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日期:2020-12-03 15:57 人气:

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  读音同“同”,主要为了方便在建筑工程中简单快捷的拼写或者读书“混凝土”。

  当时教学科技落后,没有录音机,也没有复印机,学生上课听讲全靠记笔记。“混凝土”是建筑工程中最常用的词,但笔划太多,写起来费力又费时。于是思维敏捷的蔡方荫就大胆用“人工石”三字代替“混凝土”。因为“混凝土”三字共有三十笔,而“人工石”三字才十笔,可省下二十笔,大大加快了笔记速度。后来“人工石”合成了“砼”。并在大学生中得到推广。

  1956年7月,中国科学院编译出版委员会“名词室”审定颁布的《结构工程名词》一书中,明确推荐“砼”与“混凝土”一词并用。从此,“砼”被广泛采用于各类建筑工程的书刊中。

  1985年6月7日,中国文字改革委员会正式批准了“砼”与“混凝土”同义、并用的法定地位。

  另外,“砼”的读音正好与法文“BE—TON”,德国“Be—ton”,俄文”BE—TOH“混凝土一词的发音基本相同。这样,在建设领域中更有利于国际学术交流,是个建筑工程专用字。

  混凝土泵是水泥混凝土机械中的主要设备,用于垂直与水平方向混凝土的输送工作。具有效率高、质量好、机械化程度高和作业时不受现场条件限制并可减少环境污染等特点。德国于1927年首创了泵送混凝土施工技术,是欧洲泵送混凝土技术发展最快的国家,至1973年泵送混凝土的普及率已达40%~50%。美国和日本在引进德国技术之后发展也十分迅速,也已成为泵送混凝土普及率最高的国家。

  我国在20世纪80年代初,泵送混凝土开始被广泛采用,其应用范围遍及水利、水电、隧道、地铁、桥梁、大型基础和高层建筑等工程。

  挤压式混凝土泵主要由料斗、鼓形泵、驱动装置、真空系统和输送管等组成。主要特点是:结构简单、造价低,维修容易且工作平稳。由于输送量及泵送混凝土压力小,输送距离短,目前已很少采用。

  液压活塞式混凝土泵主要由料斗、混凝土缸、分配阀、液压控制系统和输送管等组成。通过液压控制系统使分配阀交替启闭。液压缸与混凝土缸连接,通过液压缸活塞杆的往复运动以及分配阀的协同动作,使两个混凝土缸轮流交替完成吸入与排出混凝土的工作过程。目前国内外均普遍采用液压活塞式混凝土泵。

  3)按其理论输送量可分为:超小型(10~20m3/h)。小型(30~40m3/h)、中型(50~95m3/h)、大型(100~150m3/h)和超大型(160~200m3/h)。

  5)按其分配阀型式可分为:垂直轴蝶阀法、S形阀、裙形阀、斜置式闸板阀与横置式板阀。

  6)按工作时混凝土泵出口的混凝土压力(即泵送混凝土压力)可分为低压(2.0~5.0Mpa)、中压(6.0~9.5Mpa)、高压(10.0~16.0MPa)和超高压(22.0~28.5Mpa)。

  以下以中联重工的HBT60型混凝土输送泵为例,介绍其结构特点与泵送原理:

  如图所示:HBT60型混凝土输送泵由料斗、泵送系统、液压系统、清洗系统、电气系统、电机、行走底盘等组成。其泵送系统如图所示:泵送机构由两只主缸1、2水箱3,换向装置4,两只混凝土缸5、6,两只混凝土活塞7、8,料斗9,分配阀10(S形阀),摆臂11,两只摆动油缸12、13和出料口14组成。

  混凝土活塞(7、8)分别与主油缸(1、2)活塞杆连接,在主油缸液压油作用下,作往复运动,一缸前进,则另一缸后退;混凝土缸出口与料斗连通,分配阀一端接出料口,另一端能过花键轴与摆臂连接,在摆动油缸作用下,可以左右摆动。

