浅析混凝土泵送造成堵管的原因分析及预防措施

　　摘要：现代的施工建筑中，浇注混凝土用混凝土泵进行泵送作业是必不可少的。在混凝土泵泵送过程中，经常会出现堵管的现象。现就泵送作业来分析一下混凝土泵在泵送过程中造成堵管的原因及预防措施。
　　关键词：混凝土泵，堵管，原因分析，预防措施
　　引言混凝土泵是通过管道依靠压力输送混凝土的施工设备，混凝土泵液压系统一般为高压大流量系统在砼中，正常情况下，混凝土在泵送管道中心形成柱状流体，呈悬浮状态流动。流体表面包有一层水泥浆，水泥浆层作为一种润滑剂与管壁接触，骨料之间基本上不产生相对运动。当粗骨料中的某些骨料运动受阻，后面的骨料运动速度因受影响而渐渐滞缓，致使管道内粗骨料形成集结，支撑粗骨料的砂浆被挤走，余下来的间隙由小骨料填补。泵送过程中由于压力作用，一部分水泥砂浆被挤向外层，在粗骨料与管壁之间形成一个润滑层。砼只有保持这种状态，泵送才能顺利进行。随着建筑工期的不断缩短与建筑物的高度逐渐增高，泵送混凝土用量剧增。在泵送施工中，经常会由于各处原因造成混凝土堵泵或堵管，通过分析几大方面的原因提出了预防措施。
　　1、人为方面原因
　　1.1混凝土泵选型、输送管尺寸选择不当
　　在安排泵送前，应到现场观察地形、水平距离以及垂直高度等泵送条件，选择合适混凝土泵，以免选用泵送压力达不到要求的混凝土泵，造成泵送过程中堵泵与堵管。
　　1.2管道的连接、布置不合理
　　管道布置应尽可能短，弯、锥管尽可能少，弯管角度尽可能大，以减小输送阻力；保证各管卡接头处的可靠密封，以免砂浆外泄造成堵管；水平管路长度应不少于垂直管路长度的15％，当垂直高度较高时，应在靠近泵机水平管路处加装通止阀，防止停机倒流造成堵管；末端软管弯曲不得超过70°，不得强制扭曲；当采用二次布管法时，应预先铺设好要连接的输送管，并要保持新的管道经过润湿且不宜过长。
　　1.3管道内壁未清洗干净
　　在上次输送管用完后，没有彻底清洗干净，每回用完应对输送管特别是一些弯管认真清洗，以免越积越厚造成堵管。
　　1.4泵送前润滑不到位
　　泵送前先用一定量水润湿管道内壁，再泵送适量砂浆润滑，这里一定要注意的是泵送砂浆前一定要将管道内的水全部放掉或用一海绵球将砂浆与水分开，否则在泵送砂浆时会使砂浆离析而堵管。
　　1.5泵送速度选择不当
　　开始泵送时，应处于慢速，泵送正常时转入正常速度，不能一味图快，盲目增加泵送压力而造成堵泵或堵管．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，但不能超过从搅拌机到浇筑的允许连续时间。
　　1.6料斗内混凝土量控制不当
　　在泵送过程中，料斗内混凝土务必在搅拌轴中线以上，否则极易吸入空气产生气阻现象，使泵送无力产生堵管现象；料斗格筛上不应堆满混凝土，造成混凝土难以流入料斗，且不易清除超径集料及杂物，也容易引起吸空堵管；停顿时料斗要保留足够混凝土，每隔5～10作各两个冲程防止混凝土离析，对停机时间过长、混凝土已初凝要清除混凝土泵和输送管中的混凝土。
　　1.7操作人员未注意到异常情况
　　操作人员要随时注意泵送压力（低压不能超过20Mpa）、油温、输送管的情况，出现异常立即停止泵送，查明原因，避免堵泵或堵管。
　　1.8混凝土供应频率不当
　　要与施工方或操作人员时刻保持联系，防止供应频率过快或过慢。频率过快，造成后面的混凝土等待时间加长，坍落度变小，泵送困难造成堵泵、堵管；频率过慢，造成混凝土供应间隔时间太长，停泵时间超过混凝土从出搅拌机到浇筑完毕的时间，造成在管路里面的混凝土初凝。
　　1.9未经技术人员许可私自向混凝土中加水
　　当混凝土坍落度偏小时，应降低泵送速度，坍落度不适合泵送时，要及时联系技术人员经二次流化后泵送，禁止随意向搅拌车或料斗内的混凝土直接加水，否则极易造成堵泵或堵管。
　　2、混凝土泵方面原因
　　2.1混凝土缸与活塞磨损严重
　　随着设备工作时间的加长，活塞的唇边逐渐磨损，当达到一定程度时，部分砂浆会渗漏在混凝土缸壁上，与水箱中水接触后，水在短期内迅速变浑，应更换活塞，否则漏浆严重会造成堵管；混凝土缸出口部位磨损较快，水箱中水也会因漏浆立即变浑，应更换输送缸。

　　2.2切割环与眼睛板磨损严重(仅适用于S阀泵)切割环和眼睛板磨损严重时，使S阀与眼睛板间隙过大，漏浆严重，泵送压力损失而减少，易造成堵泵或堵管。间隙过大应调节摆臂上的调节螺母，使橡胶弹簧保持一定的预紧力，磨损严重时应更换切割环和眼睛板。
