超高层混凝土泵送技术研究和应用--中国期刊网

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超高层混凝土泵送技术研究和应用

发表时间：2020/9/23 来源：《基层建设》2020年第17期作者：赵春

[导读] 摘要：近年来，在现阶段的城市中，高层建筑越来越多，对混凝土的应用也越来越广泛。

        长春昌驰宏成混凝土有限公司吉林省长春市 130000
        摘要：近年来，在现阶段的城市中，高层建筑越来越多，对混凝土的应用也越来越广泛。混凝土泵送是超高层建筑混凝土施工中一个非常关键的环节，由于本身需要涉及到比较大的泵送压力，对泵送技术要求比较高。本文以超高层混凝土泵送技术为研究对象，从混凝土搅拌站视角出发，重点对其技术要点进行探讨。
        关键词：超高层；混凝土；泵送技术；技术要点
        引言
        随着我国建筑行业的飞速发展，高层建筑的工程数量与规模都在与日剧增，尤其是超高层建筑，可以有效满足社会与经济的发展需求。然后超高层建筑需要涉及高层施工，无论在技术应用还是材料输送环节都会提升难度，混凝土作为建筑施工中的主要材料，其面临的超高层输送问题也是建筑行业的一大难题，但是超高泵送混凝土施工技术的出现有效解决了此类问题，这样能够对超高层建筑的施工质量与效率提供保障。基于此，本文针对其超高泵送混凝土施工技术的具体应用进行研究，能够有效丰富我国建筑行业在超高层施工建筑中的相关经验。
        1超高层混凝土泵送施工技术的发展进程
        不同国家对于超高层有不同的标准。在1972年举办的国际高层建筑会议上，将其定义为高度超过100米或楼层超过40层的建筑；日本则是超过15层的建筑；我国则是高度超过100米的建筑。关于这种建筑，通过能够代表一个国家的经济与科技实力，1894年，美国纽约建设落成106米高的曼哈顿人寿保险大厦，由此引发了世界各国之间就最高大厦的竞争，从帝国大厦、世贸中心到吉隆坡双塔、金茂大厦，再到迪拜塔，不断刷新了高层建筑的建筑记录。我国尽管起步较晚，但是因土地资源比较稀缺，建设高层、超高层建筑迫在眉睫，因此高层建筑获得迅猛发展。
        2泵送施工技术要点
        2.1泵送施工技术流程
        在进行超高层泵送混凝土施工作业前，要针对施工设备与泵送管路进行检查，保证管路的顺畅性以及不存在漏点，因此，在平时需要定期对管路进行清洗与养护，这样才能有效延长混凝土泵送管路的使用时间。在泵送作业开始后需要逐次加入少量水、纯水泥稀浆、砂浆、混凝土泵送，此外，在泵送过程中还要对泵送压力进行合理控制，不仅要保证管路中混凝土输送的流畅性，还要保证混凝土供给的连续性，在超高层混凝土泵送作业完毕后需要对管路进行清洗，可以采用往泵机料斗内注水往上清洗再回放的方式。
        2.2提升混凝土泵送设备的泵送压力
        针对混凝土泵送设备而言，其泵送能力主要体现在整机功率与泵送混凝土的出口压力这两个方面的关键参数上，其中整机功率是混凝土输送量得以有效保障的关键，而泵送混凝土的出口压力则是决定泵送混凝土高度的关键。与此同时，混凝土泵送设备也需要具备一定量的泵送能力储备量，这样才能确保所泵送混凝土可以实现顺利运输，避免出现堵管或混凝土离析问题等质量问题。比如，如果超高层建筑的高度大于400m，那么可以采用HBT90CH21345D超高压泵、HBT90CH2122D这两种由三一重工专门研制的超高压泵。其中前者的整机功率可以达到237×2kW，泵送的出口压力可以相应地达到35MPa，可以实现700m的理论混凝土泵送高度。
        2.3确保泵送设备动力
        在整个泵送施工过程中，通常需要确保泵送设备具有足够的输送量、出口压力。在双泵合流技术的帮助下，通过使用两台发动机来驱动两套泵组的方式，完成对泵送机系统的设置，可充分保证施工进度与效率。

