空间上来看,泵车臂架系统位于软管以及出料口位置处的输送管道保持直角形态,因此当混凝土流经此处时,不仅流速将发生巨大变化,使得混凝土难以保持稳定、均匀的速度流出出料口。而泵车臂架系统在这一位置处产生的作用力频率与泵送砼缸的作业频率基本一致。混凝土流经出料口软管位置处产生的摩擦力及其自身重量共同构成了泵车臂架系统需要承受的载荷,进而导致其出现振动情况。
2 混凝土泵车臂架系统承受载荷分析
(1)加载摩擦力。在分析混凝土从匀速压送至输送管到最后准确到达浇注点的时间段内,泵车臂架系统振动情况的过程当中,需要在托架的20个节点位置处加载位于这一时间段内的摩擦力,也就是通过利用相邻两个输送管托架的距离除以混凝土流速,得到混凝土流经这两个托架所用时间,同时在相应位置节点出加载在该时间段内混凝土输送管道受到的摩擦力,在改变该段输送管密度之后即可求得混凝土在第20个节点位置处加载在水平方向上臂架系统末端软管的载荷[3]。
(2)输送管密度。为更好地完成重力加载,需要对输送管以及混凝土的等效密度进行改变,考虑到混凝土泵送的最大密度值为2.4×103kg/m3,因此如果将混凝土以及输送管密度分别用ρc和ρp表示,二者的等效密度用ρ表示,而在单位长度内输送管体积与混凝土体积分别用Vp和Vc表示,则有公式 。
3 混凝土泵车臂架系统振动的动态特性
混凝土泵车上的混凝土排量与换向频率相对应,而本文在分析混凝土泵车臂架系统振动动态特性时选用最为常见的混凝土排量,即120m3/h,这主要是由于在这一排量下混凝土送油缸工作频率基本等同于臂架系统的一阶频率,会在一定程度上导致泵车臂架系统出现振动。为了更好地进行研究,本文将臂架的展开方向设为X轴、垂直方向设为Y轴,而Z轴与XY水平面相垂直。由于臂架系统Y轴往往会在泵送混凝土时产生脉动载荷,进而出现振动情况因此通过Y向位移情况我们可以对臂架系统的振动程度进行科学判断。以臂架系统末端某节点为例,通过测量其速度、位移以及加速度我们可以得知该节点在X轴和Z轴上的位移、速度与加速度均发生一定变化,但变化幅度非常小,几乎不会影响臂架系统的振动。而在检测过程中我们发现观测点在Y轴方向上发生了明显的位移、速度与加速度变化,但在六十秒之后则再次回归稳定状态,其中在3.4米左右的Y向位移有着比较稳定的振幅。因此我们可以认为在启动泵车送砼缸到其保持稳定的过程当中,泵车发生了明显振动且其振动程度比较激烈,需要得到有关人员的注意,通过对这一振幅数值进行有效控制,从而有效缓解泵车臂架系统的振动现象[4]。
4 结论
总而言之,本文通过对混凝土泵车臂架系统进行分析研究,了解到由于送砼缸反复的循环作业,加上混凝土自身的摩擦力和弯管位置以及臂架系统末端出料口位置处会受到冲击力的影响,进而导致混凝土泵车臂架系统产生振动。而在此基础之上,本文进一步分析了泵车臂架系统需要承受的载荷,并结合具体工况了解到臂架系统末端的观测点在水平方向的位移、速度等均发生了一定的变化,但由于变化幅度比较小并未对混凝土泵车臂架系y的振动造成实质性影响,但其在垂直方向上则产生了明显的变化,在位移至3.4米之后振幅则趋于稳定。
参考文献:
[1]陈栋,王刚,谢秀芬.混凝土泵车臂架振动的动态特性[J].机械设计与研究,2014(04):92-95.
[2]黄毅,郭岗,邝昊,张彬.混凝土泵车臂架系统动力学分析及预测[J].机械强度,2015(02):300-304.
近几年来,随着我国的综合国力的不断增强,人民的生活水平也越来越高。衣食住行由粗变细,由糙至精。对交通行业的要求也越来越高了。以前的三级公路、盘山公路已无法满足现有的行车要求,大量的一、二级公路、高速公路、大型高架桥梁及大型涵洞已深入人心。
在公路施工中,除沥青路面外,还有大量的混凝土工程,如桥梁和涵洞,以前大多采用现场人工搅拌、人工浇注、用人拉、用车推,耗时费力又占用大量场地,现在多采用商品混凝土施工,现场设砼泵泵送,快捷又方便,节省大量人工和场地。
但是在砼送施工中,不合理的安放混凝土、泵不科学的布管,以及不严格的施工操作,都会造成大量的浪费和不必要的损失。所以说合理的,科学的现场施工是非常必要的。
首先,确定所需混凝土泵的规格,桥梁施工多采用小粒径骨料,所以应采用S阀型混凝土泵,涵洞施工的骨料粒径较大,则应选用闸板阀混凝土泵。另外,泵送速度不应小于每小时四十立方。否则在大方量施工时,会延长施工时间,造成浪费。论文参考网。
其次,合理放置混凝土泵,一般情况下,如果现场条件允许,都应将混凝土泵放置在桥梁的中间位置,这样在施工过程中可以减少布管长度,缩短混凝土泵送行程,节省人力和时间。另外,混凝土泵用电功率较大,一定要保证供电充足,可靠接地。泵身安装平稳,牢靠,地面硬实平整。
第三、合理布管,正确的布管是保证顺利进行泵送的必要条件,在布置时应注意以下几点:
1、施工前应认真进行配管设计,绘制布管简图列出各种管件,连接件的配件的规格数量,提出清单;
2、要尽可能选择最短距离来布置管路,必要时可以跨越或穿过障碍,跨越障碍需升高时就在管路最高点设置放气阀;
3、在同一条管路中尽可能使混凝土断面保持不变,尽量不采用锥形管或弯管;
4、垂直向上配管时,宜使地面水平管长度不小于垂直长度的1/4,一般不宜小于15M,并应在混凝土泵出料口3-6M处的输送管根部设置截止阀,防止混凝土拌和物倒流;
5、倾斜向下配管时,应在斜管上端设置气阀,必要时可打开气阀放入空气。使管内压力平衡。向下配置的斜管底部应有足够长度的水平配管,以增强抵抗混凝土因自重可能下落的阻力,避免在管道中产生真空段;
6、配管时应把新管配置在管路开始部分,因为该处压力比较高。经长期使用后泵管磨损较大,不要把这类配置在泵压较大的区间,不合要求的旧管不要使用;
7、配管如不能贴地布置,则应在配管两端设立支架,多采用脚手架支撑,弯管处及锥管处支架应用混凝土固定;
8、寒冷地区施工时,泵管应盖上保温材料,如草垫等,炎热时施工也应在管上盖上草垫并用冷水浇湿,防止高温下混凝土坍落度损失过大造成堵管。
第四、泵送工艺、管道安装完毕经检查无误后,泵工检查电源及泵身各控制部分均处于正常状态时,方可开机进行空运转。
1、空转正常后,应先泵送适量的水,润湿混凝土的料斗,活塞及输送管内壁等直接与混凝土接触的部位;
2、经泵水确认管道内无异物后,应泵送与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆。砂浆的量不要太多,能够整个管道为宜;
3、砂浆泵送完毕后,随之应马上放入混凝土进行泵送,直至配管末端打出混凝土为止;
4、开始泵送时,混凝土泵应处于慢速,均匀并随时可反泵的状态。泵送速度应先慢后快,逐步加速。论文参考网。同时应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况。论文参考网。待各系统运转顺利后方可以正常速度泵送;
5、混凝土泵送应连续进行。如必须中断时,其中断时间不得超过半小时、早强和速凝混凝土不能使用砼泵泵送。水泥不能采用矿渣水泥,一律应采用硅酸盐水泥,用量不得少于每方300公斤,砼塌落度不应小于8CM不大于20CM,在16-18之间为最佳;
6、泵送混凝土时,活塞应保持最大行程;
7、泵送混凝土时,水箱或活塞清洗室中应经常充满水;
8、混凝土泵送过程中若需新接管道,则仍需预先用水泥砂浆管道内壁;
9、在泵送过程中,应随时保持砼泵料斗中的混凝土量不低于吸料口,否则可能因吸入空气而导致出口处混凝土喷溅伤人;
10、当混凝土泵出现压力升高且不稳定,油温升高,输送管明显振动等现象而泵送困难时,不得强行泵送,并应立即查明原因,采取措施排除;
11、当输送管被堵塞无法泵送时,应采取下列方法排除:
a、重复进行正泵和反泵,逐步使堵塞部位的混凝土松动,实现可泵送;
b、用木锤敲击配管,找到声音最沉闷处,即为堵管处,然后用木锤连续敲击,使之松动,再进行正反泵作业,排除堵塞;
C、当上述两种方法均无效时,应首先反泵两次卸压,再将配管拆开,清除堵塞后,拧紧接头方可重新泵送;
12、混凝土泵如需较长时间中断泵送,可采取以下措施以避免因中断时间过长而造成的堵塞:
⑴泵车可利用臂架将混凝土泵入料斗,进行慢速间歇循环泵送;
⑵拖泵可利用混凝土搅拌车中的料,进行慢反泵和正泵;
13、泵送结束后,应将混凝土配管和料斗清洗干净,空机运转15分钟,使各转动部分得到充分的;
最后,将砼泵各工作操纵手杆全部打到停止位置,关掉总电源,上锁后泵工方可离去。冬季施工时,要将水泵的所有阀门打开,放尽水后,才可离去,地上残余废料及污水由建筑方负责清理干净。
主要参考资料
关键词:高层建筑 泵送混凝土 浇筑技术
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
高层泵送混凝土浇筑的要求:1、在保证混凝土质量的情况下,确保混凝土的工作性;2、泵送设备的性能(包括泵机、泵管、布料机等)3、混凝土泵送的组织。
一、混凝土的工作性能
混凝土浇筑时的工作性能主要包括和易性、流动性和保水性,目前普遍采用的评价指标为坍落度。
因高层建筑的竖向结构(墙、柱等)钢筋较密,为保证混凝土能在振捣下充满模板,故泵送混凝土出口处的坍落度不宜小于150mm,且具有良好的和易性和保水性。和易性主要通过目测,目测浆体应将石子包裹,石子不露出、不散开;若混凝土喷出一半就散开,说明和易性不好。若喷到地面时砂浆飞溅严重,说明坍落度太大。
由于混凝土在运输过程中及泵管内输送时,坍落度会有一定的损失,故混凝土完成预拌运出搅拌站时、混凝土入泵时的坍落度应适当大于泵管出口处的坍落度。具体大小要根据具体情况而定,如搅拌站与工地的距离、施工时的温度和湿度、工地现场管道的布置方式(管道长度、泵送高度、转弯的个数等)。坍落度损失较大时,应适当加大入泵的坍落度。
二、混凝土的泵送
2.1泵机
混凝土泵机分为车载式和固定式。因车载式泵机所配置的移动布料杆长度最多约为40余米,故高层建筑混凝土浇筑都采用固定式泵机。
混凝土泵按构造原理可分为挤压式和柱塞式两种。高层建筑混凝土泵送一般采用柱塞式混凝土泵机。该型泵机的优点是工作压力大,排量大,输送距离长。泵机的压力一般可达5MPa,水平输送距离达600m,垂直输送距离为150m,高压泵的压力可达19MPa,垂直输送距离达250m。混凝土缸筒的使用寿命可达50000m3。
2.2管道的选择和布置
混凝土输送管是由无缝钢管制成。高层建筑泵送混凝土一般采用6~8mm厚壁管。管径常用100mm,125mm,150mm三种,常用的管长有0.5m,1.0m,3.0m等。除钢管外,还有出口处用的软管,以利混凝土浇筑和布料。
泵机和管道的布置应按施工组织方案进行,一般须注意以下几点:
①泵机的布置位置应选择在基础稳固、周边开阔有利于混凝土运输车开行和停靠的地方。泵管也应置于稳固的钢管支架上,有需要的地方还应加垫枕木以减少震动。
②垂直管的位置,应选择与泵机较短的直线水平距离,该距离不宜小于泵送高度的l/4且一般不小于20m。建筑结构上为垂直管留设的孔洞应选取在结构受力较小的板上,有必要的还须在洞口周边采取结构加强措施。
③弯管与垂直管应与建筑结构每3m紧固连接,不得有颤动或晃动,否则影响泵送效果。
④泵管的管径变化,一般宜从150—125—100逐步过渡,采用变径管相连,变径管的过渡长度分别不宜小于500mm和1500mm。
⑤逆流阀宜装在离泵机出口5m左右的水平管道上;
2.3混凝土布料机
混凝土布粒杆是混凝土输送至浇筑面时,为方便摊铺混凝土并浇灌入模的一种专用设备,按构造分为移置式布料杆、固定式布料杆和泵车附装布料杆等。
移置式布料杆被广泛用于高层建筑的混凝土浇筑施工。该种布料杆可置于混凝土浇筑工作楼层上,它由两节臂架输送管、转动支座、平衡臂、平衡重、底架及支腿组成。它具有构造简单、人力操纵,使用方便和造价低等优点。由于移置式布料杆重量小、结构简单,可用塔吊移至不同的施工部位,非常适合于多栋高层建筑流水作业的需要。
固定式布料杆可装设在建筑物内部电梯井处或安装于建筑物的,随施工进度逐层向上爬升,可用于安装了整体提升式脚手架的高层建筑。
泵车附装布料杆垂直输送高度一般不超过30m,仅用于基础及30m以下的建筑结构混凝土施工。
三、高层建筑泵送混凝土的组织
3.1混凝土的生产和运输
为保证混凝土能顺利泵送,一般在商品混凝土搅拌站生产混凝土,然后用混凝土搅拌运输车进行运送至施工工地进行浇注。
应结合施工工地与混凝土搅拌站的距离、运输时间、泵机的泵送速度等合理安排混凝土的生产速度、运输车辆的数量等。搅拌站应与工地保持密切联系,保证混凝土浇筑的连续进行,做到“不掉车、不压车”。
为防止混凝土坍落度变化过大,一般要求混凝土从搅拌后120min内浇注完毕。
3.2泵送的准备及注意事项
在浇筑混凝土前,必须完成之前各项工序(钢筋、模板等)的检查,避免出现混凝土到场后迟迟不能开始浇筑的情况。
泵送前,应检查泵机、泵管的连接状况,保证泵机、泵管的安装稳固牢靠。布料机的安装位置下方应采取加强支撑措施,防止混凝土浇筑时动荷载过大影响模板支撑体系的稳定。泵管端头处应连接软管,软管前不得再接钢管,以防止软管压力过大而爆管。
泵送前,应先接通电源,用水泵机和输送管道,同时检查泵机是否工作正常,泵机、泵管及连接位置是否有密封不严、漏水的情况,一旦发现必须立即更换破损泵管、胶圈等,防止在泵送混凝土时发生意外。之后,用水泥浆或水泥砂浆泵机和输送管道以减少泵送阻力,润管用的水泥浆或水泥砂浆应均匀摊开在墙、柱根部,不得集中在一处入模。
泵机料斗上要装一个隔离大石块的钢筋网,派专人看守,发现大块应立即拣出,防止堵管。
泵送时,泵机操作员应与工作面的浇筑人员通过对讲机保持通话,随时根据情况调整泵送或停机状态,防止出现意外。
泵送须连续进行,如不能连续供料时,可降低泵送速度,料斗中要有足够的混凝土,以防吸入空气造成阻塞。如需长时间停泵,应每隔2-3min使泵启动,进行数次正泵、反泵的动作,同时开动料斗中的搅拌器,使之运转一会,以防混凝土凝固离析。
如出现堵泵现象,可采取反泵的方法,将管道内的混凝土抽回料斗,适当搅拌,必要时,加少量水泥浆拌和,再重新泵送。如反复几次无效,则应找到管道堵塞的位置,拆卸清除后出料。
泵送结束后,及时清洗泵和管道。如主体结构未封顶,其后将继续进行混凝土泵送,则可不拆除垂直泵管,可仅将水平管拆除即可。
通过上述技术要求和施工组织,基本能满足200m及以下高层建筑混凝土浇筑的需求。但对200m以上的超高层建筑(如电视塔)的混凝土泵送技术,还需结合高压力泵机设备、轻质混凝土等方面的研究予以解决。
参考文献
【关键词】泵送;混凝土;施工;工艺
近年来,混凝土集中拌合及泵送施工技术发展很快,并已迅速在高层建筑、桥梁建设等工程中广泛应用。经试验和工程实践证明,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,而且要有连续的施工工艺,对混凝土泵输送管道的选择布置、拌制和运输、泵送与浇筑等要求较高。本文对泵送混凝土各种原材料、配合比、质量控制等方面提出了一些要求与同行共同探讨。
1 泵送混凝土的原材料和配合比
1.1 泵送混凝土的原材料
(1)水泥应为符合国家现行标准的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。