　　2.3阀窗未关紧、漏气(仅适用于蝶阀泵)阀窗未关紧、阀窗的密封圈损坏，输送泵在吸料时吸入空气，导致气阻、吸入效率急剧下降，造成堵泵或堵管，应定时检查阀窗的情况，关紧阀窗及更换密封圈。
　　2.4阀箱盖与阀箱体间、料斗与阀箱体间的石棉垫破损(仅适用于蝶阀泵)上面两个部位间的石棉垫破垫破损的话，会导致漏气，泵送压力下降，造成堵管，应时常检查，及时更换石棉垫。更换石棉垫时，要用白铅油加以密封，增强密封度。
　　2.5蓄能器内压力不足
　　作为迅速补充换向压力和能量的蓄能器，要保证内部氮气的充足(弹簧式蓄能器已不多见)，特别在泵送高强度混凝土及高层时更应注意，预充压力达不到6个压力，在混凝土泵压力不足时难以补充，可能造成堵泵或堵管。
　　3、其它原因
　　3.1环境温度
　　环境温度32℃以上时，因太阳光直射，输送管管壁温度最高可达70℃以上，使混凝土极易出现水分蒸发，特别是管壁的润滑膜，托浮力逐渐下降，造成堵管。应用草袋、布袋等吸水后将输送管覆盖起来，并及时浇水降温，保持泵送的连续性，停歇时间不得超出30min。
　　环境温度－12℃以下时，部分水泥颗粒表面水膜超出防冻剂作用范围，形成结晶状态，混凝土流动性变差，造成堵管。应保持混凝土入泵温度在-12℃以上，并要给输送管以保温措施，有条件可以使施工现场封闭，加以取暖设施，给搅拌车滚筒加防冻套，混凝土在输送管停歇不超过30min，尽量保持泵送的连续性。
　　3.2配料机混仓
　　粗集料储备量超过仓位上限，滑入旁边的砂仓与砂混合在一起，在投料时将混合物作为砂用量，泵送时由于粗集料过多造成堵泵或堵管。要加强上料人员的责任心，避免此类情况的出现。
　　3.3搅拌车搅拌叶片损坏
　　当采用搅拌车运送混凝土时，由于搅拌车滚筒内搅拌叶片磨损造成部分粗集料下沉到底部，在泵送到此部分混凝土时，混凝土中粗集料过多，易发生堵泵或堵管。应定期检查搅拌叶片，磨损严重时要予以更换。
　　3.4掺纤维混凝土搅拌时间不够
　　当前许多大体积或特殊要求的混凝土要求掺入一定量纤维(聚丙烯纤维、钢纤维等)，如果搅拌时间过短，纤维拌合不均匀造成一些混凝土结块，泵送时易造成堵泵或堵管。应适当延长混凝土搅拌时间，使混凝土拌合物均匀，避免结块。
　　5、非合格的泵送混凝土导致的堵管
　　用于泵送的混凝土必须符合泵送混凝土的要求，并不是所有的混凝土都可以拿来泵送，非合格的泵送混凝土将加剧泵机的磨损，并经常出现堵管、爆管等现象。
　　5.1混凝土塌落度过大或过小
　　混凝土塌落度的大小直接反映了混凝土流动性的好坏，混凝土的输送阻力随着塌落度的增加而减小。泵送混凝土的塌落度一般在8～18cm范围内，对于长距离和大高度的泵送一般需严格控制在15cm左右。塌落度过小，会增大输送压力，加剧设备磨损，并导致堵管。塌落度过大，高压下混凝土易离析而造成堵管。
　　5.2含砂率过小、粗骨料级配不合理
　　细骨料按来源可分为：河砂、人工砂（即机制砂）、海砂、山砂，其中河砂的可泵性最好，机制砂的可泵性最差。细骨料按粒径可分为：粗砂、中砂、细砂，其中中砂的可泵性最好。
　　粗骨料按形状可分为：卵石、碎石。卵石的可泵性好于碎石。骨料的最大粒径与输送管道的最小口径也有关系，卵石的最大粒径应小于1/3口径，碎石的最大粒径应小于1/4口径，否则也易引起堵管。
　　由于材料的不同，细骨料的含量（即含砂率）、粗骨料的级配都存在一个最佳值。通常情况下，含砂率不宜太低，应大于40%，大粒径粗骨料的含量不宜过高。合理地选择含砂率和确定骨料级配，对提高混凝土的泵送性能和预防堵管至关重要。
　　5.3水泥用量过少或过多
　　水泥在泵送混凝土中，起胶结作用和润滑作用，同时水泥具有良好的保水性能，使混凝土在泵送过程中不易泌水，水泥的用量也存在一个最佳值，若水泥用量过少，将严重影响混凝土的吸入性能，同时使泵送阻力增加，混凝土的保水性变差，容易泌水、离析和发生堵管。一般情况下每立方米混凝土中水泥的含量应大于320Kg，但也不能过大，水泥用量过大，将会增加混凝土的粘性，从而造成输送阻力的增加。
　　另外水泥用量与骨料的形状也有关系，骨料的表面积越大，需要包裹的水泥浆也应该越多，相应地水泥的含量就越大。因此，合理地确定水泥的用量，对提高混凝土的可泵性，预防堵管也很重要。
　　结束语
　　造成堵泵与堵管的原因很多，但只要我们认真分析好每一个细节，从每一次堵泵与堵管中不断总结经验，一定可以降低其发生的可能性。
　　