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在泵送设备中如果一组泵组存在故障，可立即向另一泵组切换，确保工作的顺利开展，使其排量至少维持在50%左右，防止中断施工，避免对施工进度质量造成影响，从而有助于成本损失的显比钢纤维含量对自密实混凝土力学性能的增强效果。研究动静态的应力应变曲线，采用连续介质损伤力学理论推导含损伤、含应变率、含钢纤维体积比的钢纤维自密实混凝土本构，为钢纤维自密实混凝土在动静态载荷作用下的工程应用提供理论指导。
        2.4有效应用耐超高压泵送管道系统
        为了确保超高层混凝土泵送的稳定性与安全性，要确保泵送管道本身需要承受超高压，所以有效应用耐超高压泵送管道系统具有重要的意义。在实际的超高层混凝土泵送过程中，一般可以应用经过淬火工艺处理之后的特制合金钢超高压泵送管道，其寿命是Q345钢管的3～5倍，可以有效地保证整个超高层混凝土泵送的稳定性与安全性，一般相应的管道寿命可以达到泵送5万m³以上的混凝土。通常而言，在超高层混凝土泵送过程中，超高压泵送管道的压力最大值为35MPa，这时候管道的纵向方向上形成的拉力可以达到420kN，所以常规的密封技术与连接方式无法满足实际的施工需求，否则容易造成漏浆和堵管等问题。针对这种情况，可以采用特制的耐磨管道来确保整个混凝土泵送过程的稳定性。此外，针对常拆卸的泵送管道，可以应用螺栓活动连接形式，而不常拆卸的泵送管道则可以相应地应用螺栓固定连接形式，这样都可以确保泵送管道密封与连接的可靠性。
        2.5自密实混凝土工作性能实验过程
        本课题主要采用的自密实混凝土的研究方法有：首先，测试自密实混凝土的流动性以及测试钢纤维自密实混凝土流动性采用的方法是坍落度筒法，坍落度筒法的扩展度越大，则说明混凝土的流动性越好，并且填充能力也比较强，在建筑过程中比较容易施工。其次，对于自密实混凝土骨料通过性检测以及对于钢纤维自密实混凝土中混凝土在钢筋间隙的通过能力测试时采用的方法是J-环法，J环法的扩展度越大，说明混凝土的流动性越好，并且不容易出现离析、泌水等问题。最后，在进行自密实混凝土的骨料通过性以及抗离析性实验和在对钢纤维自密实混凝土进行填充能力和抗离析性实验时，采用的是U型仪法和GTM稳定法，通过两种试验方法可以了解到，自密实混凝土的流动性较好并且混凝土离析率在5%以上时不离析，在5%以下时离析。
        2.6合理地应用耐超高压液压截止阀
        在泵送超高层混凝土期间，为了确保整个泵送过程的质量，要注意定期保养或维修泵送的机械设备，这时候就需要在泵送混凝土的出口部位的管路上相应地接入液压截止阀，以避免垂直泵送混凝土管道中存在的混凝土发生回流问题。而液压截止阀本身的驱动动力是液压油缸，可以灵活地应用控制阀进行操作，并可以借助浮动密封环结构的插板来确保整个过程操作的便捷性，并且其本身具有非常好的密封性能，可以避免管道内部压力泄露问题，全面确保混凝土泵送过程的稳定性与安全性。
        结语
        综上所述，超高层泵送施工是一个系统性的工程，施工前需设计一套完善的生产、施工组织体系，只有做好整个施工过程中的混凝土输送泵车的选择、混凝土运输搅拌罐车的确定、混凝土配合比设计、原材料选择及控制和混凝土生产质量控制、现场施工的控制这全过程才能保障施工顺利和施工质量，任意一个环节出现偏差，都可能造成失败，不仅会影响项目工程进度，而且影响工程质量。超高层泵送施工须全方位从“人机料法环”这五个因素着手分析、设计、控制，从而保证施工顺利完成。作为推动和发展现代化建设的一员，我们应坚持不懈坚守在一线，通过长期不断的高强、高性能、超高泵送试验研究，为努力建设更高、更强、更快的新中国贡献出混凝土人的一份力量。
        参考文献：
        [1]吴德龙，花力，陈建大.超高泵送混凝土施工管理关键技术研究[J].建筑施工，2016，38（7）：929-932.
        [2]胡延军.建筑工程施工中预拌混凝土及混凝土泵送技术研究[J].黑龙江科技信息，2017（8）：198.
        [3]朱维香.高性能混凝土超高泵送技术[J].中华建设，2016（4）：140-142.