(2)粗骨料应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。粗骨料应采用连续级配,针片状颗粒含量不宜大于10%。
(3)细骨料应符合国家现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。细骨料宜采用中砂,通过0.315mm筛孔的砂,不应少于15%。
(4)饮用水均可用于泵送混凝土施工。
(5)外加剂应符合国家现行标准《混凝土外加剂》、《混凝土外加剂应用技术规范》、《混凝土泵送剂》等有关规定。
(6)泵送混凝土宜掺适量粉煤灰,并应符合国家现行标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》等有关规定。
(7)泵送混凝土的粗骨料最大粒径与输送管径之比:泵送高度在50m以下时,对碎石不宜大于1∶3,对卵石不宜大于1∶2∶5;泵送高度在50~100m时,宜在1∶3~1∶4;泵送高度在100m以上时,宜在1∶4~1∶5。
1.2 泵送混凝土配合比设计
(1)泵送混凝土配合比设计,应符合国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》等有关规定。并应根据混凝土原材料、运输距离、泵送设备、混凝土输送管径、泵送距离、气温等具体施工条件试配。必要时,应通过试泵送确定泵送混凝土配合比。
泵送混凝土必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求,同时应使混凝土满足可泵性要求。
(2)泵送混凝土的坍落度,对不同泵送高度,入泵时混凝土的坍落度,可按表1选用。混凝土经时坍落度损失值,可按表2确定。
表1 不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值
表2 混凝土经时坍落度损失值
泵送混凝土的水灰比宜为0.4~0.6。
泵送混凝土的砂率宜为38%~45%。
泵送混凝土的最小水泥用量宜为300kg/m3。
2 泵送混凝土的拌制和运输
(1)泵送混凝土的拌制和运输,应符合国家现行有关标准的要求。并应根据施工进度需要,编制泵送混凝土供应计划,加强通讯联络、调度,确保连续均匀供料。
(2)拌制泵送混凝土,应严格按设计配合比对各种原材料进行计量,并应符合国家现行标准和有关规定。
(3)泵送混凝土宜采用搅拌运输车运送。且混凝土运输车的数量应满足工程的需要,确保混凝土浇筑连续作业。
(4)混凝土拌合物运输时间限制可按国家现行标准和有关规定执行。
表3 泵送混凝土拌合物运输时间限制
3 混凝土泵送设备及管道的选择与布置
(1)混凝土泵的选型,应根据混凝土工程特点、要求的最大输送距离、最大输出量及混凝土浇筑计划确定。
(2)混凝土泵的数量,可根据混凝土浇筑数量、单机的实际平均输出量和施工作业时间计算。一般情况下,除根据计算确定外,宜有备用数量。
(3)混凝土泵设置处,应场地平整坚实,道路畅通,供料方便,距离浇筑地点近,便于配管,接近排水设施和供水、供电方便。在混凝土泵的作业范围内,不得有高压线等障碍物。
(4)当高层建筑采用接力泵泵送混凝土时,接力泵的设置位置应使上、下泵的输送能力匹配。设置接力泵的楼面应验算其结构所能承受的荷载,必要时应采取加固措施。
(5)应根据工程结构特点、施工工艺、布料要求和配管情况等,选择布料设备。
(6)应根据结构平面尺寸、配管情况和布料杆长度,布置布料设备,且其应能覆盖整个结构平面,并能均匀、迅速地进行布料。
4 混凝土的泵送与浇筑
4.1 一般规定
(1)模板的设计和保护,应符合下列规定:
设计模板时,必须根据泵送混凝土对模板侧压力大的特点,确保模板和支架有足够的强度、刚度和稳定性;
布料设备不得碰撞或直接搁置在模板上,手动布料杆下的模板和支架应加固。
(2)钢筋骨架的保护,应符合下列规定:
手动布料杆应设钢支架架空,不得直接支承在钢筋骨架上;
板和块体结构的水平钢筋骨架(网),应设置足够的钢筋撑脚或钢支架。钢筋骨架重要节点宜采取加固措施;
混凝土泵送施工时,应规定联络信号和配备通讯设备,可采用有线或无线通讯设备等进行混凝土泵、运输车和搅拌站与浇筑地点之间的通讯联络。
4.2 混凝土的泵送
(1)混凝土泵的操作人员必须经过专门培训合格后,方可上岗独立操作。
(2)混凝土泵启动后,应先泵送适量水以湿润混凝土泵直接与混凝土接触部位。
(3)经泵送水检查,确认混凝土泵和输送管中无异物后,再应采用下列方法之一混凝土泵和输送管内壁。
泵送水泥浆;
泵送1∶2水泥砂浆;
泵送与混凝土内除粗骨料外的其他成份相同配合比的水泥砂浆。用的水泥浆或水泥砂浆应分散布料,不得集中浇筑在同一处。
(4)混凝土泵送应连续进行。如必须中断时,其中断时间不得超过混凝土从搅拌至浇筑完毕所允许的延续时间。
(5)混凝土泵送即将结束前,应正确计算尚需用的混凝土数量,并应及时告知混凝土搅拌站。
(6)当多台混凝土泵同时泵送或与其他输送方法组合输送混凝土时,应预先规定各自的输送能力、浇筑区域和浇筑顺序。并应分工明确、互相配合、统一指挥。
4.3 泵送混凝土的浇筑
(1)应根据工程结构特点、平面形状和几何尺寸、混凝土供应和泵送设备能力、劳动力和管理能力,以及周围场地大小等条件,预先划分好混凝土浇筑区域。
(2)混凝土的浇筑顺序,应符合下列规定:
当采用输送管输送混凝土时,应由远而近浇筑;
同一区域的混凝土,应按先竖向结构后水平结构的顺序,分层连续浇筑;
当不允许留施工缝时,区域之间、上下层之间的混凝土浇筑间歇时间,不得超过混凝土初凝时间;
当下层混凝土初凝后,浇筑上层混凝土时,应先按留施工缝的规定处理。
(3)混凝土的布料方法,应符合下列规定:
在浇筑竖向结构混凝土时,布料设备的出口离模板内侧面不应小于50mm,且不得向模板内侧面直冲布料,也不得直冲钢筋骨架;
浇筑水平结构混凝土时,不得在同一处连续布料,应在2~3m范围内水平移动布料,且宜垂直于模板布料。
(4)混凝土浇筑分层厚度,宜为300~500mm。当水平结构的混凝土浇筑厚度超过500mm时,可按1∶6~1∶10坡度分层浇筑,且上层混凝土,应超前覆盖下层混凝土500mm以上。
(5)振捣泵送混凝土时,振动棒移动间距宜为400mm左右,振捣时间宜为15~30s,且隔20~30min后,进行第二次复振。
(6)对于有预留洞、预埋件和钢筋太密的部位,应预先制订技术措施,确保顺利布料和振捣密实。在浇筑混凝土时,应经常观察,当发现混凝土有不密实等现象,应立即采取措施予以纠正。
5 泵送混凝土质量控制
(1)泵送混凝土原材料应按相应标准的规定进行试验,经检验合格后,方可使用。
(2)泵送混凝土的可泵性,应满足泵送要求;同时,混凝土强度应符合国家现行有关标准的规定。
(3)当混凝土发生可泵性差,出现泌水、离析,难以泵送和浇灌时,应立即对配合比、混凝土泵、配管、泵送工艺等重新进行研究,并采取相应措施。
(4)应结合施工现场具体情况,建立质量控制制度,对材料、设备、泵送工艺、混凝土强度等进行系统的科学管理。
6 结束语
(1)由于各施工现场机械、材料、人工、方法、环境等方面的不同,泵送混凝土还要结合施工现场的实际,严格执行泵送混凝土的有关规定,采取可行的方法施工。
(2)泵送混凝土在冬季拌制时,应制定冬季施工方案、采取冬季施工措施;高温季节施工,宜对混凝土的各种材料、各类设备采取遮阴、围盖和喷水冷却等方法处理,直至满足混凝土施工的相关规范要求。
【参考文献】
[1]JGJ55-2002 普通混凝土配合比设计规程[S].
[2]JGJ/T10-95 混凝土泵送技术规程[S].
