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【摘要】混凝土输送泵在施工过程经常会出现堵塞的现象，其主要原因是水泥胶凝体被破坏，骨料之间相对位置变的紧密，动动阻大增大，速度变缓，进一步形成泵管堵塞。
【关键词】混凝土输送泵；堵塞；原因分析；预防措施
1. 引言
混凝土输送泵是目前混凝土施工中必不可少的施工设备，但在工作中经常会出现堵塞的现象，让施工人员极为反感，同时也是造成混凝土质量通病的主要原因之一，在正常情况下，混凝土在泵送管道中心形成柱状流体，呈悬浮状态流动。流体表面有一层水泥浆，水泥浆作为一种润滑剂与管壁接触，骨料之间基本上不产生相对运动。当粗骨料中的某些骨料运动受阻，后面的骨料运动速度因受影响而渐渐滞缓，致使管道内骨料形成集结，支撑粗料的砂浆被挤走，余下来的间隙由没有水泥胶凝体的细骨料填充。这样便发生粗骨料之间的相对位置变化，骨料密度增大，使该段管道内集合物沿管道径向膨胀，流体表面的水泥浆丢失，发生骨料与管道侧壁相互接触，阻力增大，速度变慢，直至运动停止而产生堵塞。
2. 混凝土输送泵堵管的原因
2.1原材料不合格。
（1）建筑用砂、石必须符合《建设用砂》（GB52-2006）标准要求，粗骨料颗粒级配不合理，细骨料含泥量过高、0.315mm筛孔通过率低于15%等均是引起泵管堵塞的主要原因（见表1）。
（3）细骨料通过0.315mm筛孔通过率低于15%时，即使混凝土其它技术指标都符合要求也会堵管，因为这些细砂在混凝土中起到一种类似滚珠的作用，能减少管壁与混凝土的摩擦，提高柱流动性，增大泵的粘聚力和保水性，对混凝土的可泵性影响很大，因此在《混凝土泵送施工技术规程》中预以规定，不应少于15%。
细骨料最佳级配如图5。
2.2混凝土配合比不合理。
混凝土配合比不合理会引起混凝土拌合物的性能不好，主要表现在：
（1）胶凝材料用量过少，胶凝材料用量少于一定限度（一般每方混凝土胶凝材料不宜少于300Kg）时将导致没有足够的水泥浆包裹骨料和润滑管壁，流动阻力大大增加。实际施工中，将非泵送混凝土的配合比直接用于泵送混凝土，或者现场计量不准确，或者使用了粒径和级配不符合配合比要求的骨料，都会种造成水泥用量过少。
在高性能混凝土配合比设计中对混凝土的胶凝材料规定相应的最少值，一般要根据细骨料的细度、粗骨料级配经试验确定。
图15～20mm粗骨料最佳级配图
（2）砂率低，砂率过低（泵送混凝土砂率一般在38%～45%，经试验对于细度模楼大于3.0的粗砂可适当提高，具体数据根据试验确定）的混凝土和易性差，变形困难，在管路形状变化的部位，如弯管、椎管、管筒等处会产生较大的阻力，极易堵塞。
（3）掺外加剂的混凝土坍落茺损失过快，《混凝土泵送施工技术规程》要求混凝土试配时要求的坍落度按Tt=Tp+⊿T公式计算，其中⊿T过大会造成Tt偏低，泵送混凝土阻力增大。泵送混凝土的坍落度最佳范围是100～200mm，超过此范围易发生堵塞。
泵送混凝土的坍落度按不同泵送高度如表2。
（4）泵送混凝土的坍落度损失过大也会存在堵塞，坍落度损失值要求按表3所示。
2.3施工过程不合理。
在施工过程中，工作人员为了施工的方便，一再要求加大混凝土的坍落度，致使混凝土出现严重的离析，浆体几乎成水，骨料与其出现分离，这使混凝土的泵送时，混凝土中的浆体象水一样被泵送出去，在混凝土泵的料斗内聚集了大量的石子，形成堵泵。
2.4外加剂与水泥、骨料的不适应。
