泵送混凝土堵管原因处理方法及预防措施.docx

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泵送混凝土堵管原因处理方法及预防措施

泵送混凝土堵管原因、处理方法及预防措施

摘要：

简述混凝土泵送过程中出现堵管的原因，并探讨处理方法和预防措施。

关键词：

泵送混凝土、堵管、处理方法

在铁路施工过程中，为了确保混凝土结构的长期耐久性能，对混凝土施工中的原材料、配合比选定、混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣、养护都制定了严格的质量标准。

随着铁路建设如火如荼的发展，混凝土泵送设备在施工中得到了广泛运用。

但由于用户对输送泵的性能、泵送技术掌握不全面，操作不当，维修保养不及时等，导致设备堵管故障时有发生，从而影响了工程的施工质量和进度。

故特此对泵送过程中的堵管原因、处理方法和预防措施进行探讨。

泵送混凝土，是利用混凝土泵的压力将混凝土拌合物通过管道输送到浇筑施工地点，同时一次性完成混凝土拌合物的水平运输和垂直运输，所以它具有输送能力大、效率高、连续作业、节省人力、降低成本等优点。

泵送混凝土即要求满足设计规定强度、抗渗等级、耐久性等，还必须具有良好的可泵性，即混凝土具有摩擦阻力小、离析、阻塞、聚性适当，且能顺利通过泵送、不粘管道的施工性能。

1堵管原因混凝土泵送堵管是指混凝土在泵送过程中，泵送压力随油缸运动而迅速上升并很快达到极限压力，导致无法泵送混凝土而停止工作。

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。

这样，骨料密度增大，使该段管道内集合物沿管道径向膨胀，水泥浆润滑层被破坏，运动阻力增大，速度变慢，直至运动停止而产生堵塞。

出现堵管的主要原因如下：

1.1混凝土配制方面

1.1.1混凝土配合比不良。

配合比不良的混凝土拌合物,和易性差，变形困难，在管道中摩擦阻力增大，极易堵管。

在压力梯度较大处，水分会通过骨料间隙渗透，使骨料聚结引起堵管，多发生在管道弯曲、变径和管路中间布置软管处。

易离析，造成砂浆与骨料分离而堵管，多见于长距离水平泵送时的“偏析”堵管和竖直下行布管的下端离析堵管。

因此需要选用合适的水灰比。

混凝土的用水量是根据坍落度和砂石级配来确定的，可泵性混凝土水泥含量最少为300kg/m3，水灰比宜为0.4—0.6。

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。

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80～180mm范围内，对于长距离和大高度的泵送一般需严格控制在150mm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。

因此，坍落度对混凝土的可泵性影响最大，应根据混凝土原材料、混凝土运输距离、混凝土泵与混凝土输送管径、泵送距离、泵送高度、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。

