ACI委员会报告
凝土活塞通常是通过机械作用来驱动(虽然它们也配备有液压驱动装置)。其泵送能力一般在20yd3/hr以下。由于它们仅适用于小粒径集料和低容量混凝土的泵送,一般将它们用于灌浆作业,并配合管径仅为2 in.的输送管或软管使用(见图3.)。
图4. 带液压驱动阀门的混凝土泵
2.3 拖式泵
2.3.1 总体介绍 – 不同拖式泵的泵送能力和泵送压力可谓是天差地别。此类混凝土泵一般按照其最大理论泵送量(单位:yd3/hr)进行评级,而最大理论泵送量则是以混凝土缸的直径、泵送冲程的长度和频率以及活塞正面混凝土所承受的泵送压力为基础进行确定的。其中最为重要的对比因素是混凝土泵的泵送马力。第2.1条中所述马力限制器的作用在通用型拖式泵和中型拖式泵上表现得最为明显,因为它们都使用了马力较小的驱动发动机。大多数拖式泵都靠柴油机进行驱动,其马力大小一般都在相对标准的马力范围内(根据动力装置中泵送缸的数量以及其是否属于涡轮增压来进行判定)。 2.3.2 小型通用式拖式泵 – 此类拖式泵的泵送能力一般在20到35 yd3/hr之间,并通过功率最高可达60hp的发动机进行驱动,其重量最高可达5000lb。它们还配备有液压驱动阀门或球形止回阀门。它们一般使用直径为5到6 in.的混凝土缸,并对混凝土施以最高可达750 psi的泵送压力。它们的最高纵向泵送高度和最长横向泵送距离分别为250ft和1000ft。它们最适用于砌体墙的灌浆作业和地面楼板、基脚、墙体、柱体以及露天平台(在这些结构中,对塑形或涂装的要求会对混凝土的浇灌量和浇灌速度产生限制(见图4))中的水泥浇灌作业。作业人员一般使用管径尽可能小的输送管(见第4.2.1条)来输送水泥浆或混凝土 – 最经常使用的是管径为2 in.、2 1/2 in.以及3 in.的输送管。
2.3.3 中型拖式泵 – 此类拖式泵的泵送能力一般在40到80 yd3/hr之间,并通过功率在60到110hp之间的发动机进行驱动,其重量最高可达5000到10,000 lb。它们一般使用直径为6、7或8 in.的混凝土缸,并对混凝土施以最高可达900 psi的泵送压力。这种等级的泵
泵送法混凝土浇灌作业
送压力使其最高纵向泵送高度和最长横向泵送距离分别可达300ft和1200ft。它们多用于浇灌较大体积的混凝土,在作业时,它们能够更快速地进行混凝土浇灌,对比之下其较高的购置成本和运行成本可谓是值回票价(见图5)。操作人员一般配合使用管径为4 in.或5 in.的输送管。
2.3.4 用于特殊用途的拖式泵 – 此类拖式泵的浇灌能力在80 yd3/hr以上,并通过功率在110hp以上的发动机进行驱动,其重量可达10,000 lb以上。它们可实现的泵送压力和泵送量的范围较广,具体根据它们的用途而定。典型的用途为一些专门性的工程(例如高层建筑物和隧道工程),由于这些工程的入口较窄,因此需要横向泵送距离较长的拖式泵(见图6)。此类拖式泵的最高纵向泵送高度和最长横向泵送距离分别可达1400ft和4600ft以上。所选用的输送管应能够符合工程对浇灌量和喷送压力的要求(见第三章)。 2.4 车装混凝土泵
2.4.1 独立发动机驱动 – 车装式独立发动机驱动混凝土泵主要用于混凝土泵送所需马力大大低于车体上路所需马力的工程。此类混凝土泵一般都改装自通用型拖式泵,并完全继承了该类拖式泵的浇灌能力。
2.4.2 车身发动机驱动泵 – 此类混凝土泵的泵送能力在100到200yd3/h之间。它们一般使用管径为8 in.或9 in.的混凝土缸,其混凝土泵送压力为640到1250 psi不等。对其液压泵送缸的连杆侧(可实现高泵送能力)或活塞侧(可实现高泵送压力)注入泵油后,它们的额定泵送能力大多会发生变化。由于它们的额定泵送能力能够产生较大变动,因此无法总结出它们的最高纵向泵送高度和最长横向泵送距离。此类混凝土泵一般要与浇灌吊杆配合使用,只有大型车身基座才能承载这二者的重量并进行移动。在公路上行进时,其需要比泵送作业通常所需的发动机更为大型的驱动引擎。此时,最为经济的组合方式是将车身发动机作为驱动源,并通过分轴或功分器将车身发动机用于驱动车身的行走机构或用于驱动液压泵进行泵送。此类混凝土泵所配备的接料斗比大多数拖式泵上所使用的接料斗要大得多,只有这样才能满足它们更快的泵送速度(见图7)。泵送量较大时,需要在接料斗安装一个高效搅拌器。 2.5 浇灌吊杆
