防滲墻施工泵混凝土堵管的原因分析

□宋聚鳳 □母 利 □宋 鑫（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院）

泵送混凝土由于壓力作用，一部分水泥砂漿被擠向外層，在粗骨料與管壁之間形成一個(gè)潤滑層，混凝土只有保持這種狀態(tài)，泵送才能順利進(jìn)行。目前，泵送混凝土以其作業(yè)速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度小、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，在混凝土防滲墻工程施工中得到了廣泛應(yīng)用，但泵送混凝土過程中的堵管現(xiàn)象是經(jīng)常出現(xiàn)和難以處理的問題，造成施工中堵管的原因主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一、物的因素

（一）混凝土的坍落度過小或過小導(dǎo)致的堵管

混凝土坍落度的大小直接反映了混凝土流動(dòng)性的好壞，是混凝土拌和料本身的和易性，性能良好的混凝土應(yīng)具有較好的粘塑性，混凝土泌水小，不易分離。混凝土的輸送阻力隨著坍落度的增加而減小，泵送混凝土的坍落度一般在18～22cm（塑性墻）范圍內(nèi)，對(duì)于長距離的泵送一般需控制在21cm左右。

坍落度小一點(diǎn)好，坍落度越大、水灰比增大，混凝土水化熱大，混凝土就會(huì)離析，使工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降；高壓下混凝土易離析而造成堵管、爆管等；天氣炎熱、混凝土運(yùn)輸條件不好，可適當(dāng)增加坍落度。

坍落度過小，會(huì)增大輸送壓力，加劇設(shè)備磨損，并導(dǎo)致堵管；坍落度過大，高壓下混凝土易離析而造成堵管、爆管等。影響坍落度的原因如下：

1.水泥用量過少或過多

水泥在泵送混凝土中，起膠結(jié)作用和潤滑作用，同時(shí)水泥具有良好的保水性能，使混凝土在泵送過程中不易泌水。水泥的用量也存在一個(gè)最佳值，若水泥用量過少，將嚴(yán)重影響混凝土的吸入性能，同時(shí)使泵送阻力增加，混凝土的保水性變差，容易泌水、離析和發(fā)生堵管。一般情況下1m3混凝土中水泥的含量應(yīng)＞320kg，但也不能過大，水泥用量過大，將會(huì)增加混凝土的黏性，從而造成輸送阻力的增加。

另外水泥用量與骨料的形狀也有關(guān)系，骨料的表面積越大，需要包裹的水泥漿也應(yīng)該越多，相應(yīng)地水泥的含量就越大。因此，合理地確定水泥的用量，對(duì)提高混凝土的可泵性，預(yù)防堵管也很重要。

2.外加劑的選用

外加劑的種類很多，如：加氣劑、減水劑、超塑化劑、緩凝劑、泵送劑等。目前我國外加劑種類已有10余大類，200多種牌號(hào)，這些產(chǎn)品由于生產(chǎn)工藝控制條件及原料性能不同，其產(chǎn)品質(zhì)量差異較大。又因配制混凝土的水泥礦物組成不同，礦石產(chǎn)地不同和配制時(shí)的環(huán)境氣溫施工條件的影響因素較多，所以在工程中選用某種外加劑之前(或批次不同的外加劑)，都應(yīng)對(duì)外加劑進(jìn)行必要的試驗(yàn)，絕不能拿來就用，以免影響效果。一定要按照外加劑廠家推薦的摻量、性能指標(biāo)，結(jié)合工程實(shí)際使用的水泥、砂石，按混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范對(duì)摻外加劑的混凝土與不摻外加劑混凝土進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，以求得外加劑最佳摻量，確定外加劑混凝土配合比才能達(dá)到預(yù)期效果。根據(jù)墻體強(qiáng)度要求和水泥的品種，合理地選外加劑，對(duì)提高混凝土的泵送性能起到很重要的作用；不合理的外加劑將使混凝土的可泵性和流動(dòng)性變差，從而導(dǎo)致堵管。

（二）管道連接原因?qū)е碌亩鹿?/h3>

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(dǎo)致混凝土的坍落度減小和泵送壓力的損失，從而導(dǎo)致堵管。

1.管道連接方法不當(dāng)很容易導(dǎo)致堵管

管道布置時(shí)應(yīng)按最短距離、最少彎頭和最大彎頭來布管，盡量減小輸送阻力，也就減少了堵管的可能性。泵出口錐管處，不允許直接接彎管，至少應(yīng)接入5mm以上直管后，再接彎管。泵送中途接管時(shí)，每次只能加接一根，且應(yīng)用水潤滑一下管道內(nèi)壁，并排盡空氣，否則極易造成堵管。垂直向下的管路，高度過高時(shí)，出口處應(yīng)裝設(shè)防離析裝置，預(yù)防堵管，高壓泵入管處設(shè)閥，停機(jī)時(shí)間超過5min時(shí)，應(yīng)關(guān)閉該閥，防止混凝土倒流。水平管路的長度一般應(yīng)不小于垂直管路長度的15%，且應(yīng)在水平管路中接堵管；由水平轉(zhuǎn)垂直時(shí)的90°彎管，彎曲半徑應(yīng)＞500mm。