对于不同的泵送高度，入泵时混凝土的坍落度可按表1选用。

不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值表1

泵送高度（m）

30以下

30--60

60--100

100以上

坍落度（mm）

100--140

140--160

160--180

180--200

注：

掺粉煤灰和其他外加剂时，坍落度经时损失值可根据施工经验确定。

无施工经验时，应通过试验确定。

骨料级配、粒径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。

并应有良好的级配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。

当通过0.315mm筛孔的细砂含量少时，即使混凝土其它技术指标都符合要求也会堵管。

因为这些细砂在混凝土中起一种类似滚珠的作用，能减少管壁与混凝土的摩擦，提高流动性，增大进的粘聚力和保水性，对混凝土的可泵性影响很大。

因此在JGJ/T10-95《混凝土泵送施工技术规程》中规定通过0.315mm筛孔的砂不应少于15％，并宜采用细度模数为2.5~3.2的中砂。

粗骨料按形状可分为：

卵石、碎石。

卵石的可泵性好于碎石。

粗骨料应采用连续级配，针片状颗粒含量不宜大于10%，大粒径粗骨料的含量不宜过高。

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，砂率对混凝土拌合物的流动性和粘聚性影响最大。

砂率过小，则混凝土中产生空隙，无法泵送。

砂率过大，消耗水泥浆较多，混凝土流动性下降影响泵送。

泵送混凝土的砂率一般应控制在40%～50%，砂率可根据实际情况具体调整，使用粗骨料可适当增大砂率，用细砂则减少砂率。

根据经验，中砂的砂率一般控制在38%～45%，细砂或特细砂的砂率32%～38%较为合适。

合理地选择骨料粒径和级配，对提高混凝土的泵送性能和预防堵管至关重要。

泵送混凝土应掺加适量的外加剂，并应符合国家现行标准《混凝土泵送剂》的规定，外加剂的品种和掺量由试验确定，不得任意使用。

当掺用引气型外加剂的泵送混凝土的含气量不宜大于4%。

外加剂的种类很多，如：

引气剂、减水剂、超塑化剂、缓凝剂、泵送剂等，根据混凝土的强度要求和水泥的品种，合理地选择外加剂，对提高混凝土的泵送性能起到很重要的作用。

不合理的外加剂将使混凝土的可泵性和流动性变差，从而导致堵管。

高效减水剂在减水和增大坍落度的同时有一定的早强作用，在选用减水剂时，要选含游离硫酸盐数量少的减水剂，否则水泥浆会很快变硬而不利于泵送。

一般高效减水剂坍落度损失都很大，应采用氨基磺酸类或接枝共聚物类为佳。

在夏季施工时，因气温太高，混凝土在短时间内的坍落度损失很大，尤其远距离泵送很容易堵管，此时可适当加入一定量的缓凝剂。

在选择时要注意羟基羟酸盐缓凝剂会增大混凝土的泌水，可使大水灰比低水泥用量的混凝土产生离析。

缓凝剂与其他减水剂，尤其是早强型外加剂存在相容性问题，复合使用前一定要先试验，后应用。

粉煤灰是泵送混凝土的常用掺合料，在泵送混凝土中掺加磨细的粉煤灰，能使混凝土拌合物的流动性显著提高，且能降低泌水和干缩，改善混凝土的可泵性。

对于大体积混凝土结构，掺加一定的粉煤灰还可降低水泥的水化热，有利于控制温度裂纹的产生。

对于强度等级在C25以下的混凝土，粉煤灰掺量一般为水泥用量的10～15%。

由于掺加粉煤灰后，混凝土的缓凝作用明显，冬季施工时慎用。

砂浆用量太少或砂浆配合比不合理因为首次泵送时，搅拌主机、混凝土输送车搅拌罐、料斗、管道等都要吸收一部分砂浆，如果砂浆用量太少，将导致部分输送管道没有得到润滑，从而导致堵管。

正确的砂浆用量应按每200m管道约需0.5m3砂浆计算，搅拌主机、料斗、混凝土输送车搅拌罐等约需0.2m3左右的砂浆。

因此泵送前一定要计算好砂浆的用量。

砂浆太少易堵管，砂浆太多将影响混凝土的质量或造成不必要的浪费。

另外，砂浆的配合比也很关键。

当管道长度低于150m时，用1:

2的水泥砂浆（1份水泥/2份砂浆）；当管道长度大于150m时，用1:

1的水泥砂浆（1份水泥/1份砂浆），水泥用量太少也会造成堵管。

1.1.2混凝土或砂浆的离析混凝土或砂浆遇水时，极易造成离析。

有时在泵送砂浆时，便发生堵管现象，就是因为砂浆与管道中的水直接接触后，砂浆离析而引起的。

因此在泵送前用水湿润管道后，从管道的最低点将管道接头松开，将余水全部放掉，或者在泵水之后，泵送砂浆之前，放入一海绵球，将砂浆与水分开。

泵送完毕清洗管道时，也要放入一海绵球，将水与混凝土分开，否则极易造成堵管。

1.2设备方面混凝土输送泵管接头处漏浆严重、泵管半径过小、布管不合理、弯管太多、软管使用不合理、液压系统压力调设太低、液压元件发生故障、混凝土换向阀处的零件磨损卸压等情况都可能造成堵管。

