卧轴式强制搅拌机的现场选用,水利施工

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什么是混凝土搅拌站?混凝土搅拌站由哪些部件构成?混凝土搅拌站的作用有哪些?下面是本网带来的关于混凝土搅拌站的主要内容介绍以供参考。

泵送混凝土在水库泄洪隧洞工程中的应用

1.总体选型原则

考虑到集中搅拌站所提供的商品混凝土具有质量稳定、现场管理简便、清洁环保的优点,应首选商品混凝土,但在运距较远、不能保证供应的情况下,也可使用现场搅拌。现场搅拌宜选用卧轴式强制搅拌机,它可缩短搅拌时间,提高搅拌质量和产量,在搅拌时不易漏料。对保持施工清洁和物料浪费都起到一定的作用。

混凝土搅拌站主要由搅拌主机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统和控制系统等5大系统和其他附属设施组成。 由于楼骨料计量与站骨料计量相比,减少了四个中间环节,并且是垂直下料计量,节约了计量时间,因此大大提高了生产效率。

摘要:由于受工期、质量、结构形式和地理条件的限制,大中型水利水电工程混凝土的施工,已经越来越多的应用泵送混凝土技术。本文结合某水库泄洪隧洞施工中混凝土泵送的具体情况,对混凝土可泵性、混凝土泵送施工过程控制进行了介绍。

(1)生产规模

无论采用何种方式都应遵循单位时间供应量应大于混凝土泵的输送能力。这是主要考虑到以最大限度的发挥混凝土泵的运送能力,保证泵送的连续性和关键设备效用的发挥。其次在实际中搅拌机的故障率较高,需要一定的维修和保养时间。

混凝土搅拌站作用:

关键词:泄洪洞工程;泵送混凝土;过程控制

根据生产规模的大小来判断混凝土搅拌设备的生产能力。年产量20万m3以下,混凝土搅拌设备生产率一般不小于90m3/h;年产量在20万一30万m3,混凝土搅拌设备生产率一般为120m3/h;年产量30万m3以上,混凝土搅拌设备生产率一般为150 m3/h或200m3/h。

施工机械的布置由于散装水泥的广泛使用,水泥输送应采用如螺旋输送机、链式输送机、提升机等机械封闭输送,以减少施工现场污染和水泥损耗。成品混凝土可采用机械输送至混凝土泵,但从经济的角度考虑宜选用溜槽,以减少机械故障的产生和运行费用,并且可随时观察混凝土的搅拌状况和取样测定。物料计量上,特别是现场搅拌应避免人工计量,宜采用自动计量装置,以提高计量的准确性和速度,但长期施工中应注意计量装置的零点漂移和校验。在混凝土泵的选择上,主要考虑所需的浇筑强度、泵送高度、混凝土量、施工人员、工期等因素。在施工复杂的情况下,可选择多台以适合工程量的变化,灵活确定泵的数量。

混凝土搅拌站是用来集中搅拌混凝土的联合装置,又称混凝土预制场。由于它的机械化、自动化程度较高,所以生产率也很高,并能保证混凝土的质量和节省水泥,常用于混凝土工程量大、工期长、工地集中的大、中型水利、电力、桥梁等工程。随着市政建设的发展,采用集中搅拌、提供商品混凝土的搅拌站具有很大的优越性,因而得到迅速发展,并为推广混凝土泵送施工,实现搅拌、输送、浇筑机械联合作业创造条件。

1工程概述

(2)施工场地

混凝土搅拌站特点:

本隧洞工程为一条总长230m,洞身断面型式为R=6m圆形无压泄洪隧洞。洞身全断面采用钢筋混凝土衬砌,厚度0.5~1.Om,衬砌工程量7100m3。隧洞衬砌采用钢模台车施工工艺,隧洞内布设的钢模台车等施工设备、物资材料造成施工场地狭窄,其他混凝土运输工具难以直接靠近施工仓面,混凝土输送泵成为唯一的运输手段。本工程选用三一重工生产的HBT60A液压拖挂式混凝土泵输送混凝土。

根据施工场地的大小,可选择混凝土搅拌楼或混凝土搅拌站。选用混凝土搅拌楼,骨料一次提升,相同容量的搅拌机生产率比搅拌站高,整体造型整齐美观,料场占地面积小,生产环境好,但制造、安装周期长,一次性投资费用高。选用混凝土搅拌站,骨料需两次提升,布置灵活,制造、安装周期短,一次性投资费用低,但料场占地面积大,生产环境差。

