混凝土泵送技術(shù)作為一項成熟的施工工藝，因其優(yōu)質(zhì)高效的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應用于土建工程中，但牽引式固定泵因各種環(huán)節因素影響容易在施工過(guò)程中產(chǎn)生混凝土堵管現象，由此會(huì )造成混凝土施工冷縫、材料浪費?；炷潦怯伤?、礦物細摻料、砂、石、水、空氣和外加劑等組成的多相顆粒聚集體，其可泵性原理:在機械泵液壓系統徑向壓力作用下，細顆粒聚集體因強大的流體速度被擠壓到柱狀流體的外層，在輸送管內壁與粗顆粒聚集體之間形成一個(gè)水泥漿體潤滑層，潤滑層均勻包裹在粗顆粒的表面，在輸送管道中呈懸浮狀態(tài)運動(dòng)，由此形成混凝土的輸送狀態(tài)。在泵送過(guò)程中，柱狀流態(tài)混凝土由內向外形成粗骨料層、細骨料層、砂漿層、水泥漿體潤滑層結構分布層次。各顆粒之間在傳輸過(guò)程中處于相對靜止狀態(tài)，當局部粗骨料之間或粗骨料與管壁之間的摩阻力因外部因素影響過(guò)大時(shí)，粗骨料會(huì )產(chǎn)生相對的逆向運動(dòng)，并沖破水泥漿體潤滑層，導致混凝土分布層次狀態(tài)的破壞，致使粗骨料形成聚結狀態(tài)，這樣就導致了堵管現象的發(fā)生。
人為因素引起的堵管現象分析
1.原因分析
外加劑對混凝土的影響也應考慮，加鹽類(lèi)減水劑與水泥中的硬石膏會(huì )發(fā)生化學(xué)反應，產(chǎn)生假凝現象而堵管，而且加的量大會(huì )使混凝土離析、泌水。防凍劑在溫度較高時(shí)仍使用也會(huì )產(chǎn)生假凝堵管等。所以使用外加劑時(shí)要看清說(shuō)明，適用的溫度、條件和對象，嚴格控制用量比例，否則會(huì )發(fā)生適得其反的作用。
輸送管道局部漏漿，會(huì )引起流態(tài)混凝土表層的水泥漿體潤滑層破壞，同時(shí)泵送徑向壓力損失，從而導致堵管。
輸送管道上次泵送后未沖洗干凈，附著(zhù)在管內壁的混凝土硬化后，減小了管道的流通面積，同時(shí)附著(zhù)的干硬骨料會(huì )持續破壞流態(tài)混凝土的潤滑層，骨料之間及骨料與管壁之間摩阻力加大，從而造成堵管。
泵送間歇時(shí)間過(guò)長(cháng)引起的堵管，與混凝土的供應頻率不當有關(guān)，間歇時(shí)間過(guò)長(cháng)，水泥漿體會(huì )發(fā)生水化作用破壞潤滑層摩阻力增加，泵送困難而堵管?；炷涟韬蠒r(shí)間過(guò)短、不均勻、流動(dòng)性差，也是造成堵管的原因。
在泵送時(shí)擅自向料斗內加水，水泥漿體潤滑層因失去張力連接而破壞，極易造成離析型堵管多發(fā)生在下垂直管道的下端部位處。
2.控制措施
(1)逐次檢查輸送管道的接頭部位是否密閉，管道之間必須加設密封圈，接頭管卡螺栓必須擰緊。
(2)布設管道前對未清洗干凈的管道進(jìn)行敲打并將管道沖洗干凈。
(3)根據混凝土的運輸距離、澆筑工程量、罐車(chē)行駛速度、泵送速度確定運輸車(chē)輛數量，控制運輸供應頻率，減少待機和停機間歇時(shí)間;間歇時(shí)每隔5min做正反操作各兩個(gè)沖程防止堵管。
(4)發(fā)現坍落度偏小時(shí)，應降低泵送速度禁止加水。
操作因素引起的堵管現象分析
1.原因分析
在遠距離泵送時(shí)配管長(cháng)、彎管多，泵送阻力加大，尤其在上垂直布管中，機械泵分配閥換向吸入混凝土或泵送間歇時(shí)，垂直輸送管中的混凝土因重力作用產(chǎn)生逆流壓力，該逆流壓力降低了機械泵的液壓傳遞推動(dòng)力，在彎管處造成傳遞推動(dòng)力的反彈，致使骨料分離破壞了懸浮運動(dòng)狀態(tài)，造成再次泵送困難而堵管。
2.控制措施
(1)輸送管路采取最短原則，減少彎管少用軟管以達到降低泵送阻力的目的。
(2)輸送管末端軟管宜垂直安放水平放置時(shí)彎曲不宜超過(guò)90°，禁止扭曲變形不宜在管路中間布設軟管。
(3)上垂直配管時(shí)為克服逆流壓力引起的堵管情況地面水平管長(cháng)度不宜小于垂直管長(cháng)度的1/4，且不宜小于15m，以水平輸送管內的混凝土與管壁的摩阻力來(lái)平衡垂直高度的逆流壓力。
(4)盡量保持泵送的連續性，間歇時(shí)間不宜超過(guò)15min。
技術(shù)因素引起的堵管現象分析
(一)配比不良造成的堵管
1.原因分析
假如水泥、骨料用量均確定，水膠比太大混凝土會(huì )離析，水膠比太小混凝土和易性差，易堵管。所以，水膠比應適當。另，混凝土設計強度標號確定后，水泥強度標號使用過(guò)高，用量偏少，混凝土松散，易堵管。所以，在混凝土設計強度一定時(shí)，應合理選用水泥的強度。