关键词:混凝土;泵送;施工;质量控制
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
0 引 言
混凝土是一种综合性能优良的传统建筑材料,其经济性,可塑性和耐久性尤为突出。泵送混凝土已 逐渐成为混凝土施工中一个常用的品种。它具有施工速度快,质量好,节省人工,施工方便等特点。因此广泛应用于一般工业与民用建筑结构棍凝土、桥梁道路渴凝土、大体积渴凝土、高层建筑结构棍凝土等工程。它既可以作水平及垂直输送也可用布料直接浇注。它要求混凝土不但要满足设计强度、耐久性等,还要满足管道输送对泪凝土拌合物的要求,即要求混凝土拌合物有良好的可泵性。
1混凝士质量控制
1.1材料的选用
0)选择水泥:①水泥品种:水泥品种对混凝土的可泵性有一定的影响。由于矿渣水泥的保水性差,泌水大,泵送距离远的工程不予采用,可采用一般的普通硅酸盐水泥;②水泥用量:在泵送混凝土中,水泥砂浆起着管壁和传递压力的作用,当水泥用量过少时,混凝土和易性差,阻力大,容易发生堵管。水泥用量过大,造价提高,而且不利于大体积1昆凝土施工,容易产生温度裂缝。同时,水泥过多,混凝土粘性增强,泵送阻力随之增大。《普通混凝土配合比设计规程»(JGJ55-2000)规定:在泵送混凝土中,水泥和矿物掺合料的总用量不宜少于300kg/m3。
(2)砂:采用在附近河道开采的中砂,含泥量不大于3%,氯离子含量不大于0.02%,0.315%毫米筛余不低于16%。
(3)碎石E采用公称粒级为16~31.5mm石子,含泥量不大于1%。
(4)掺加磨细粉煤灰:在每立方米1昆凝土中掺加粉煤灰75Kg,改善了混凝土的粘聚性和可泵性,还可节约水泥50kg。根据有关试验资料表明,每立方米混凝土的水泥用量每增减10峙,其水化热引起棍凝土的温度相应升降1~1. 2°C,因此可使混凝土内部温度降低5~6'C。
(5)选用优质外加剂:为达到既能减水缓凝,又使胡落度损失小的要求,经比较,最后选用了上海产 效果明显优于木钙的E.A-2型缓凝减水剂,可减少拌和用水10%左右,相应也减少了水泥用量,降低了混凝土水化热。
(6)泵送剂:采用建筑宝JZB-3型高效超塑化剂。含固量为40%,Na2S04
2混凝土配合比设计
2. 1混凝土的要求
强度标号多样,从C20一C40;耐久性,保证建筑物使用寿命达70年以上;高流动性,即可适应超远距离泵送3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。
2.2混凝土实验室配合设计
混凝土实验室配合设计由以往施工经验得出温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1昆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,通过实验室配比比较,并经调整能较好地满足施工 的要求。
3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,不科学的布管,以及不严格的施工操作,都会造成大量的浪费和不必要的损失。所以,合理而科学的现场施工是非常必要的。
3. 1合理披置混凝土泵
一般情况下,如果现场条件允许,都应将?昆凝土泵放置在建筑群的中间或周边位置,这样在施工过
程中可以减少布管长度,缩短混凝土泵送行程,节省人力和时间。另外,混凝土泵用电功率较大,一定要保证用电充足,可靠接地。泵身安装平稳牢靠,地面硬实平整。
3.2合理布管
正确的布管是保证顺利进行泵送的必要条件,在布置时应注意以下几点:
(1)施工前认真进行配管设计,绘制布管简图,列出各种管件、连接件和配件的规格数量,提出清单。
(2)要尽可能选择最短距离来布置管路,必要时可以跨越或穿过障碍,跨越障碍需升高时应在管路最高点设置放气阀。
(3)在同一条管路中尽可能使棍凝土断面保持不变,尽量不采用锥形管或弯管。
(4)垂直向上配管时,宜使用地面水平管长度不小于垂直长度的1/4,一般不宜小于15m,并应在混 凝土泵出料口3~6m处的输送管根部设置截止阀,防止1昆凝土拌合物倒流。
(5)倾斜向下配管时,应在斜管上端设置气阀,必要时可打开气阅放入空气,使管内压力平衡。向 下配置的斜管底部应有足够长度的水平配管,以增强抵抗棍凝土因自重可能下落的阻力,避免在管道中产生真空段。
(6)配管时应把新管配置在管路开始部分,因为该处压力比较高。经长期使用后泵管磨损较大,不要把这类管配置在泵压较大的区间,不合要求的旧管不能使用。
(7)配管如不能贴地布置,则应在配管两端设立支架,多采用脚于架支撑,弯管处及锥管处支架应用混凝土固定。
(8)夏季炎热,为不使混凝土输送管道温度过高,在管道外壁四周用麻袋包裹,并在其上覆盖草包并反复淋水、降温。
3.3混凝土泵送泵送工艺、管道安装完毕检查无误后,泵工检查电源及泵身各控制部分均处于正常状态时,方可开机进行空运转。
(1)空转正常后,应选项泵送适量的水,润湿混凝土的料斗、活塞及输送管内壁等直接与混凝土接触的部位。
(2)经泵水确认管道内无异物后,应泵送与泪凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆,砂浆的量不要太多,能够整个管道即可。
(3)砂浆泵送完毕后,随之应马上放入棍凝土进行泵送,直至配管末端打出混凝土为止。
(4)开始泵送时,混凝土泵应处于慢速、均匀并随时可反映泵的状态。泵送速度应先慢后快,逐步加 速。同时应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况。待各系统运转顺利后方可以正常速度进行泵送。
(5)保持连续均衡供应,保持稳定的供应强度,基本上做到泵车不等搅拌车,搅拌车不等泵车,保证 不发生堵泵现象。
(6)在泵送过程中,应随时保持混凝土泵料斗中的混凝土量不低于吸料口,否则可能因吸入空气而 导致出口处出现混凝土喷溅伤人的现象。
(7)当输送管被堵塞无法泵送时,应采取下列方法排除:①重复进行正泵和反泵,逐步使堵塞部位 的混凝土松动,实现可泵送;②用木锤连续敲击,使之松动,再进行正反泵作业,排除堵塞。当上述两种方法均元效时,应首先反泵两次卸压,再将配管拆开,清除堵塞后,拧紧接头方可重新泵送。
(8)泵送结束后,应将混凝土配管和料斗清洗干净,最后,将混凝土泵各工作操比纵手杆全部打到 停止位置,关掉总电源,上锁后泵工方可离去。
4质量保证措施
(1)准确计量:在1昆凝土质量控制的过程中,准确计量是重中之重。特别是水的用量,一定要扣除 砂、石的含水量。
(2)清除梁、柱、基础、坑槽内积水:在施工前,冲洗钢筋,润湿模板等作业或下雨过后,在上述部位 通常容易积水,当泪凝土流动至该部位时,就会因局部水胶比过大而出现强度骤降,水深过大时更可能出现离析水洗现象,而导致夹砂层、夹石层,所以积水必须清除干净。
(3)防止漏浆:由于温凝土流动性大,当模握有大于2cm2后的孔洞时,极易造成漏浆。漏浆将使混 凝土产生蜂窝、麻面,严得者引起局部疏松,造成强度丧失,必须打掉重新浇筑。
(4)防止浮浆过厚:机械振捣的方式与时间应按施工手册具体规定执行,当浇柱子、大体积基础及 梁体时,在施工末阶段应洒布碎石(清洗干净的),以均衡骨科含量。当浮浆析水时,还应适当加入适量同品牌同批号的水泥,改善水胶比。当浮浆过厚,应在下道工序前清除浮浆。
(5)加强养护由于掺入粉煤灰和塑化剂,故必须加强养护。特别是浇筑成型后14天内应保持湿润 状态,使粉煤灰与Ca(OH)2产生化学反应,形成胶凝组分,从而提高混凝土强度。
[参考文献]
[lJ ]G]55-2000,普通混凝土配合比设计规程[SJ.北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2J TG]/TlO-1995,混凝土泵送施工技术规程[5].北京g中国建筑工业出版社,2003.