  泵送混凝土料时,在主油缸作用下,混凝土活塞7前进,混凝土活塞8后退,同时在摆动油缸作用下,分配阀10与混凝土缸5连通,混凝土缸6与料斗连通。这样混凝土活塞8后退,便将料斗内的混凝土吸入混凝土缸,混凝土活塞7前进,将混凝土缸内混凝土料送入分配阀泵出。

  当混凝土活塞8后退至行程终端时,触发水箱3中的换向装置4,主油缸1、2换向,同时摆动油缸12、13换向,使分配阀10与混凝土缸6连通,混凝土缸5与料斗连通,这时活塞7后退,8前进。日次循环,从而实现连续泵送。

  反泵时,通过反泵操作,使处在吸入行程的混凝土缸与分配阀连通,处在推送行程的混凝土缸与料斗连通,从而将管路中的混凝土抽回料斗(如图所示)。

  泵送系统通过分配阀的转换完成混凝土的吸入与排出动作,因此分配阀是混凝土泵中的关键部件,其型式会直接影响到混凝土泵的性能。

  在料斗、混凝土缸与混凝土泵出口之间的通道上,设置一个蝶形板,在液压缸活塞杆的推动下蝶形板翻动,使工作缸3、4得到与输送管2及集料斗不同的通道。该阀具有结构简单、体积小、混凝土流道短、换向阻力小和检修方便等特点。因混凝土流道截面面积变化较大、吸入流道口方向改变又剧烈,因此在分配阀内泵送阻力大,故泵送混凝土压力小,使用寿命长。

  S形阀置于料斗内,一端与混凝土泵出口接通,另一端在两个液压缸活塞杆的作用下做往复摆动,分别与两个混凝土缸A、B接通,当S形阀与混凝土泵缸B接通时,泵缸B压送混凝土时,此时A缸吸入混凝土;而S形阀与混凝土泵缸A接通时,则A缸压送、B缸吸入混凝土,如此实现吸料和排料的过程。S形阀本身就是输送管的部分,流到截面形状没有变化,并设置了耐磨环的耐磨板。易损件磨损后便于维修和更换。因泵送混凝土压力大,具有输送距离远和输送高度大的特点。

  C形阀置于料斗内,一端与混凝土泵出口10接通,另一端在两个液压缸活塞杆的作用下做往复摆动,分别与两个混凝土缸7接通,实现吸料和排料过程。应用该阀可具有下列特点:清除残余混凝土容易,泵送混凝土后清洗整个输送系统时,无须打开输送管就可以把海绵球反泵吸入用来清理输送管道;C形阀更换方便;耐磨板与C形阀之间的接触面可由自动密封环自动补偿磨损量;C形阀采用厚锰钢材质,耐磨损;没有类似S形阀的摆轴,混凝土能直接流入混凝土缸,吸入效率高;C形阀轴承位于混凝土区域之外,可免除经常维护;对骨料的适应性较强等。

  该阀设置在料斗1后部,这样既可以降低集料斗的高度,又使泵体紧凑而不妨碍搅拌车向集料斗卸料,两个液压缸各有一个闸板阀,在液压缸活塞缸的作用下做往复运动,完成打开或关闭混凝土的进、出料口的动作。此阀对混凝土的适应性强,但结构繁杂。更换此阀时需拆下料斗,故维修不便。出料回采用Y形管,压力损失较大,故泵送混凝土压力小。在作业中用来润滑闸板阀的润滑脂易进入混凝土内,因此属消耗品,需要不断补充。

  随着混凝土的不断发展,混凝土泵已被广泛地应用在混凝土浇筑工程中。为了确保混凝土泵达到规定的技术状况,必须认真执行使用和维修保养规程,以提高混凝土泵送施工质量与进度。