混凝土配合比不合理在徑向壓力梯度較大的部位潤滑層中的水泥漿會(huì )通過(guò)骨料間隙滲透，潤滑層破壞，骨料聚結而堵管;容易產(chǎn)生在輸送管道的變徑彎曲及中間軟管部位。水泥作為潤滑層的主要介質(zhì)，起著(zhù)傳遞輸送壓力的作用，水泥用量過(guò)高，混凝土的粘度大，會(huì )增加泵送阻力造成堵管;水泥用量過(guò)小，混凝土和易性差，流態(tài)混凝土與管道摩阻力增大，變形困難容易造成堵管。
水灰比過(guò)大，混凝土容易泌水，外層水泥漿體細顆粒彼此間不能產(chǎn)生有效地張力連接，骨料之間的潤滑層消失，砂漿與骨料分離產(chǎn)生離析，由此造成堵管;常產(chǎn)生在遠距離水平泵送和下垂直泵送的下端部位。
坍落度過(guò)小，混凝土稠度大，泵送阻力明顯，輸送困難造成堵管。
2.控制措施
混凝土攪拌前，測定砂石含水率合理調整材料用量，科學(xué)的進(jìn)行混凝土配合比設計;水泥用量控制在300kg/m3～320kg/m3，適當摻入粉煤灰、火山灰等附加劑增加泵送性;泵送混凝土的水灰比控制在0.45～0.6區間范圍，不得低于0.45;坍落度控制在8cm～15cm區間范圍，坍落度大于15cm，應適量加入減水劑。
(二)骨料級配不合理造成的堵管
1.原因分析
粗骨料不可太粗，細骨料不可太細，泌水性差也容易堵管，所以，砂應選用中砂，石子(粗骨料)采用連續級配，根據管徑及鋼筋最小間距確定最小粒徑。級配合理的骨料，水泥用量少，和易性好，不易離析、泌水。粗骨料的粒徑、顆粒級配和形狀不合理，會(huì )造成粗骨料之間及粗骨料與管壁之間的接觸，泵送阻力增大，直至堵管。
粗骨料的級配直接影響空隙率和砂率，從而影響混凝土的可泵性。細骨料在潤滑層中起著(zhù)“滾珠”的作用，同時(shí)在管中懸浮著(zhù)粗骨料保證流動(dòng)順暢;粗砂空隙率大，可泵性差;砂粒過(guò)細，泌水性強，混凝土發(fā)生干縮性，泵送阻力增大易堵管。砂率對混凝土拌合物的流動(dòng)性和粘聚性影響最大;砂率過(guò)小，則混凝土中產(chǎn)生空隙，無(wú)法泵送;砂率過(guò)大，消耗水泥漿較多，混凝土流動(dòng)性下降影響泵送。
2.控制措施
就形狀而言，卵石優(yōu)于碎石，粗骨料最大粒徑不得大于結構截面最小尺寸的1/4～1/3，并在泵機喂料口上方裝設濾網(wǎng)，防止超徑石子進(jìn)入輸送管道。
宜用細度模數為2.5～3.2的中砂;通過(guò)0.315mm篩孔的砂不小于15%。
砂率主要與粗、細骨料的顆粒級配和水泥用量有關(guān)，一般泵送混凝土的砂率在40%～50%，使用粗砂可適當增大砂率，用細砂則可減小砂率。
氣候因素引起的堵管現象分析
1.原因分析
在夏季高溫環(huán)境下，輸送管壁溫度較高，致使潤滑層持續脫水，坍落度損失，混凝土與管壁的摩阻力不斷增大，使粗骨料不能形成懸浮運動(dòng)狀態(tài)，由此造成堵管現象。在冬季極冷環(huán)境下，與管壁接觸的潤滑層相對溫度較低，因輸送間歇或溫度超出防凍劑作用范圍時(shí)，潤滑層就容易局部形成結晶體，失去潤滑作用而堵管。
2.防治措施
在管道上覆蓋草簾、布袋，夏季每間隔一段時(shí)間澆水一次，保持管壁溫度適度。攪拌車(chē)滾筒冬季時(shí)加防凍套，減少混凝土的運輸熱量損失。保持泵送的連續性。
離析導致的堵管及措施
混凝土或砂漿遇水時(shí)，極易造成離析。有時(shí)在泵送砂漿時(shí)，便發(fā)生堵管現象，就是因為砂漿與管道中的水直接接觸后，砂漿離析而引起的，預防辦法是：泵前用水濕潤管道后，從管道的最低點(diǎn)將管道接頭松開(kāi)，將余水全部放掉，或者在泵水之后，泵送砂漿之前，放入一海綿球，將砂漿與水分開(kāi)。泵送完畢清洗管道時(shí)，也要放入一海綿球，將水與混凝土分開(kāi)，否則極易造成堵管。
局部漏漿造成的堵管及措施
由于砂漿泄漏掉，一方面影響混凝土的質(zhì)量，另一方面漏漿后，將導致混凝土的塌落度減小和泵送壓力的損失，從而導致堵管。漏漿的原因主要有以下幾種：輸送管道接頭密封不嚴。輸送管道接頭密封不嚴，管卡松動(dòng)或密封圈損壞而漏漿。此時(shí)應緊固管卡或更換密封圈。
結 語(yǔ)
關(guān)于泵送混凝土的堵管現象，杜絕人為因素，規范施工操作流程，控制技術(shù)質(zhì)量標準，降低環(huán)境外部影響因素，防微杜漸，加強預防控制，把堵管現象降低到最小，就會(huì )為施工的暢通創(chuàng )造一個(gè)良好條件。
(李 軍)