混凝土的运输设备搅拌运输车装料前，搅拌筒内存有少量积水会造成混凝土的离析。

出料时搅拌筒拌和不均匀，出现砂石分离。

这些设备自身因素也会造成混凝土泵送性能的改变，引起泵管堵塞。

对于泵送设备，应根据泵送能力，正确、合理的选择泵车型号，在制定施工组织设计时，要进行换算，得出施工条件下的实际排量和输送距离。

泵输送的最大排出量和最大排出压力（或最大泵送距离）是不能同时达到的，其相互关系是：

当排出量增大时，输送压力下降，输送距离减小，否则若排出量较大、输送距离也较远时，沿着管道离泵越远，压力损失越大、泵送阻力增大，极易引起泵管堵塞。

管道内径不一致，接头处出现错台，使得混凝土流动不畅，引起堵管。

1.2.4局部漏浆造成的堵管由于砂浆泄漏掉，一方面影响混凝土的质量，另一方面漏浆后，将导致混凝土的塌落度减小和泵送压力的损失，从而导致堵管。

漏浆的原因主要有以下几种：

（1）输送管道接头密封不严输送管道接头密封不严，管卡松动或密封圈损坏而漏浆。

此时应紧固管卡或更换密封圈。

（2）眼镜板和切割环之间的间隙过大眼镜板和切割环磨损严重时，二者之间的间隙变大。

当间隙过大时，须通过调整异形螺栓来缩小眼镜板和切割环之间的间隙，若已无法调整，应立即更换磨损件。

本办法仅适用于“S”阀系列混凝土泵。

（3）混凝土活塞磨损严重操作人员应经常观察水箱中的水是否浑浊，有无砂浆，一旦发现水已浑浊或水中有砂浆，表明混凝土活塞已经磨损，此时应及时更换活塞，否则将因漏浆和压力损失而导致堵管，同时还会加剧活塞和输送缸的磨损。

（4）因混凝土输送缸严重磨损而引起的漏浆若每次更换活塞后，水箱中的水很快就变浑浊，而活塞是好的，则表明输送缸已磨损，此时需更换输送缸。

（5）未加橡皮圈引起的漏浆泵管接头处一定要使用橡皮圈，以减少漏浆的可能性。

往往在施工过程中，施工接管人员为图一时之快而不加橡皮圈，导致泵管接口处漏浆严重，从而发生了堵泵事件，到头来是得不偿失的。

混凝土输送管前端为软管，软管的摩阻力较大，加上操作过程中往往将其过大的弯折和扭结，造成管内压力增大，这样极易在管接头处产生漏气、漏浆现象，降低泵送速度，引起堵管。

因此，在条件允许时，尽量不使用软管。

该距离除满足施工现场需要外，还要保证从泵机出口到垂直输送管之间有一定长度的水平管（约7-10m），利用该水平管的摩擦阻力抵消部分垂直管内混凝土自重造成的逆流压力。

否则，水平管太短，泵的冲击力增大，易将管卡打爆，输送管的支撑系统遭到破坏。

，由于混凝土运输停顿，在管内滞留时间过长，就极易造成混凝土的凝固堵管，但机械操作人员往往采取倒吸措施（即反向操作）来缓解管内混凝土的初凝，这种频繁的操作就造成了管内混凝土的离析和堵管。

在进行正泵、反泵疏通操作的同时，其它人员应迅速沿输送管寻找堵塞部位，找到堵塞部位后，用木槌敲打，有可能恢复畅通，但反泵几次仍无效时，应立即拆卸被堵塞的管道，清除堵塞物。

若堵清塞处判断不准，应进行分段拆管、洗；若发现管内混凝土开始凝结，应立即将所有管接头打开，快速清洗管段及泵，以免混凝土凝结无法清理，致使管道报废，设备损坏。

，观察混凝土泵的液压表和各部位工作状态，等观察各部件正常远转工作后才能投入正常泵送。

最易发生堵管的部位一般在泵的出口处（即Y型管和水平锥管内）。

当遇到堵管时应及时反泵，即反泵2~3次、正泵2~3次，并应在易堵管部位