  (1)操作者及有关设备管理人员应仔细阅读使用说明书,掌握其结构原理、使用和维护以及泵送混凝土的有关知识;使用及操作混凝土泵时,应严格按照使用说明书执行。因操作者能完全掌握机械性能需要有个过程,因此使用说明书应随机备用。同时,应根据使用说明书制定专门的操作要点,达到能有效的控制泵送技术中的一些可变因素,如泵机位置、管道布置等。

  (2)支撑混凝土泵的地面应平坦、坚实;整机需水平放置,工作过程中不应倾斜。支腿应能稳定地支撑整机,并可靠地锁住或固定。泵机位置既要便于混凝土搅拌运输车地进出及向料斗进料,又要考虑有利于泵送布管以及减少泵送压力损失,同时要求距离浇筑地点近,供电、供水方便。

  (3)应根据施工场地特点及混凝土浇筑方案进行配管,配管设计时要校核管路的水平换算距离是否与混凝土泵的泵送距离相适应。弯管角度一般为196o、880o、456o和970o四种,曲率半径分1m和0.5m两种(曲率半径较大的弯管阻力较小)。配管时应尽可能缩短管线长度,少用弯管和软管。输送管的铺设应便于管道清洗、故障排除和拆装维修。当新管和旧管混用时,应将新管布置在泵送压力较大处。配管过程中应绘制布管简图,列出各种管件、管卡、弯管和软管等的规格和数量,并提供清单。

  (4)需垂直向上配管时,随着高度的增加即势能的增加,混凝土存在回流的趋势,因此应在混凝土泵与垂直配管之间铺设一定长度的水平管道,以保证有足够的阻止阻力混凝土回流。当泵送高层建筑混凝土时需垂直向上配管,此时其地面水平管长度不宜小于垂直管长度的1/4。如因场地所限,不能放置上述要求长度的水管时,可采用弯管或软管代替。

  在垂直配管与水平配管相连接的水平配管一侧,宜配置一段软件包管。另外在垂直配管的下端应设置减震支座。垂直向上配管的形式(如图所示)。

  (5)在混凝土泵送过程中,随着泵送压力的增大,泵送冲击力将迫使管来回移动,这不仅损耗了泵送压力,而且是泵管之间的连接部位处于冲击和间断受拉的状态,可导致管卡及胶圈过早受损、水泥浆溢出,因此必须对泵加以固定。

  (6)混凝土泵与输送管连通后,应按混凝土泵使用说明书的规定进行全面检查,符合要求后方能开机进行空运转。空载运行10min后,再检查一下各机构或系统是否工作正常。

  (7)在炎热季节施工时,宜用湿草袋、湿罩布等物覆盖混凝土输送管以避免阳光直接照射,可防止混凝土因坍塌落度损失过快而造成堵管。

  (8)在严寒地区的冬季进行混凝土泵送施工时,应采取适当的保温措施,宜用保温材料包裹混凝土输送管,防止管内混凝土受冻。

  (1)混凝土的可泵性。泵送混凝土应满足可泵性要求,必要时应通过试泵送确定泵送混凝土的配合比。

  ①粗骨料的最大粒径与输送管径之比应为:泵送高度在50m以下时,对于碎石不宜大于1:3,对于卵石不宜大于1:2.5;泵送高度在50~100m时,宜在1:3~1:4范围;泵送高度在100m以上时,宜在1:4~1:5之间。针片状颗粒含量不宜大于10%。

  ④泵送混凝土的含砂率宜为38%~45%。细骨料宜采用中砂,通过0.315m筛孔的砂量不应少于15%。

  (2)混凝土泵启动后应先泵送适量水,以湿润混凝土泵的料斗、混凝土缸和输送管等直接与混凝土接触的部位。泵送水后再采用下列方法之一润滑上述部位:泵送水泥浆;泵松1:2的水泥砂浆;泵送除粗骨料外的其他成分配和比的水泥砂浆。