混凝土搅拌站是由搅拌主机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统、控制系统五大组成系统和其他附属设施组成的建筑材料制造设备,其工作的主要原理是以水泥为胶结材料,将砂石、石灰、煤渣等原料进行混合搅拌,最后制作成混凝土,作为墙体材料投入建设生产。混凝土搅拌站自投入使用以来,在我国建筑建材业一直发挥着重要作用,当然这也是混凝土搅拌站本身所具备的优越的特性所决定的。

2混凝土泵的布置

(3)配属设备

混凝土搅拌站主要分为砂石给料、粉料给料、水与外加剂给料、传输搅拌与存储四个部分,设备通身采用整体钢结构铸造,优质H型钢不仅外观美观大方,还加强了混凝土搅拌站的整体结构强度,设备安装便捷,可应用于各种复杂的地形结构。

混凝土泵的布置既要便于混凝土运输车的进出及向料斗进料,又要考虑有利于泵送管的布设以减少泵送压力的损失,同时要求距离浇筑地点近,供电、供水方便。支撑混凝土泵的地面应平坦、坚实。混凝土泵与输送管连通后,应进行全面检查并进行空运转,以检查混凝土泵系统是否正常。输送管道绝对不能受任何拉力,水平管道应支撑垫牢,垂直倾斜管道要用锚杆夹固定。

根据配属设备情况来选择混凝土搅拌机的规格及工作尺寸。搅拌运输车的装载能力应当与搅拌机的出料能力相匹配,匹配不当会影响工作效率。装载机的上料能力应与混凝土搅拌站配料站的上料高度相匹配。

混凝土搅拌站拥有良好的搅拌性能,设备采用螺旋式双卧轴强制式搅拌主机,不仅搅拌机能强,对于干硬性、塑性以及各种配比的混凝土均能达到良好的搅拌效果。且搅拌均匀,效率高。

3混凝土的可泵性控制

(4)管理功能

混凝土搅拌站不仅具有优良的搅拌主机,还具备各种精良配件,如螺旋输送机、计量传感器、气动元件等,这些部件保证了混凝土搅拌站在运转过程中高度的可靠性,精确的计量技能以及超长的使用寿命。同时,混凝土搅拌站各维修保养部位均设有走台或检梯,且具有足够的操纵空间,搅拌主机可配备高压自动清洗系统,具有功能缺油和超温自动报警功能,便于设备维修。

3.1和易性

若采用集约化网络管理,应考虑混凝土搅拌设备的网络管理功能,避免给将来升级带来困难。

混凝土搅拌站拥有良好的环保机能,在机器运转过程中,粉料操纵均在全封锁系统内进行,粉罐采用高效收尘器/雾喷等方法大大降低了粉尘对环境的污染,同时混凝土搅拌站对气动系统排气和卸料设备均采用消声装置有效地降低了噪音污染。

混凝土的可泵性在很大程度上取决于细物料的用量,本工程细物料选用360kg/m3。由细物料混合而成的细砂浆起着对管壁润滑的作用,同时填足骨料颗粒之间空隙,并在管壁内形成一层润滑膜。

(5)设备技术性能

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3.2塌落度

主要从设备的先进性、可靠性、优良性和通用性几方面考虑。设备应当具备工作原理先进、自动化程度高、管理功能强大和环保性能好的特点。设备应配置优良,控制方式可靠,适用性强,可维修性能好。另外,还要考虑计量精度高,搅拌质量好,生产效率高,能源消耗低,标准件使用量大,可互换性好。

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在泄洪洞工程中塌落度选用16--18cm,主要是考虑洞内仓面狭窄,平仓比较困难。

(6)供应商信誉

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3.3水灰比:本工程水灰比为0.5。

主要包括安装调试是否严格;技术指导与培训是否到位;售后服务是否及时;备件供应是否充分。

3.4掺加外加剂与粉煤灰:

(7)性能价格比

在泄洪洞施工中,采用了“双掺”技术,即同时掺加外加剂和粉煤灰,特别是粉煤灰用量达20%,一方面降低了水泥用量,另一方面改善了混凝土拌合物的泵送性能,在实际使用中取得了很好的效果。

全面地追求设备技术性能是不明智的,会增加无谓的投资,但只追求低投资而降低设备技术性能则会带来使用成本的增加,这样的作法也是不可取的。目前国内市场上进口设备的综合性能较高,但价格也较贵。国产设备中的几个国内知名品牌,虽然综合性能还无法与进口设备相比,但关键部位的配置也普遍采用进口元件,主要工作性能并不比进口设备差多少,价格却低得多。比较合理的作法是选择合适的性能价格比。