（1）外加剂与水泥的不适应主要表现在混凝土的减水率不够，坍落度不足，泵送困难；混凝土出现后期泌水，混凝土初时搅拌时其拌合物各项性能均较好，但以经过运输后到达浇灌地点，混凝土出现大量泌水，甚者到了混凝土假凝的程度，根本无法泵送。
（2）施工现场采用聚羧酸外加剂时，骨料中的含泥量对外加剂的影响比较明显，因为聚羧酸外加剂是高分子结构，其基本结构是链状结构，而奈系外加剂是单粒结构，骨料中的泥土会优先与外加剂的亲水基粘结，而且是与多个链状进行粘结，故对外加剂的减水率影响较大。其影响包括初时坍落度与经时坍落度。坍落度的损失都会影响混凝土的泵送。
3. 混凝土输送泵易堵泵的位置及排除方法
3.1进料口处的堵塞。
（1）进料口堵塞一般主要原因是料斗内有较大有骨料或结块，还有是石子在水泥浆中的悬浮状态完全丧失，在管中某一部位积聚造成离析堵塞。
（2）排除方法：使泵反向运转以破坏结块，使混凝土回到料斗重新搅拌，再正向泵送，如果不起作用，则需人工清理。如果在混凝土运输车内发现混凝土出现泌水或离析，则不必向泵车料斗内放料，须经过处理正常后再施工。
3.2分配阀出料口处的堵塞。
分配阀出料口处的堵塞，主要是由于封闭不严造成的堵塞。
3.3管阀及S管处的堵塞。
（1）管阀及S管处的堵塞是逐渐形成的，其主要原因是泵送完混凝土后，没有及时用高压水冲洗，致使混凝土残留在管内，天长日久逐渐加厚，堆积固结，造成堵塞。
（2）排除方法：泵送混凝土结束后，一定要用高压水冲洗干净，当冲洗无效时，可采用钎敲，一定要把混凝土残渣去掉，直至混凝土被清理干净。
3.4混凝土输送管道堵塞。
（1）混凝土输送管道堵塞主要表现在两个方面，一是混入大粒径石子，堵管最易发生在三个大石子在同一截面相遇卡紧时，这时截面大部分被石子占据，尤其是石子成品子形相互卡在管道时，混凝土被牢牢堵在泵首管里而被堵塞。二是混凝土停滞时间过长，在夏季或掺加某些外加剂的混凝土，坍落度损失较快，如果泵送中途停顿过长，混凝土拌合物就有可能硬化，堵塞管道。 （2）预防方法：为了防止大粒径石子的混入，因此《混凝土泵送施工技术规程》规定石子最大粒径与管内径的比值关系为小于1：3，并在泵机料斗上设方格网，防止超粒径石子混入。《混凝土质量控制标准》还规定了混凝土拌合物从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间如表4。
对于混凝土泵车料斗内的混凝土长时间不泵送时，需要不停的转动，如果时间过长则需要对混凝土泵车进行自行循环，以防止堵管。
向下输送混凝土时由于管道处于下行倾斜状态，混凝土在斜管中自流（因自重下滑）造成离析，同时易在斜管上部形成真空段，使泵送压力无法传递造成堵塞。
（3）预防方法：在安装管道时要形成斜线，尽可能避免出现直下布置，形成自然流动的趋势。
混凝土输送管道堵塞的判断：当泵车输送压力不断增高，而料斗内料位却不下降，管道出口不出料，泵车发生越来越强烈的振动，管路也伴有强烈的振动和位移，可判定的堵管。堵塞一般发生在弯管、锥管，以有强烈振动的地段。发生堵管时，从泵出口到堵管外的管路震动剧烈，接头处有脱开的倾向，而堵管处之后的管路则是静止的。根据这种现象可以找到堵管部位，也可以用铁棒敲击管壁，根据声音判断堵管的位置，在感到混凝土管道有空隙外的前方即为堵管处。
（4）排除方法：当发生混凝土堵管时，应立即重复进行反泵和正泵，逐步吸出混凝土至料斗内，重新搅拌后泵送；也可用木槌敲击等方法，查明堵塞部位，将混凝土振松后，重复进行反泵和正泵，排队除堵塞，使之疏通。当用使用上述两种方法无效时，应混凝土卸压后，拆除堵塞部位的输送管，排出混凝土堵塞物后，方可接管，新接管道也应提前润湿。