关键词:泵迟混凝土 施工工艺 配合比坍落度
中图分类号: TU528 文献标识码: A 文章编号:
1前言
泵送混凝土是利用混凝土泵的压力将混凝土通过管道直接输送到浇筑地点,可以一次完成水平和垂直运输,配以布料杆可以进行连续浇筑。泵送混凝土具有输送能力大,速度快,机械化程度高,节省人力,减轻了工人的劳动强度,泵送混凝土可采用商品化混凝土,改变了传统的现场分散搅拌的小生产方式,解决了施工现场狭窄的困难。
2 泵送混凝土质量控制
针对目前较普遍使用的HBT30,HBT60,HBTS0及HBT100等输送泵对混疑土的流动性要求较高的特点。为确保泵送混凝土的可泵性,需从以下几方面进行控制:
2.1 原材料控制
(1)水泥应具有良好的保水性,使混凝土在泵送过程中不易泌水。普通硅酸盐水泥、火山灰水泥的保水性较好,泵送过程中不易离析。用粉煤灰水泥,混凝土的流动性较好,但早期泌水性较大。矿渣水泥由于其保水性差,泌水性大,一般不适合用于泵送混凝土。如果一定要使用,则应采取相应的措施,在一定范围内降低坍落度,掺入适量粉煤灰,适当提高砂率,以提高其保水性。
(2)细骨料宜采用中砂,通过0.315 mm筛孔的不应小于15% ,相对而言,河砂可泵性最好。尽量避免使用机制砂,如受条件限制必须使用时,需增加水泥用量或加入外加剂,以提高混凝土的可泵性。
(3)泵送混凝土宜掺入适量粉煤灰,以改善混凝土的可泵性。实践证明,在泵送混凝土加入外加剂(如减水剂、加气剂等)或掺入适量粉煤灰,将使混凝土的流动性显著增加,对混凝土的泵送十分有利(减水剂的有效时间约为0.5 h)。另外,可改善混凝土可泵性的外加剂还有超塑化剂、缓凝剂及泵送剂等。
2.2 配合比控制
(1)合适的混凝土配合比,是使泵送作业顺利、经济进行的决定因素。为保证其准确性,一般采用自动计量仪来控制(一般强制式搅拌机均配有自动计量仪)。
(2)泵送混凝土配合比必须满足混凝土设计强度以及耐久性和可泵性要求。
(3)配合比还应根据混凝土的原材料、混凝土泵送距离、混凝土泵压力与混凝土输送管径、混凝土输送距离、气温等具体施工条件综合考虑,必要时,应通过试泵来确定混凝土的配合比。
(4)混凝土的可泵性,可用压力泌水试验结合施工经验进行控制,一般10 s的相对压力泌水率s 不宜超过1O% 。
(5)泵送混凝土拌合的坍落度,要根据施工条件,如搅拌、运输 振捣方式,也要根据结构物的类型,如截面尺寸、配筋疏密等,选择最佳值。泵送混凝土的坍落度范围为8 cm 23 cm,但实际应用中一般控制在10 cm 20 cm范围内(低压泵要求在15cm一23 cm之间),这个范围可泵性最好,且吸入效果也最佳。对于长距离、大高度的泵送,一般控制在15 cm 20 cm为宜。总之,要根据具体情况,综合考虑确定。坍落度的具体数值,以保证混凝土强度,便于输送即可,而不能无原则地加水。坍落度越大,水泥浆用得越多,从而增加了水泥用量,提高了造价,还会带来不少副作用。根据不同的泵送高度,选择入泵混凝土坍落度。泵送高度为30 m以下,30 m一60m,60 m一100 m,100 m以上时,坍落度分别为80 mm一140mm。140 rain一160 mm,160 mm 一180 mm,180 mm一200 mm。
3 泵送混凝土的搅拌与喂料
(1)泵送混凝土宜采用预拌混凝土。若现场条件允许,也可采用现场设搅拌站生产混凝土。混凝土的供应应根据施工进度需要,预先计划泵送混凝土的需求量,加强协调调度,确保连续均匀供料。
(2)混凝土生产投料过程中。粉煤灰应与水泥同步,外加剂的添加应符合配合比要求,且滞后于水和水泥。
(3)泵送混凝土搅拌的最短时间不应小于9O s(对强制式搅拌机而言)。当泵送混凝土运距大干500 m时,宜采用搅拌运输车运送。混凝土搅拌运输车装料前,必须将拌简内积水倒净。运输途中,当坍落度损失过大,可在符合混凝土设计配合比要求的条件下适量加水,除此之外,严禁往已拌好的混凝土中加水。
(4)混凝土搅拌运输车往混凝土输送泵喂料时,应符合下列要求:一是喂抖前,中高速旋转拌简,使混凝土搅拌均匀。二是喂料时,反转卸料应配合泵送均匀进行,且应保证集料斗内混凝土不中断。三是中断喂料时,应使拌料筒低转速搅拌混凝土。四是输送泵进料斗上应安置筛网并设专人监视喂料,以防粒径大的骨料或异物入泵造成堵塞。五是严禁将质量不符合泵送要求的混凝土入泵。六是混凝土搅拌运输车喂料完毕后,应及时清洗拌简并排尽积水。
4 泵送混凝土的泵送与浇筑
(1)混凝土泵启动后,应先泵送适量水以湿润混凝土泵的料斗,活塞及输送管道的内壁等直接与混凝土接触的部位。
(2)经泵送水检查确保正常后。采用下列方法之一混凝±泵和输送管内壁:一是泵送水泥浆;二是泵送1:2水泥砂浆;三是泵送与混凝土内除粗骨料外的其他成分相同配合比的水泥砂浆。
(3)用的水泥浆或水泥砂浆应分散布料,不得集中浇注在同一处。若输送混凝土中途需接长输送管道,也须将接长的输送管用水和水泥砂浆内壁,以免混凝土脱水造成堵管。
(4)混凝土泵送应连续进行,如必须中断时,其中断时间不得超过混凝土从搅拌至浇注完毕所允许的延续时间,停泵期问应不间断正反泵(一般中断时间不宜超过1 h,超过2 h后,必须将管内混凝土清除)。混凝土的浇筑顺序,应符合下列要求:一是用输送管送混凝土时,应由远而近浇筑。二是同一区域的混凝土,应按先竖向结构后水平结构的顺序,分层连续浇筑。三是当不允许留施工缝时,区域之间、上下层之间的混凝土浇筑间歇时间,不得超过混凝土的初凝时间。
(5)振捣泵送混凝土时,振动棒离模板间距控制在10 cm20 cm间。移动间距宜为40 cm左右,振动时间宜为15 s 30 s,且隔20 min~30 min后,进行第二次复振(在施工过程中,应根据混凝土的坍落度作相应调整,但应避免漏振和过振现象)。
混凝土泵液压系统中普遍采用蓄能器作为辅助动力源来推动S管型分配阀换向,实现混凝土泵推料、吸料的转换。混凝土泵推料、吸料的转换在0.2~0.3s内完成才能满足泵送施工要求[1]。在其他元件一定的情况下,该时间主要取决于蓄能器的选型参数。目前,工程技术人员常常依据经验来选用蓄能器[2-5],然后通过实验来验证推料、吸料的转换时间是否在规定的范围内。由于缺乏理论依据,采用这种方法可能需要反复多次进行才能得到满足要求的蓄能器,效率低下,已不能满足实际生产要求。为了克服以上所述缺点,文中利用液压动力学理论计算了液压系统响应时间,并利用工程化方法分析了蓄能器参数对液压系统推料、吸料转换时间的敏感性。
1混凝土泵液压系统的响应时间
定义混凝土泵推料、吸料的转换时间为混凝土泵液压系统的响应时间,精确计算混凝土泵液压系统的响应时间需要深入分析混凝土泵推料、吸料状态的转换过程。图1为混凝土泵分配系统原理图。当主油缸活塞运动到接近行程终点时,油缸末端的缓冲机构发出换向信号,使液动换向阀3切换至左位,分配油泵1和蓄能器4给分配油缸6提供大流量高压油,推动S管型分配阀迅速切换。S管型分配阀切换完毕后,液动换向阀3仍处于左位,分配油泵1给蓄能器4补油,直到分配回路压力稳定为止。从分配回路中A点引出的压力油和从回路中B点引出的压力油分别作用在泵送回路液动换向阀左、右两端,其压差使液动换向阀换向,混凝土输送缸完成推料、吸料状态的切换。1分配油泵;2溢流阀;3液动换向阀;4蓄能器;5,6分配油缸图1混凝土泵分配系统原理图由以上分析可知,混凝土泵的推料、吸料转换过程可分为2个阶段:分配油缸换向阶段,即从主油缸运动到接近行程终点到S管型分配阀完成切换的过程;主油缸的换向阶段,即从分配油泵1给蓄能器4补油到主油缸完成切换过程。忽略信号传递时延,则有下列关系式。
2混凝土泵液压系统
响应时间的计算图2为分配机构受力示意图。图中A,B,C,D,O为固定铰接点。AB之间的距离为2L0,摆臂长度为R。分配油缸活塞杆完全缩回时两铰接点之间的距离为Lmin;分配油缸活塞杆完全伸出时两铰接点之间的距离为Lmax。CA,CO之间的夹角为α;DB,DO之间的夹角为β;OA,OC之间的夹角为θ;摆臂运动方向与活塞杆运动方向的夹角分别为γ和φ。联立式(10)~式(13),可得到x关于t的2阶非线性微分方程。在其他参数确定的情况下,可解得不同负载pp下分配油缸活塞行程x与其运动时间t的关系。令x=Ld(Ld为摆动油缸活塞的允许行程),可解得不同负载pp下对应的S管型分配油缸换向时间td。在混凝土泵一个工作循环中,蓄能器的状态如图3所示。由以上分析可知,液压系统的响应时间tr和蓄能器参数p0,V0,p1,p2,p3之间存在复杂的非线性动力学关系,且难以用显性方程式表达,只能通过编程求解。运行计算程序,可得分配油缸换向时间td=0.037s,主油缸换向时间tm=0.182s,故液压系统的响应时间tr=0.219s,满足行业标准的要求。