2.輸送管道接頭密封不嚴(yán)

輸送管道接頭密封不嚴(yán)，管卡松動(dòng)或密封圈損壞而漏漿，此時(shí)應(yīng)緊固管卡或更換密封圈。

3.混凝土泵活塞磨損嚴(yán)重

隨著設(shè)備工作時(shí)間的加長，活塞的周邊逐漸磨損，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，部分砂漿會(huì)滲漏在混凝土缸壁上，與水箱中水接觸后，水在短期內(nèi)迅速變渾。操作人員應(yīng)經(jīng)常觀察水箱中的水是否渾濁，有無砂漿，一旦發(fā)現(xiàn)水已渾濁或水中有砂漿，表明混凝土活塞已經(jīng)磨損，此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換活塞，否則將因漏漿和壓力損失而導(dǎo)致堵管，同時(shí)還會(huì)加劇活塞和輸送缸的磨損，應(yīng)更換活塞，否則漏漿嚴(yán)重會(huì)造成堵管。

（三）含砂率過小、粗骨料級(jí)配不合理

細(xì)骨料按來源可分為：河砂、人工砂（即機(jī)制砂），其中河砂的可泵性較好，機(jī)制砂的可泵性稍差。細(xì)骨料按粒徑可分為：粗砂、中砂、細(xì)砂，其中中砂的可泵性較好；粗骨料按形狀可分為：卵石、碎石；卵石的可泵性好于碎石。骨料的最大粒徑與輸送管道的最小口徑也有關(guān)系，卵石應(yīng)小于1/3泵管口徑，碎石應(yīng)小于1/4口徑，否則也易引起堵管。

由于材料的不同，細(xì)骨料的含量（即含砂率）、粗骨料的級(jí)配都存在一個(gè)最佳值；通常情況下，含砂率不宜太低，應(yīng)＞40%，超徑粗骨料的含量不宜過高。合理地選擇含砂率和確定骨料級(jí)配，對(duì)提高混凝土的泵送性能和預(yù)防堵管至關(guān)重要。

（四）砂漿量及配合比

因?yàn)槭状伪盟蜁r(shí)，攪拌主機(jī)、混凝土輸送車、料斗、管道等都要吸收一部分砂漿，如果砂漿用量太少，將導(dǎo)致部分輸送管道沒有得到潤滑，從而導(dǎo)致堵管。砂漿用量可按每100m管道（管徑13cm）約需0.50m3砂漿計(jì)算，攪拌主機(jī)、料斗、混凝土輸送車攪拌罐等約需0.20m3左右的砂漿。因此泵送前一定要計(jì)算好砂漿的用量，砂漿太少易堵管，砂漿太多將影響混凝土的質(zhì)量或造成不必要的浪費(fèi)。

砂漿的配合比也很關(guān)鍵。當(dāng)管道長度低于150m時(shí)，用1:2的水泥砂漿（1份水泥/2份砂漿）；當(dāng)管道長度＞150m時(shí)，用1:1的水泥砂漿（1份水泥/1份砂漿），水泥用量太少也會(huì)造成堵管。

二、環(huán)境因素

主要表現(xiàn)為氣溫變化導(dǎo)致的堵管。夏季施工氣溫較高，環(huán)境溫度32℃以上時(shí)，因太陽光直射，輸送管管壁溫度最高可達(dá)70℃以上，使混凝土極易出現(xiàn)水分蒸發(fā)，特別是管壁的潤滑膜托浮力逐漸下降，水分蒸發(fā)快，氣泡外溢造成新拌混凝土塌落度減小，從而導(dǎo)致堵管。此時(shí)可調(diào)整混凝土配合比，提高砂率、用水量，將混凝土初始塌落度調(diào)整到20cm以上；摻加適量粉煤灰，代替部分水泥；適量加大混凝土外加劑摻量（尤其在溫度比平常氣溫高得多時(shí)）；選用礦渣水泥或火山灰質(zhì)水泥；改善混凝土運(yùn)輸車的保水、降溫裝置或加蓋濕草墊等來降低混凝土溫度。保持泵送的連續(xù)性，停歇時(shí)間不得超出30min。從而解決溫度過高泵送混凝土塌落小引起的堵管。亦可合理安排成槽時(shí)間，泵送混凝土?xí)r避免高溫時(shí)段。