3.5骨料的选择

2.关键部件的选用原则

石子的粒径、粒型符合规范和泵送要求,在石子的选用上应采用连续级配的碎石,且针片含量要少。

(1)商品混凝土搅拌设备的搅拌机

3.6砼的搅拌、运输过程的质量控制

强制式搅拌机搅拌质量好,过载能力强,卸料无离析,生产效率高,能适应多种性能的混凝土搅拌,目前商品混凝土搅拌设备普遍采用强制式搅拌机。但其结构较复杂,使用成本较高。强制式搅拌机分双卧轴、单卧轴、单立轴和行星式几种形式,双卧轴搅拌机由于搅拌性能好,生产效率高,适应性好,结构特点突出,可靠性好,非常适合于作商品混凝土生产;单卧轴搅拌机和单立轴搅拌机由于其结构特点和适应性,在商品混凝土搅拌设备上应用已越来越少:行星式搅拌机目前应用也不普遍,多见于进口设备。

该过程中的质量控制,关键在于保证砼原材料的称量精度,砼搅拌充分,运输过程中确保混凝土不离析,且坍落度损失符合有关规定。

(2)商品混凝土搅拌设备的电控系统

4混凝土泵的使用

目前,国内混凝土搅拌站电控系统形式多种多样,主要以下面3种控制方式为主。

泄洪洞混凝土衬砌采用针梁钢模全断面一次浇筑成型,每块长度10m。在没有浇筑到分缝的结构位置时,混凝土在泵送过程中是不允许停止的。特殊情况下浇筑过程中的每次停歇时间不能超过45min。施工中,应严格混凝土泵的操作控制:

(1)集散式微机控制:这种控制形式在早期的搅拌站设计中广泛应用。控制系统的核心为可编程控制器,上一级计算机只作为管理报表打印用,计算机的功能及作用不是很明显。随着商品混凝土广泛应用,对混凝土搅拌站的功能要求越来越复杂,这种控制形式的应用非常困难。

①正常泵送混凝土前,应先泵送适量水,以湿润混凝土泵的料斗、活塞及输送管内壁等直接与混凝土接触的部位。经泵水检查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,对混凝土泵和输送管内壁进行润滑。

②集中式微机控制:这种控制形式将计算机控制与管理功能集中于一台计算机,任务比较重,且生产过程中对报表资料的统计不能同步进行,不能随时统计数据,计量方面受人为因素干扰太多。例如:计量控制程序的编制,信号放大器及A/D板卡的精度,都会影响到计量精度。

②开始泵送混凝土时,混凝土泵应处于低速、匀速运行的状态,并随时可反映泵的状态。时刻观察泵的输送压力,当确认混凝土泵的压力和各系统均正常后,才能提高到正常运转速度泵送。

⑧集中式双微机控制:这种形式即解决了计量方面的人为因素干扰。采用了专用的配料控制仪表,且把生产控制和管理功能分置于两台计算机,互不干扰,生产控制和报表统计同步进行,而且管理计算机也可作为生产备份机,提供了与上一级计算机的网络接口。

③混凝土泵若出现压力过高且不稳定、油温升高、输送管明显振动及泵送困难等现象时,不得强行泵送,应立即查明原因予以排除。可先用木槌敲击输送管的弯管、锥形管等部位,并进行慢速泵送或反泵,以防止堵塞。

3.其他装置的选用原则

④混凝土泵料斗上应设置筛网,并设专人监视进料,及时清除粒径过大的骨料或异物进入泵内而造成堵塞。

(1)骨料配料系统

⑤泵送要连续进行,尽量避免泵送中断。否则混凝土就会产生泌水;中断的时间过长,还可能引起输送管道的堵塞。特殊情况下停泵时,每隔4~5min需开泵一次,使泵正转和反转各两个冲程,以防止混凝土离析。如果停止泵送时间超过45min,或混凝土出现离析现象,应及时用压力水冲洗输送管,清除管内残留的混凝土。

由于料仓上料受到辅助设备和场地的影响,料仓容积应选配大一些。

⑥泵送结束后,应将混凝土配管和料斗清洗干净。

对于搅拌站单个料仓容积一般大于20m3,若采用皮带机上料或混凝土地仓还可再大一些,以减少堆料场的占地面积。对于搅拌楼单个料仓容积一般大于50m3。混凝土搅拌站一般由配料站配料,其结构形式有两种,全钢结构配料站采用地上配料,维修方便,易于排水,但上料困难,多采用装载机或皮带机上料;钢混结构配料站的料仓为混凝土结构,地仓配料,上料方便,易于保温,但维修困难,可采用装载机、推土机或自卸车直接上料。