3分配系统的仿真模型和试验分析
为了验证混凝土泵液压系统响应时间计算的正确性,文中利用液压仿真软件建立了混凝土泵分配系统的仿真模型,如图4所示。运行仿真模型,可得分配油缸活塞位移与时间的关系曲线,如图5所示。由图5可知,液压系统的响应时间,即摆动油缸活塞位移由0.2m变为0m(或由0m变为0.2m)的时间为0.22s,基本符合计算结果。在利用混凝土泵车进行打水试验时测量蓄能器出口压力,并导入仿真数据进行对比。可得蓄能器出口压力的仿真和试验曲线,如图6所示。由图6可知,蓄能器出口的最大压力实验结果和仿真结果均为16×106Pa,符合恒压变量泵的设定压力。只是实验结果有液压冲击,这是在S管型分配阀切换过程中摆动油缸活塞撞击缸底造成的。而仿真模型中,摆动油缸的阻尼设置较大,于是蓄能器没有出现液压冲击。仿真和试验结果基本吻合。
4蓄能器选型参数的敏感性分析
混凝土泵液压系统中,在其他元件一定的情况下,蓄能器的容积V0、充气压力p0、最高工作压力p1这3个选型参数对混凝土泵液压系统的响应时间起决定性作用。故通过分析这3个参数的敏感性[8]来考察它们的变动对液压系统响应时间的影响程度。
4.1蓄能器容积蓄能器容积的标准值V0为4×10-3m3,V0-为V0减少10%的值,V0+为V0增加10%的值。对这3种情况分别进行解析得到3组响应时间,如表1所示。
4.2蓄能器充气压力蓄能器充气压力的标准值p0为5×106Pa,p0-为p0减少10%的值,p0+为p0增加10%的值。对这3种情况分别进行解析得到3组响应时间,如表2所示。
4.3蓄能器最高工作压力蓄能器最高工作压力的标准值p1为16×106Pa,p1-为p1减少10%,p1+为p1增加10%,对这3种情况分别进行解析得到3组响应时间,如表3所示。4.4选型参数的敏感性因子蓄能器选型参数敏感性分析的方法是根据选型参数的敏感性因子的大小来评价蓄能器选型参数对液压系统响应时间的影响程度。由以上分析可知,蓄能器的每个参数有4个标准差值来表达其相对标准模型的变化情况。定义参数的变化值与其标准值的相对变化率的和为该参数的敏感性因子。由表4可知,蓄能器容积V0对液压系统响应时间影响最大,其次是蓄能器的最高工作压力p1,再次是蓄能器的充气压力p0。
【关键词】房屋建筑;泵送混凝土;施工技术
混凝土是建筑工程不可或缺的施工材料之一,强度高、防水性好、耐热耐酸的优质混凝土已经在施工中广泛采用,为了有效配合混凝土的施工输送等,泵送混凝土施工技术应运而生,并取得了十分理想的效果。但是,在具体的施工操作中,建筑施工单位依然存在一些问题,如何更好地掌握泵送混凝土作业的工作性能,对提高工程质量有着十分重要的作用,因此,笔者结合自己的实际经验,对房屋建筑泵送混凝土施工技术进行了以下分析和探讨:
1、探析泵送混凝土的选材条件
泵送混凝土是由各种各样的施工材料按照一定的配比度进行混合的粘滞流体,因此,原材料质量的好坏,从根本上决定了混凝土的质量,同时也对混凝土的泵送过程有着很大的影响,在房屋建筑施工中,应该严格控制混凝土材料的质量[1]。
1.1采用水化热较低的水泥
水泥在混凝土中占据的比例比较大,对于泵送混凝土而言,一般情况下会采用普通硅酸盐水泥,如果施工现场温度较高且混凝土面积很大,最好选用矿渣硅酸盐这类水热化较低的水泥,这种水泥能够有效降低混凝土结构内外温差,减少混凝土产生的裂缝。在用量方面,一定要控制好配合比,不能因为追求过硬的结构强度而多放水泥,过多的水泥会增加混凝土的粘性,这样就会大大增加摩擦力,不利于泵送操作,通常情况下,水泥配比为300kg/m2,并保证一定量的水泥浆作剂,以减少输送过程的阻力。
1.2选用级配优良的骨料
骨料有粗细之分,泵送混凝土选用粗骨料时,其最大粒径不能超过输送管道,以避免堵塞问题的出现。一般泵送高度要小于50米,最大粒径与输送管内径之比不宜大于1:3。如果选用细骨料,就应该严格控制砂率,砂率过高会降低混凝土的和易性,所以要在满足可泵性的前提下尽量降低砂率。中砂通过0.315mm筛的颗粒含量为20~30%,通过0.16mm筛的细粉料含量约为8~20%,是泵送混凝土骨料的最佳选择。
1.3优质粉煤灰能提高混凝土的可泵性
大量试验研究和工程实践表明,粉煤灰不仅能代替部分水泥,以降低混凝土中水泥的水化热,其呈球状的颗粒相当于滚珠,能减小摩擦,起到的作用。因此,在混凝土中掺入一定量的优质粉煤灰后,可以改善混凝土的粘合性和流动性,从而提高可泵性,在高温季节和大体积混凝土施工中还能降低内外温差,减少混凝土温度裂缝的出现。
1.4添加混凝土外加剂,提高流动性
泵送混凝土对混凝土的流动性要求很高,这样才能在输送的过程中更顺畅,不会产生阻塞,因此,在建筑工程中,施工单位经常会在混凝土中掺加一定量的泵送剂,在改善混凝土拌合物的流动性和保水性的同时,还能降低混凝土内部的水热化。
1.5选取可饮用水搅拌混凝土
对于泵送混凝土来说,水质的好坏也影响着其质量,通常可以饮用的水都可以用于混凝土的搅拌中,以达到养护混凝土的效果,如果是采用其他水源,首先应该进行取样检测,符合标准才能投入施工中,未经处理的工业废水、污水、沼泽水以及海水是不能直接使用的。
2、分析泵机现场输送管道的铺设
在房屋建筑泵送混凝土的施工中,泵机的位置选择和输送管道的铺设也在一定程度上影响着施工作业,具体表现在以下几个方面:
一是泵机的位置应该尽可能靠近混凝土浇筑的地点,且确保周围没有障碍物阻挡,有一定的空间进行施工操作,除此之外,水源和照明设施也是必须具备的,为了方便泵机作业,还应该搭设防护棚等。
二是在混凝土的泵送过程中,由于搅拌站与施工现场有一定的距离,且搅拌车的出料量和泵机的输送量不一致,经常会出现泵机与搅拌车不匹配的问题。因此,在采用接力泵泵送混凝土时,应该多通过实验将接力泵的位置调整好,提高上下输送能力的匹配值。
三是由于房屋建筑的体量都比较大,为了加快施工进度,现场经常会采用多台混凝土泵同时浇筑,为了避免浇筑的不匀称,施工单位应该严格把控各混凝土泵浇筑量的平均度,浇筑完毕后,还应该尽量避免留置施工缝的出现。
四是对于输送线路的设计和输送管道的选取也有一定的要求,施工单位通常会选用最短的线路来铺设输送管道,弯管和软管采用得比较多,值得注意的是,要避免使用弯度过大的弯头,管端末段活动软管弯曲不得超过180°,并不得扭曲[2]。
3、泵送混凝土具体施工技术分析
为了提高泵送混凝土施工技术水平,在房屋建筑施工过称中,应该对混凝土泵送前期准备和输送过程等加以重视。
3.1混凝土泵送时需注意的事项
泵送混凝土浇筑应由远而近进行逐层浇筑,且浇筑厚度宜控制在30-50cm之间;混凝土不能直冲模板内侧面布料和钢筋骨架,下料高度应该小于1米;不能在同一处连续布料上进行竖向结构的混凝土浇筑,而应在垂直于模板布料上水平移动,范围在2-3米以内;及时排除仓面的积水时有效消除混凝土不均匀流动的根本保障;振捣泵送混凝土时,为了防止过振产生骨料下沉分离,振捣时间应在15-20秒,振动棒移动间距宜为40cm左右,在覆盖第二层砼前,才能进行第二次复振,这样既可以振捣密实,还能排除气泡;浇完混凝土的仓面应覆盖保温材料,加强淋水养护。
3.2混凝土泵送的前期准备
如果是在高温季节进行施工,应该尽量避免阳光的照射,施工单位通常会在混凝土的输送官道上遮盖湿罩布或湿草袋,同时每隔一段时间洒水降温,这样能有效增加混凝土的坍落度;如果是低温天气进行施工,就应该采取遮盖或保温材料包裹等措施,以确保混凝土的施工质量。
3.3泵送混凝土
泵送时应先慢速,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,应将混凝土清理完毕并将泵输送管道清洗干净[3]。
4、结语
总之,对房建施工中的混凝土泵送技术进行探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的房建施工企业,只有严格按照混凝土泵送施工技术要求进行施工,才能在提高质量的同时实现企业经济效益的最大化。
参考文献:
[1]黄冬胜.试论建筑工程中泵送混凝土的施工技术[J].中国城市经济.2011.