  (3)开始泵送时,混凝土泵应处于慢速、匀速运行的状态,然后逐渐加速。同时应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况,待各系统工作正常后方可以正常速度泵送。

  (4)混凝土泵送工作尽可能连续进行,混凝土缸的活塞应保持以最大行程运行,以便发挥混凝土泵的最大效能,并可使混凝土缸在长度方向上的磨损均匀。

  (5)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得弯管。锥形管等部位,并进行慢速泵送或反泵,以防止堵塞。

  ①重复进行反泵和正泵运行,逐步将混凝土吸出返回至料斗中,经搅拌后再重新泵送。

  ②用木槌敲击等方法查明堵塞部位,待混凝土击松后重复进行反泵和正泵运行,以排除堵塞。

  ③当上述两种方法均无效时,应在混凝土卸压后拆开堵塞部位,待排出堵塞物后重新泵送。

  (7)泵送混凝土宜采用预拌混凝土,也可在现场设搅拌站供应泵送混凝土,但不得泵送手工搅拌的混凝土。对供应的混凝土应予以严格的控制,随时注意坍落度的变化,对不符合泵送要求的混凝土不允许入泵,以确保混凝土泵的有效工作。

  (8)混凝土泵料斗上应设置筛网,并设专人监视进料,避免因直径过大的骨料或异物进入而造成堵塞。

  (9)泵送时,料斗内的混凝土存量不能低于搅拌轴位置,以避免空气进入泵管引起管道振动。

  (10)当混凝土泵送过程需要终端时,其中断时间不宜超过1h。并应每隔5~10min进行反泵和正泵运转,以防止管道中因混凝土泌水或坍落度损失过大而堵管。

  (11)泵送完毕后,必须认真清洗料斗及输送管道系统。混凝土缸内的残留混凝土若清除不干净,将在缸壁上固化,当活塞再次运行时,活塞密封面将直接承受缸壁上已固化的混凝土对其的冲击,导致推送活塞局部剥落。这种损坏不同于活塞密封的正常磨损,密封面无法在压力的作用下自我补偿,从而导致漏浆或吸空,引起泵送无力、堵塞等。

  (12)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、配管及泵送工艺等进行研究,并采取相应措施解决。

  混凝土泵车也称臂架式混凝土泵车,其型式定义为:将混凝土泵和液压折叠式臂架都安装在汽车或拖挂车底盘上,并沿臂架铺设输送管道,最终通过末端软管输出混凝土的机器。由于臂架具有变幅、折叠和回转功能,可以在臂架所能及的范围内布料。

  目前,在国家重点建设项目的混凝土施工中都采用了混凝土泵车泵送技术,其使用范围已经遍及水利、水电、地铁、桥梁、大型基础、高层建筑和民用建筑等工程中。近年来已经成为泵送混凝土施工机械的首选机型。

  混凝土泵车可以一次同时完成现场混凝土的输送和布料作业,具有泵送性能好、布料范围大、能自行行走、机动灵活和转移方便等特点。尤其是在基础、低层施工及需频繁转移工地时,使用混凝土泵车更能显示其优越性。采用它施工方便,在臂架活动范围内可任意改变混凝土浇筑位置,不需在现场临时铺设管道,可节省铺助时间,提高工效。特别适用于混凝土浇筑需求量大、超大体积及超厚基础混凝土的一次浇筑和质量要求高的工程,目前地下基础的混凝土浇筑有80%是由混凝土泵车来完成的。

  1)混凝土泵车的臂架高度是指臂架完全展开后,地面与臂架顶端之间的最大垂直距离。其主参数为臂架高度和理论输送量。臂架高度和理论输送量已系列化。

  2)按其臂架高度可分为:短臂架(13~28m)、长臂架(31~47m)、超长臂架(51~62m)。

  3)按其理论输送量可分为:小型(44~87m3/h)、中型(90~130m3/h)、大型(150~204m3/h)。

  4)按工作时混凝土泵出口的混凝土压力即泵送混凝土压力可分为:低压(2.5~5.0MPa)、中压(6.1~8.5MPa)、高压(10.0~18.0MPa)和超高压(22.0MPa)。