浇灌吊杆可配合使用管径为5 in.的输送管,由输送管接入混凝土泵所排出的混凝土并将其浇灌在模板内。吊杆由3到4个联接段组成。吊杆一般安装在转台上,这样输送管的排放口就能够随意旋转和定位。其中一种类型的吊杆还能缩折17ft。大多数吊杆都永久性地安装在其运载车身上,并与混凝土泵并排。某些吊杆则可从运载车身上卸下并安装到基座上,之后再把基座放入浇灌区域或待施工的建筑物楼面上。有些浇灌吊杆仅可安装在基座或塔式起重机上使用。在任何情况下,均不得将浇灌吊杆用作起重机,并应定期检查其结构完整性6。
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图6. 用于特殊用途的拖式混凝土泵
2.6 专用设备
混凝土泵和浇灌吊杆已进化到可直接安装在预搅拌混凝土车上。它们能够对运载车身上所搅拌和运输的混凝土进行浇灌作业,还能在混凝土量不足时接入其他预搅拌混凝土车上的混凝土,以完成浇灌作业。它们的浇灌能力一般与小型通用混凝土泵的浇灌能力相当(见第2.3.2条)。 2.7 施工安全
混凝土泵属于大功率设备,它可利用液压油压力对混凝土施以高压,并通过压缩空气进行清扫。因此,必须建立安全作业规范,以保护混凝土泵操作员、预搅拌混凝土车司机以及浇灌作业人员和泵送混凝土修整人员的人身安全。美国混凝土泵协会制定了一套详细的安全手册7,供混凝土泵送作业的监工人员或施工人员使用。
泵送法混凝土浇灌作业
图7. 车身发动机驱动混凝土泵 表1. 混凝土浇灌线数据表 输送管内径 截面积 (管内) 每100ft输送管所容纳混凝土的体积 每段长为10ft的输送管所容纳混凝土的重量 每yd3混凝土所占据的输送管长度 In. 规格 In. In. In. 2 ft2 ft3 yd3 2 3.14 0.02 2.18 0.08 3 7.07 0.05 4.91 0.18 4 12.57 0.09 8.73 0.32 5 19.63 0.14 13.64 0.51 6 28.27 0.20 19.63 0.73 7 38.48 0.27 26.73 0.99 Lb 32.72 73.63 130.90 204.53 294.52 400.88 Ft 1237.59 550.04 309.40 198.01 137.51 101.03 内径 管壁 空管重量 每ft长度的重量(单位:lb) 混凝土净重 3.27 7.36 13.09 13.09 20.45 20.45 每段长为1ft的输送管 5.99 11.36 18.37 19.74 27.01 28.70 每段长为10ft的输送管 59.89 113.62 118.70 197.38 270.15 287.03 2 3 4 4 5 5 11 11 11 9 11 9 0.120 0.120 0.120 0.150 0.120 0.150 2.72 4.00 5.28 6.65 6.56 8.25 ACI委员会报告
5 5 6 6 7 7 -- 11 9 11 0.188 0.250 0.120 0.150 0.120 10.42 14.02 7.84 9.85 9.12 20.45 20.45 29.45 29.45 40.99 30.87 34.47 37.30 39.30 49.21 308.70 344.71 372.96 393.05 492.13 注:混凝土的重量均按照每ft3重150lb的标准来计算。
第三章. 输送管及其配件
3.1 总体介绍
通过泵送法输送至浇灌区域的混凝土大部分都是通过刚性钢管或重型挠性软管来进行输送的,它们都可以被称为输送管。应使用管接头装置来连接输送管的其中各节,管接头须确保可快速地进行输送管任何接合点之间的相接和拆分,并可保证接合点的牢固性和密封性。市面上有各式各样的专用配件可用于进行输送管道的自定义设置,以满足混凝土浇灌的诸多要求。这些配件包括各种弯度和半径的弯管、阀门(断流阀和转向阀)、异径管、托架、纤维增强软管和钢丝增强软管以及一些清洁用元件。在组装、清洁和拆卸输送管期间,应谨慎进行处理,防止管表面变得粗糙不平、输送管各节出现凹陷或管接头出现裂口,以此来降低管路阻力。
输送管表面不规则或粗糙不平,管径不统一或方向变化时都可对泵送混凝土的顺畅流动造成不利影响7。从而导致需要更大的泵送压力才能让混凝土沿着输送管输送,整个混凝土泵和输送管系统的磨损率也增加了。将较长部分的输送管曝露在阳光直射之下或极高、极低温度中时,可对泵送混凝土的温度造成不利影响。必要时,应保护输送管免受上述情况的影响。 表2