关键词:钢纤维混凝土 施工质量 施工控制
1. 原材料配比方面的质量控制
1.1 单位水泥用量。在保持水灰比不变的情况下,单位体积混凝土拌合料中,如水泥浆用量愈多,拌合料的流动性愈好,反之,较差。在钢纤维混凝土拌合料中,除必须有足够的水泥浆填充的空隙外,还需要有一部分水泥浆包裹骨料和钢纤维的表面形成层,以减少骨料和钢纤维彼此间的摩擦阻力,使拌合料有更好的流动性。
1.2 水泥。水泥品种对混凝土的可泵性也有一定影响。一般宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥以及矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,但均应符合相应标准的规定。
1.3 钢纤维。在一定范围内,钢纤维增强作用随长径比增大而提高。钢纤维长度太短起不到增强作用,太长则施工较困难,影响拌合物的质量,直径过细易在拌合过程中被弯折,过粗则在同样体积率时,其增强效果较差。
1.4 粗集料。粗集料的级配、粒径和形状对于混凝上拌合物的可泵性影响很大。级配良好的粗骨料,空隙率小,对节约砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用。因而泵送混凝土应用较多的国家,对粗集料的级配都有规定。
1.5 细集料。又称细骨料,用于填充碎石或砾石等粗骨料的空隙并共同组成钢纤维混凝土的骨架。在保证钢纤维混凝土强度相同时,粗砂需要的水泥用量较细砂为少。显然,当水泥用量相同时,用粗砂配制的混凝上强度要比用细砂配制的混凝土强度为高。
1.6 减水剂。减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。普通减水剂是一种对规定和易性混凝土可减少拌和用水量的外加剂,这种减水剂一般为可溶于水的有机物质。它可以改变新拌和硬化混凝土的性能,特别是提高混凝土的强度和耐久性。
1.7 其它掺合料。除去水、水泥、粗细集料、粉煤灰等材料外,在搅拌时还可加入其它掺合料,如矿渣、超细粉等。
2. 钢纤维混凝土施工方面控制
2.1 泵送混凝土的质量控制。泵送混凝土的连续不间断地、均衡地供应,能保证混凝土泵送施工顺利进行。泵送混凝土要按照配合比要求、拌制得好,混凝土泵送时则不会产生堵塞。因此,泵送施工前周密地组织泵送混凝土的供应,对混凝土泵送施工是重要的。
泵送混凝土的供应,包括泵送混凝土的拌制和泵送混凝土的运送。泵送混凝土宜采用预拌混凝土,在商品混凝土工厂制备,用混凝土搅拌运输车运送至施工现场,这样制备的泵送混凝土容易保证质量。泵送混凝土由商品混凝土工厂制备时,应按国家现行标准,《预拌混凝土》的有关规定,在交货地点进行泵送混凝土的交货检验。
拌制泵送混凝土时,应严格按混凝土配合比的规定对原材料进行计量,也应符合《预拌混凝土》中有关的规定。
混凝土搅拌时的投料顺序,应严格按规定投料。外加剂的添加时间应符合配合比设计的要求,且宜滞后于水和水泥。泵送混凝土的最短搅拌时间,应符合《预拌混凝土》中有关的规定,一定要保证混凝土拌合物的均匀性,保证制备好的混凝土拌合物有符合要求的可泵性。
搅拌好的混凝土拌合物最好用混凝土搅拌运输车进行运输。现在大量使用的是搅拌筒6-7m,的混凝土搅拌运输车。用搅拌运输车运输途中,搅拌筒以3-6r/min的缓慢速度转动,不断搅拌混凝土拌合物,以防止其产生离析。
搅拌运输车还具有搅拌机的功能,当施工现场距离混凝土搅拌站很远时,可在混凝土搅拌站将经过称量过的砂、石、水泥等干料装入搅拌筒,运输途中加水自行搅拌以减少长途运输中混凝土坍落度的经时损失,待搅拌运输车行驶到临近施工现场搅拌结束,随即进行浇筑。
2.2 混凝土泵送施工质量控制。开始泵送时,混凝土泵应在可慢速、匀速并随时可反泵的状态。待各方面情况都正常后再转入正常泵送。正常泵送时,泵送要连续进行,尽量不停顿,遇有运转不正常的情况,可放慢泵送速度。当混凝土供应不及时时,宁可降低泵送速度,也要保持连续泵送速度,但慢速泵送的时间不能超过从搅拌到浇筑的允许延续时间。不得己停泵时,料斗中应保留足够多的混凝土,作为间隔推动管路中的混凝土之用。
3. 喷射混凝土施工控制
3.1上料速度要均匀、连续、适中,始终要保持喷射机进料斗中有一定的贮存量,并及时清除振动筛上大粒径粗骨料和杂物。
3.2喷射过程中,喷射手后方的助手应及时协助喷射手,理顺混凝土管。避免喷射手在更换方向时使混凝土管产生急拐弯,引起堵管。
3.3喷射手在操作喷嘴时,应尽量使喷嘴与受喷面垂直距离0.8-1m,喷射压力保持在200-500kPa左右,才能保证有效施工喷射作业时喷射手要时刻注意观察喷嘴情况,一旦堵管,要让助手立即与操作司机联系停机关风,检查管路是否畅通。
3.4在喷射作业时,坍落度要根据实际情况进行调整,喷上部时坍落度控制在8cm,喷边墙时坍落度控制在12cm。
3.5在施工喷射混凝土时,侧墙壁由下至上部由一侧末端开始向另一侧延续,喷射混凝土的一次喷射设计厚度在5cm以内,在第二次喷混凝土作业时,完全除去附着在第一次喷射混凝土面的异物,喷射混凝土的操作人员要使用护具注意安全。
3.6喷射混凝土的连接部分,应在需要连接的部分约13cm以前厚度开始变薄,在受喷面各种机械设备操作场所配备充足照明及通风设备。
3.7喷射钢纤维混凝土厚度一般比普通混凝土薄,水泥含量多,因此要经常保持适当的环境温度和受喷面湿润以防干缩裂缝。
【关键词】钢筋密集型;结构(构件);混凝土;浇注
1、前言
随着建筑用钢量的不断加大,在施工中很容易遇到因结构(构件)钢筋密集而导致混凝土难以浇注的问题,如果处理措施不当,极易造成结构(构件)钢筋密集区域的混凝土不密实的后果,进而导致结构(构件)的承载能力被严重削弱。
为了解决这个问题,最容易想到的办法就是要求更改设计,尽量减少结构(构件)钢筋的用量。由于钢筋密集型结构(构件)大量存在,所以,更改设计不是解决问题的根本办法。此外,施工单位也采取了诸如减小粗骨料粒径、适当提高混凝土坍落度、撬开密集的钢筋、选用小一号的振动棒振捣、在混凝土初凝前的二次振捣等措施。然而,一旦混凝土在人们不易触及的密集钢筋区域阻滞,粗骨料将淤积在密集钢筋上部,而混凝土中的水泥及细骨料以浆液形式流到底部,导致混凝土离析。
2、技术特点
本技术利用混凝土泵送设备及导浆管使混凝土被强制浇注到钢筋密集区域,能够有效保证构件钢筋密集区域混凝土浇注密实。援引本技术的科技查新结论原文,“国内关于钢筋密集型混凝土结构或构件的混凝土浇注施工的文献中,未见涉及本课题查新点所述‘针对钢筋密集型混凝土结构或构件的混凝土浇注施工,将导浆管(高压软管)插入混凝土结构或构件的钢筋密集区域,同时利用细石混凝土泵送设备,使细石混凝土强制浇注到该区域’施工方法的报道”,证明该技术在国内属于首创。
3、适用范围
当施工项目的结构(构件)存在配筋密集(如梁―柱节点、剪力墙―柱交接处、剪力墙转角等区域),或者是上下层钢筋阻挡而无法设置溜槽或串筒,以及因形状特殊,在自重或振捣作用下,混凝土无法填充密实模板的情形,其混凝土浇注尤其适用本技术。
4、工艺原理
结构(构件)钢筋密集区域采用细石混凝土浇注,利用细石混凝土泵泵送混凝土,能够抵消钢筋密集给混凝土浇注造成的阻力,通过高压软管顺利浇注到常规方法难以浇注到的区域(钢筋密集区域)。
5、施工工艺流程及操作过程
5.1工艺流程(见图5.1)
5.2操作过程
5.2.1确定混凝土性能
由于结构(构件)钢筋密集,因此,必须选择细石混凝土。其中,受导浆管内径及钢筋间距限制,粗骨料最大粒径不得超过钢筋间距的1/3及导浆管内径的1/3,取两者中最小的值。细骨料采用中砂,以保证混凝土良好的可泵性,水泥应具有良好的保水性,混凝土要具有较高的坍落度。
5.2.2安装导浆管
选择高压软管作为导浆管,其内径不大得于钢筋密集区域的钢筋间距,在这个范围内,越大越好。将导浆管穿过钢筋间缝隙抵达钢筋密集区域,利用高强纤维丝通过系活结将导浆管固定在结构(构件)的钢筋上(见图5.2.2-1、2),以保证在混凝土泵送过程中,导浆管不会移位或窜动。导浆管另一端与细石混凝土泵车输送管口连接,导浆管中间部分通过铁线系在管架等固定支撑物上。
5.2.3浇注混凝土