4. 减少混凝土输送泵堵塞的预防措施
4.1在安装与设计管道时，应尽可能避免90°和S形弯管。
4.2在安装前应认真检查所使用的泵管，是否有明显凹坑的管道；是否有在一方向有磨损程度较大的管道，是否存在使用完毕后没有认真清理的管道。
4.3为保证泵送混凝土的连续作业，确混凝土浇注质量，作业中间间断时间严格按标准要求进行。
4.4应确定合理的施工配合比，选用经试验确认后合格的原材料。防止出现前面分析的问题。
5. 工程实例
内蒙康巴什新区京能2×250MW机组建设工程中的空冷塔，塔身高159m，直径140m，混凝土强度C45、抗冻F250、抗渗P8，施工中采用具有较高减水率的聚羧酸外加剂。混凝土全部采用泵送，在施工中针对泵送的难点与重点采取了以下措施。
5.1对原材料进行严格控制。
混凝土的泵送最重要的手段就是对原材料的检验控制，本项目严格对每批次的水泥、粉煤灰进行检验，及时根据检测数据对混凝土配合比进行微调；对每次进入现场的外加剂严格按设计和标准要求进行检测，对不合格的产品坚决予以清退。对石子、砂子的进行也进行严格检验其中含泥量作为重点，石子的颗粒级配也是重点检验的项目。
5.2对混凝土的配合比进行优化设计。
混凝土强度C45、抗冻F250、抗渗P8属于要求比较高的混凝土，如何做到保证设计要求降低成本，便于施工尤其是泵送是配合比设计的重点，本项目在配合比设计中充分考虑了混凝土的流动性、坍落度的损失、水泥与外加剂的适应性等指标。
5.3随着混凝土泵送高度的增加，及时调整配合比。
随着混凝土泵送高度的增加，及时对混凝土的坍落度进行调整，初时增大和损失减少，当混凝土的泵送高度超过80m时，对粗骨料进行了调整，将5～31.5mm的连续粒级更换成5～25mm的连续粒级。
5.4随着季节的变化，及时调整配合比。
本项目施工经过了炎热的夏季和寒冻的冬季，根据天气的变化及时对混凝土的外加剂进行调整，同时对混凝土配合比也进行了调整。
通过以上的措施有效地保证了混凝土的泵送，避免了输送泵的堵塞现场。
参考文献
[1]《预拌混凝土》（GB/T14902—2003）.
[2]《混凝土结构工程施工验收规范》（GB50204-2002（2011版））.
[3]《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-2011）.
【关键词】混凝土输送泵；堵塞；原因分析；预防措施
1. 引言
混凝土输送泵是目前混凝土施工中必不可少的施工设备，但在工作中经常会出现堵塞的现象，让施工人员极为反感，同时也是造成混凝土质量通病的主要原因之一，在正常情况下，混凝土在泵送管道中心形成柱状流体，呈悬浮状态流动。流体表面有一层水泥浆，水泥浆作为一种润滑剂与管壁接触，骨料之间基本上不产生相对运动。当粗骨料中的某些骨料运动受阻，后面的骨料运动速度因受影响而渐渐滞缓，致使管道内骨料形成集结，支撑粗料的砂浆被挤走，余下来的间隙由没有水泥胶凝体的细骨料填充。这样便发生粗骨料之间的相对位置变化，骨料密度增大，使该段管道内集合物沿管道径向膨胀，流体表面的水泥浆丢失，发生骨料与管道侧壁相互接触，阻力增大，速度变慢，直至运动停止而产生堵塞。
2. 混凝土输送泵堵管的原因
2.1原材料不合格。
（1）建筑用砂、石必须符合《建设用砂》（GB52-2006）标准要求，粗骨料颗粒级配不合理，细骨料含泥量过高、0.315mm筛孔通过率低于15%等均是引起泵管堵塞的主要原因（见表1）。