5混凝土泵堵管的原因、位置判断及预防措施

(2)骨料提升系统

5.1堵管的常见原因

一般采用皮带机和料斗提升,皮带输送机生产效率高,性能可靠,易封闭,不易受气候影响,维修费用低,但占地面积大。提升料斗一般仅用于搅拌站,结构紧凑,占地面积小,但维修费用高,可靠性差,目前在大型混凝土搅拌站已很少采用。目前也有采用花纹皮带和槽形皮带输送机的,提升角度可大大提高,槽形皮带可垂直提升,但由于其可靠性和回带料问题不好解决,一般采用的也不多。

①骨料级配不合理,混凝土中有大卵石、大块片状碎石等;细骨料用量太少;搅拌车搅拌筒粘附的砂浆结块落入料斗中,也可能发生管道堵塞。

(3)搅拌主楼

②混凝土配合比不合理,水泥用量过多,水灰比过大,混凝土坍落度变化大,都容易引起管道堵塞。

一般为全封闭式,内设集中除尘装置,寒冷地区还应考虑冬季施工防寒要求,做保温外装。敞开式搅拌站和简易式搅拌站,由于环保性能差,目前新建商品混凝土搅拌设备已极少见到,在某些地区已禁止使用。

③管道铺设不合理。管道弯头过多,水平管长度太短,管道过长或固定不牢等都可使堵塞发生。

(4)计量系统

④泵送间停时间过长,管道中混凝土发生离析,使混凝土与管道的摩擦力增大而堵塞管道。

目前采用重量计量方式,分为累加计量和独立计量两种形式。累加计量结构简单,易于维护,上料高度低,但不能单独控制计量精度。独立计量单独控制计量精度,结构较复杂,上料高度增加,成本有所加大。

5.2堵塞部位的判断

(5)粉料储存和输送装置

①前面软管或管道堵塞:表现为泵机反转时,吸回料斗的混凝土很少,再次压送,混凝土仍然送不出去。

粉料储存罐数量和大小应根据需要配置,一般由物料种类和供应情况来决定,粉罐应带有料位控制器。粉料输送装置一般有以下2种:气力输送结构简单,送料均匀,但长距离输送,气压不易控制;螺旋输送的输送距离长,易于总体结构布置,工作可靠,目前绝大多数搅拌站或搅拌楼都采用螺旋输送。

②混凝土阀或锥形管堵塞:表现为进行反向操作时,压力计指针仍然停在最高位置,混凝土回不到料斗中来。

(6)配套件

③料斗喉部和混凝土缸出口都堵塞:表现为主回路的压力计指针在压送压力下,活塞动作,但料斗内混凝土不见减少,混凝土压送不出去。

配套件选择往往决定混凝土搅拌设备的可靠性。一般配套件都应选择可靠性高的知名品牌,特别是主要配套件。对于国产设备来讲,电子元件、传感器、水泥碟阀,甚至于搅拌机的减速机、润滑元件等采用进口元件,比较可靠。

5.3避免堵管应采取的措施

总之,要选购一套好的商品混凝土搅拌设备需要综合考虑多方面的因素。

在本隧洞工程混凝土泵送初期曾发生堵管,给施工带来诸多不便。避免或减少堵管事故的发生,在施工中还要做好以下几方面的工作:

①经常检查混凝土输送管道的密封性和泵车的工作性能,使其处于良好的工作状态;

②在料斗上加装滤网,防止大石块进入料斗。

③科学布局输送管道,尽量减少管弯,特别是≤90°的弯管;

④对供应的混凝土应予以严格的控制,随时注意塌落度的变化,对不符合泵送要求的混凝土不允许入泵。时时检查初始塌落度是否足够,适时调整混凝土外加剂的掺量,避免混凝土塌落度损失快引起的混凝土堵管现象。

⑤当混凝土可泵性差或混凝土出现泌水、离析而难以泵送时,应立即对配合比、混凝土泵、配管及泵送工艺进行研究,并采取相应解决措施。

6结束语

混凝土泵送施工是一个多方配合、相互协作、综合保证、全面管理的系统工程。本隧洞工程的实践证明,用混凝土泵输送和浇筑混凝土节省劳动力、生产效率高、施工速度快,降低了劳动强度,提高了隧洞衬砌质量。工程中科学合理的施工组织安排和全过程的质量保证措施,满足了混凝土泵送特殊性要求,泵送混凝土施工的优越性在本工程中的应用更显突出。

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