这个环节包括普通混凝土和细石混凝土浇注两个部分,位置靠下区域的混凝土先浇注,反之后浇注,当两者位于同一高度时,可以同时浇注,但必须保证钢筋密集区域的混凝土浇注速度不得超过普通区域混凝土浇注速度,以免钢筋密集区域混凝土中的水泥浆流失。
5.2.4拆除导浆管
解开高强纤维丝的活结端甩出的绳头,拉动高强纤维丝,使将导浆管与结构(构件)钢筋系在一起的活结被拉开,抽出高强纤维丝,及时清洗干净。将导浆管出浆端从混凝土内拨出来,抖净管内的混凝土,将其另一端从细石混凝土泵的输送管口上拆除下来,然后用清水将导浆管及时清洗干净。
5.2.5振捣混凝土
这个环节包括也包括普通混凝土和细石混凝土振捣两个部分,其施工的先后顺序以其位置的上下来决定,位置靠下区域的混凝土先振捣,反之后振捣,当两者位于同一高度时,可以同时振捣。所不同的是,普通区域的混凝土只需用普通型号的振捣棒振捣即可,但对于钢筋密集区域而言,普通振捣棒是插不进去的,因此,只能采用细的振捣棒振捣。其型号应视具体情况而定,选用的原则是,振捣棒须能插入钢筋密集区域。振捣棒插点要均匀,每次移动位置的距离应不大于振动棒作用半径的1.5倍,一般振捣棒的作用半径为30~40mm。振捣棒距离模板不应大于振捣棒作用半径的0.5倍,且不宜紧靠模板振动,应尽量避免碰撞钢筋、芯管、吊环、预埋件等,必要时,应配合使用铁钎捣实。振捣棒插入时要快,拔出时要慢,以免在混凝土中留下空隙。当混凝土不再显著下沉,不再出现气泡,开始泛浆时,表明混凝土已振捣密实,即可停止振捣。
6、结束语
应用本技术时,需要注意以下几个问题:
(1)当细石混凝土中的粗骨料最大粒径与混凝土结构(构件)钢筋密集区域的钢筋间距接近时,尽管其含量很低,但是还是很容易导致导浆管堵塞,这是本技术最容易发生问题的环节。
(2)为便于导浆管穿越钢筋密集区域,宜选高压软管。施工时,由于细石混凝土泵的强制泵送作用,导浆管会发生剧烈抖动,成为重大危险源,这是本技术要注意的另一个环节。
另外,本技术不适用于以下情形:
关键词:原材料控制;混凝土浇筑及振捣;后期养护
中图分类号:TU37文献标识码:A文章编号:
1、工程概况
本工程是某新校工程的图书馆,位于航海路与城东路交叉口东北600米处的新校址内。图书馆建筑面积5753.4M2,总高23.1M,长35.6M,宽31.5M,图书馆为五层,外带一个二层小阶梯教室,中间由连廊连接,立面造型非常新颖别致。图书馆均为五层框架结构,抗震设防烈度为7度,抗震等级为三级丙类建筑,安全等级为二级。
图书馆为柱下条形基础,基础垫层为C10砼,基础为C30砼;框架柱、梁、板、楼梯为C30砼,过梁、构造柱及未标明强度等级的建筑构件均为C20砼;图书馆底层楼板厚120mm,其余楼板为90mm。
填充墙砌体+0.030以下采用MU10普通机制粘土砖,+0.030以上为加气混凝土砌块,+0.00以下及厕所四周砌筑砂浆为M5水泥砂浆,其它均为M5混合砂浆。
2、项目施工前的准备
(1)加强混凝土原材料控制
本工程采用商品混凝土及混凝土泵送技术。混凝土除满足结构设计强度外,还必须具有可泵性。为止对混凝土原材料的质量,必须严格控制和选择。
粗骨料:碎石选用5~25mm级配。实际搅拌时,应根据砂石供应情况,测定其级配曲线。
细骨料:砂子应采用中砂或中粗砂,粒径有0.315mm以下的细骨料所占比重在15%~20%。
水泥:选用泌水小、保水性好、抗冻性较优的普通硅酸盐水泥。
外掺材料:外反掺材料为粉煤灰和减水、早强外加剂。粉煤灰的细度通过0.08mm方孔筛的筛余量不得超过15%,SO3含量小于3%,烧失量小于8%。
坍落度:坍落度的选取与施工高度有关,本工程采用10~14cm
水胶比:0.45~0.65。
水泥用量:最小值满足混凝土泵送和设计强度要求,根据本工程实际情况,应不小于300kg/m3。
(2)混凝土分项组织控制
在混凝土浇筑之前建立各专业会签制度,各专业人员会签完成后,由项目总工签署混凝土浇筑令后,方可浇筑混凝土。并且建立混凝土浇筑组织机构,实行严密组织并明确分工,各负其责。最后强度等级处必须用钢丝网隔开,且先浇强度等级高的部位,后浇强度等级低的部位。
混凝土浇筑组织机构
3、混凝土运输和浇筑
混凝土采用混凝土泵泵送至楼层,布料机布料。各部位混凝土浇筑前应对该部位的模板、钢筋、预埋管、预埋件、预留孔等进行全面细致的检查,并做好隐藏检验收记录,混凝土浇筑坚持执行水电、土建等各专业会签制度。浇筑混凝土应连续进行,尽量避免泵送中断。如遇混凝土坍落度过低,不准在受料斗加水搅拌,应在搅拌车加水泥砂浆(其水灰比与所泵混凝土相同)经搅拌均匀后卸入泵车的受料斗。混凝土浇筑时应设专人观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件等是否有变化,发现问题应立即停止该部位混凝土浇筑,检查修正后再继续浇筑。
在泵送混凝土前,先泵水60—90kg,再泵送砂浆1.5m3,砂浆的配合比1:1,砂浆接近泵完时,即可泵送混凝土。在连续泵送混凝土过程在,受料斗中的混凝土料面应始终保持在搅拌轴的上面(约为受料斗高度的2/3),防止混凝土输送泵汲空。
开始泵送时,混凝土泵操作人员应使混凝土泵低速运转,并应注意观察泵的压力和各部分工作情况,待工作正常能顺利泵送后,再提高运转速度,加大行程转入正常的泵送。正常泵送时,活塞应尽量采用大行程运转。正常泵送过程中宜保持连续泵送,尽量避免泵送中断。若由于机器故障等原因造成的临时性泵送中断。中断时间不准超过1h。泵送中断时间超过30min或出现异常现象时,混凝土应间隙进行推动,每隔4—5min开泵一次,每次使泵正转和反转各推动两个冲程,防止输送管内混凝土拌合物离析或凝结。
在泵送过程中如出现混凝土泵送困难,泵的压力急剧升高或输送管线产生较大的推动等异常情况时,不宜勉强提高压力进行泵送。宜用木槌敲击管线中的锥形管、弯管等部位,使泵进行反转或放慢泵送速度,以疏通泵管内的堵塞部位。如仍不能排除故障,拆除下部泵管进行清理后再进行泵送。重新泵送时,要待管内的空气排尽后,才能将拆卸过的管段接头拧紧。
每次泵送混凝土结束后,需要立即把残留在混凝土缸和管中混凝土清理和冲洗干净。
4、混凝土振捣
基础底板、墙、梁采用插入式振动棒振捣,一般混凝土分层高度为振动器作用部分长度的1.25倍,且最大不超过50cm。使用时应注意快插慢拔,插点均匀排列,逐点移动,顺序进行有得遗漏,做到均匀振实,移动间距一般为40cm。振捣上一层时,应插入下一层5~10cm,以消除两层混凝土间的接缝。顶板混凝土采用平板式移动器,移动间距应能保证振动器的平板覆盖已振实部分边缘。较大预留洞口下料必须从两侧对称下料,振动棒斜插洞底,辅以外侧振动模板,使混凝土密实。混凝土强度区必须由工长级以上的专人负责指挥。
5、混凝土浇筑施工要点
(1)梁、板、柱一次性混凝土浇筑优点在于减少结构水平施工缝,减少混凝土遗洒,提高施工操作安全度,加快施工进度。
采用本工艺必须合理调度,连续浇筑,严防低强度等级混凝土进入高强度等级区,且在梁最大剪力区不出现施工冷缝。在支设模板和绑扎钢筋时,预先在梁内距墙边500mm(大于梁高1/2处)设密眼钢丝网,作为高低强度等级混凝土隔离。在浇筑混凝土时先浇筑墙壁混凝土至梁底,并振捣密实。然后浇筑梁墙交叉处核心区混凝土至板面,暂不振捣,待该部位梁板低强度等级混凝土浇筑后,再同时振捣,确保低强度等级混凝土不进入核心区。浇筑时必须合理调配,确保在梁墙核心区高强度等级混凝土未初凝之前浇筑梁板强度等级混凝土,使梁端(剪力最大处)不出现冷缝隙。
(2)控制温度裂缝和收缩裂缝的技术措施
①混凝土采用矿渣水泥,降低水泥的水化热;②充分利用水泥的后期强度,增加掺和料(粉煤灰等),减少水泥用量;降低混凝土入模温度;③加强施工中温度控制。采用分层推进方式浇筑混凝土,减少每次浇筑长度的蓄热量;加强冬施保温措施;加强测温和温度监测与管理,实行信息化管理,采用智能型电子测温仪,利用计算机进行测温。
6、混凝土养护
根据施工计划安排,本工程混凝土将在夏季完成,混凝土终凝后及时洒水养护,夏季混凝土表面覆盖塑料薄膜,防止水分蒸发。还有必须应预备足够的塑料薄膜和草带周转使用,以防因养护与下道工序交叉而延误工期。最后,配备专职的混凝土养护人员,根据气候情况调整养护方法和浇水次数等。