  6)按其驱动方式可分为:汽车发动机驱动、拖挂车发动机驱动和单独发动机驱动。

  混凝土泵车由混凝土泵、搅动器、隔筛、臂架、臂架管道、末端软管、分配阀、专用汽车底盘、取力装置(PTO)、操纵系统、液压系统和电气系统等组成。(如图所示)

  1)混凝土泵车的泵送机构是通过分配阀的转换,来完成混凝土的吸入与排出动作的。因此分配阀是混凝土泵车的关键部件之一,其型式直接影响到混凝土泵车的性能,其结构特点请参照混凝土泵的分配阀。

  3)取力装置。混凝土泵车的动力一般来自汽车发动机,通过液压系统进行驱动运转。当混凝土泵车作业时,发动机通过变速箱和取利装置驱动液压泵工作。这套取利装置一般由汽车制造商按混凝土泵车的技术要求改装而成。主液压泵、搅拌泵及臂架泵由同一轮驱动,可简化取力装置的结构。

  4)液压系统。由泵送(包括换向)、臂架、支腿、搅拌(包括冷却)和水洗等部分的液压系统组成。

  混凝土泵车已推广使用在混凝土浇筑施工中,该设备技术的先进性和维修保养的复杂性,决定了对它的使用、维护和管理人员需提出较高的要求。为了确保混凝土泵车在工作时能达到规定的技术状态、降低维修成本、提高使用的可靠性和寿命、必须认真执行其使用的维修规程。

  为了确保混凝土泵车作业的安全性,避免造成人身或设备事故,必须严格遵守下列安全操作规程。

  (1)场地选择。应尽可能远离高压线)作业前的检查。操作台的电源开关应位于“关”的位置;混凝土排量手柄及搅拌装置换向手柄应位于中位。

  (3)支腿操作。混凝土泵车应水平放置,支撑地面应平坦、坚实,保证工作过程中不下陷。支腿能稳定可靠地支撑整机,并能可靠地锁住。

  (4)臂架操作。臂架由折叠状态伸展或收回时,必须按照规定顺序进行。臂架的回转操作必须在臂架完全离开臂架托架后进行。在处于暴风雨状态或风力达到8级或8级以上时(风速16~17m/s),不得使用臂架。臂架绝对不能用于起重作业。

  (5)泵送作业。当开始或停止泵送时,应与在末端软管处的操作人员取得联系;末端软管的弯曲半径不得小于1m,而且不准弯折;在拆开堵塞管道之前,应反泵2~3次,待确认管道内没有剩余压力后再进行拆卸。

  (6)作业后的检查。臂架应完全收回在臂架支架上;支腿也应完全收回,并插入锁销。操作台的电源开关应处于“关”的位置。

  (7)蓄能器内只能冲入氮气,不能冲入氧气、氢气等易燃及爆炸危险的气体。

  (8)紧急关闭按钮。混凝土泵车上有一系列紧急关闭按钮,分别设置在支腿控制阀、有线和无线遥控系统及控制箱上,如遇有紧急情况,只需按下其中的某一个紧急关闭接或就可关闭机器。如果紧急关闭按钮发生故障,在突发危险情况时就不能迅速关闭机器。因此,在每次开始工作之前,必须检查紧急关闭按钮的功能。当紧急关闭按钮被按下时,机器的电动系统即被切断,导致电磁阀等关闭。如果液压系统产生泄漏,会造成如布料杆下沉等故障现象,此情况不能用按紧急关闭按钮的方法来解决。

  (4)整机水平放置时所允许的最大倾斜角为3o,更大的水平倾斜角会使布料的转向齿轮超载,并危及机器的稳定性。如果布料杆在移动时其中的某一个支腿或几个支腿曾经离过地,就必须重新设定支腿,直至所有的支腿都能始终可靠的支撑在地面上。