環(huán)境溫度－12℃以下時(shí)，部分水泥顆粒表面水膜超出防凍劑作用范圍，形成結(jié)晶狀態(tài)，混凝土流動(dòng)性變差，造成堵管。應(yīng)保持混凝土入泵溫度在-12℃以上，并要給輸送管以保溫措施，有條件可以使施工現(xiàn)場(chǎng)封閉，加以取暖設(shè)施，給攪拌車滾筒加防凍套，混凝土在輸送管停歇不超過30min，盡量保持泵送的連續(xù)性。

三、人為方面原因

（一）混凝土泵選型、輸送管尺寸選擇不當(dāng)

在安排泵送前，應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)觀察地形、水平距離以及垂直高度等泵送條件，選擇合適混凝土泵，以免選用泵送壓力達(dá)不到要求的混凝土泵，造成泵送過程中堵泵與堵管。

輸送管尺寸要根據(jù)粗骨料等要求選取規(guī)格，以免選擇不當(dāng)造成堵管。

（二）泵送前潤滑、清洗不到位

泵送前先用一定量水潤濕管道內(nèi)壁，再泵送適量砂漿潤滑，這里一定要注意的是泵送砂漿前，一定要將管道內(nèi)的水全部放掉或用一海綿球?qū)⑸皾{與水分開，否則在泵送砂漿時(shí)會(huì)使砂漿離析而堵管。每次泵送完畢后一定要按照操作規(guī)程將輸送管道清洗干凈，否則會(huì)造成下一次泵送時(shí)堵管

（三）泵送速度選擇不當(dāng)

泵送混凝土?xí)r，速度的選擇很關(guān)鍵，操作人員不能一味圖快，否則可能欲速不達(dá)。開始泵送時(shí)，可用泥漿濕潤泵管，由于初始時(shí)管道阻力較大，此時(shí)應(yīng)低速泵送，泵送正常后，可適當(dāng)提高泵送速度。當(dāng)混凝土供應(yīng)不及時(shí)時(shí)，寧可降低泵送速度也要保持連續(xù)泵送，但不能超過從攪拌機(jī)到澆筑的允許連續(xù)時(shí)問。

（四）混凝土供應(yīng)頻率不當(dāng)

要與施工方或操作人員時(shí)刻保持聯(lián)系，防止供應(yīng)頻率過快或過慢。頻率過快，造成后面的混凝土等待時(shí)間加長，坍落度變小，泵送困難造成堵泵、堵管；頻率過慢，造成混凝土供應(yīng)間隔時(shí)間太長，停泵時(shí)間超過混凝土從出攪拌機(jī)到澆筑完畢的時(shí)間，造成在管路里面的混凝土初凝。

（五）未經(jīng)技術(shù)人員許可私自向混凝土中加水

當(dāng)混凝土坍落度偏小時(shí)，應(yīng)降低泵送速度，坍落度不適合泵送時(shí)，要及時(shí)聯(lián)系技術(shù)人員經(jīng)二次流化后泵送，禁止隨意向攪拌車或料斗內(nèi)的混凝土直接加水，否則極易造成堵泵或堵管。

（六）料斗內(nèi)混凝土量控制不當(dāng)

在泵送過程中，料斗內(nèi)混凝土務(wù)必在攪拌軸中線以上，否則極易吸入空氣，產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象，使泵送無力產(chǎn)生堵管現(xiàn)象；料斗格篩上不應(yīng)堆滿混凝土，造成混凝土難以流入料斗，且不易清除超徑骨料及雜物，也容易引起吸空堵管；因故停機(jī)期間，要保留足夠混凝土，應(yīng)每隔5～10min（實(shí)際操作視混凝土泵送時(shí)氣溫、混凝土坍落度、混凝土初凝時(shí)間而定）開泵一次，以防堵管。對(duì)于停機(jī)時(shí)間過長，已初凝的混凝土，要清除混凝土泵和輸送管中的混凝土堆得太多，應(yīng)低于防護(hù)欄，以便于及時(shí)清理粗骨料和超大骨料。

（七）操作人員精力不集中

操作人員要隨時(shí)注意泵送壓力、油溫、輸送管的情況，一旦發(fā)現(xiàn)壓力表讀數(shù)突然增大，應(yīng)立即反泵2～3個(gè)行程，再正泵，堵管可排除；若已經(jīng)進(jìn)行了反泵，正泵幾個(gè)操作循環(huán)，仍未排除堵管，應(yīng)及時(shí)拆管清洗，否則將使堵管更加嚴(yán)重。

四、結(jié)語

以上是總結(jié)的是混凝土防滲墻施工中導(dǎo)致堵管的幾個(gè)常見原因及預(yù)防措施，但實(shí)際生產(chǎn)操作過程中，由于外界條件的變化，造成堵管的原因往往不止這些。但只要我們嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，做到防微杜漸，不斷地從每一次堵管中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，一定可以降低其發(fā)生的可能性。