  (5)为保证布料杆泵送工作处于最佳状态,应做到:①将1节臂提起45 o。②将布料杆回转180 o。③将2节臂伸展90o。④伸展3、4、5节臂并呈水平位置。若最后一节布料杆能处于水平位置,对泵送来说是最理想的。如果这节布料杆的位置呈水平状态,那么混凝土的流动速度就会放慢,从而可减少输送管道和末端软管的磨损,当泵送停止时,只有末端软管内的混凝土才会流出来。如果最后一节布料杆呈向下倾斜状态,那么在这部分输送管道内的混凝土就会在自重作用下加速流动,以至在泵送停止时输送管道内的混凝土还会继续流出。

  (6)泵送停止5min以上时,必须将末端软管内的混凝土排出。否则由于末端软管内的混凝土脱水,再次泵送作业时混凝土就会猛烈的喷出,向四处喷溅,那样末端软管很容易受损。

  (7)为了改变臂架或混凝土泵车的位置而需要折叠、伸展或收回布料杆时,要先反泵1~2次后再动作,这样可放置在动作时输送管道内的混凝土落下或喷溅。

  1)混凝土泵车的选型。应根据混凝土工程对象、特点、要求的最大输送量、最大输送距离、混凝土浇筑计划、混凝土泵形式以及具体条件进行综合考虑。

  2)混凝土泵车的性能随机型而异,选用机型时除考虑混凝土浇筑量以外,还应考虑建筑的类型和结构、施工技术要求、现场条件和周围环境等。通常选用的混凝土泵车的主要性能参数应与施工需要相符或稍大,若能力过大,则利用率低;过小,不仅满足不了施工要求还会加速混凝土泵车的损耗。

  3)由于混凝土泵车具有灵活性,而且臂架高度越高,浇筑高度和布料半径就越大,施工适应性也越强,放在施工中应尽量选用高臂架混凝土泵车。臂架长度28~36m的混凝土泵车是市场上量大面广的产品,约占75%。长臂架混凝土泵车将成为施工中的主要机型。

  5)所用混凝土泵车的数量,可根据混凝土浇筑量、单机的实际输送量和施工作业时间进行计算。对那些一次性混凝土浇筑量很大的混凝土泵送施工工程,除根据计算确定外,宜有一定的备用量。

  6)由于混凝土泵车受汽车底盘承载能力的限制,臂架高度超过42m时造价增加很大,且受施工现场空间的限制,故一般很少选用。

  7)混凝土泵车的产品性能在选型时应坚持高起点。若选用价值高的混凝土泵车,则对其产品的标准要求也必须提高。对产品主要组成部分的质量,从内在质量到外现质量都要与整车的高价值相适应。

  8)混凝土泵车采用全液压技术,因此要考虑所用的液压技术是否先进,液压元件质量如何。因其动力来源于发动机,而一般泵车采用的是汽车底盘上的发动机,因此除考虑发动机性能与质量外,还要考虑汽车底盘的性能、承载能力及质量等。

  9)混凝土泵车上的操作控制系统设有手动、有线以及无线的控制方式,有线控制方便灵活,无线遥控可远距离操作,一旦电路失灵,可采用手动操纵方式。

  10)混凝土泵车作为特种车辆,因其特殊的功能,对安全性、机械性能、生产厂家的售后服务和配件供应均应提出要求。否则一旦发生意外,不但影响施工进度,还将产生不可想象的后果。

  2001年,我国混凝土机械行业取得了骄人的成绩。据对全国40个混凝土生产企业统计,共销售混凝土搅拌机18783台,混凝土搅拌站(楼)554台,混凝土输送泵1958台,混凝土输送泵车153台,混凝土搅拌输送车2336台,配料机1388台,散装水泥输送车1499台,与2000年相比增长20%以上。2001年主要生产企业销售情况见表1。