（3）细骨料通过0.315mm筛孔通过率低于15%时，即使混凝土其它技术指标都符合要求也会堵管，因为这些细砂在混凝土中起到一种类似滚珠的作用，能减少管壁与混凝土的摩擦，提高柱流动性，增大泵的粘聚力和保水性，对混凝土的可泵性影响很大，因此在《混凝土泵送施工技术规程》中预以规定，不应少于15%。
细骨料最佳级配如图5。
2.2混凝土配合比不合理。
混凝土配合比不合理会引起混凝土拌合物的性能不好，主要表现在：
（1）胶凝材料用量过少，胶凝材料用量少于一定限度（一般每方混凝土胶凝材料不宜少于300Kg）时将导致没有足够的水泥浆包裹骨料和润滑管壁，流动阻力大大增加。实际施工中，将非泵送混凝土的配合比直接用于泵送混凝土，或者现场计量不准确，或者使用了粒径和级配不符合配合比要求的骨料，都会种造成水泥用量过少。
在高性能混凝土配合比设计中对混凝土的胶凝材料规定相应的最少值，一般要根据细骨料的细度、粗骨料级配经试验确定。
图15～20mm粗骨料最佳级配图
（2）砂率低，砂率过低（泵送混凝土砂率一般在38%～45%，经试验对于细度模楼大于3.0的粗砂可适当提高，具体数据根据试验确定）的混凝土和易性差，变形困难，在管路形状变化的部位，如弯管、椎管、管筒等处会产生较大的阻力，极易堵塞。
（3）掺外加剂的混凝土坍落茺损失过快，《混凝土泵送施工技术规程》要求混凝土试配时要求的坍落度按Tt=Tp+⊿T公式计算，其中⊿T过大会造成Tt偏低，泵送混凝土阻力增大。泵送混凝土的坍落度最佳范围是100～200mm，超过此范围易发生堵塞。
泵送混凝土的坍落度按不同泵送高度如表2。
（4）泵送混凝土的坍落度损失过大也会存在堵塞，坍落度损失值要求按表3所示。
2.3施工过程不合理。
在施工过程中，工作人员为了施工的方便，一再要求加大混凝土的坍落度，致使混凝土出现严重的离析，浆体几乎成水，骨料与其出现分离，这使混凝土的泵送时，混凝土中的浆体象水一样被泵送出去，在混凝土泵的料斗内聚集了大量的石子，形成堵泵。
2.4外加剂与水泥、骨料的不适应。
（1）外加剂与水泥的不适应主要表现在混凝土的减水率不够，坍落度不足，泵送困难；混凝土出现后期泌水，混凝土初时搅拌时其拌合物各项性能均较好，但以经过运输后到达浇灌地点，混凝土出现大量泌水，甚者到了混凝土假凝的程度，根本无法泵送。
（2）施工现场采用聚羧酸外加剂时，骨料中的含泥量对外加剂的影响比较明显，因为聚羧酸外加剂是高分子结构，其基本结构是链状结构，而奈系外加剂是单粒结构，骨料中的泥土会优先与外加剂的亲水基粘结，而且是与多个链状进行粘结，故对外加剂的减水率影响较大。其影响包括初时坍落度与经时坍落度。坍落度的损失都会影响混凝土的泵送。
3. 混凝土输送泵易堵泵的位置及排除方法
3.1进料口处的堵塞。
（1）进料口堵塞一般主要原因是料斗内有较大有骨料或结块，还有是石子在水泥浆中的悬浮状态完全丧失，在管中某一部位积聚造成离析堵塞。
（2）排除方法：使泵反向运转以破坏结块，使混凝土回到料斗重新搅拌，再正向泵送，如果不起作用，则需人工清理。如果在混凝土运输车内发现混凝土出现泌水或离析，则不必向泵车料斗内放料，须经过处理正常后再施工。
3.2分配阀出料口处的堵塞。
分配阀出料口处的堵塞，主要是由于封闭不严造成的堵塞。
3.3管阀及S管处的堵塞。
（1）管阀及S管处的堵塞是逐渐形成的，其主要原因是泵送完混凝土后，没有及时用高压水冲洗，致使混凝土残留在管内，天长日久逐渐加厚，堆积固结，造成堵塞。
（2）排除方法：泵送混凝土结束后，一定要用高压水冲洗干净，当冲洗无效时，可采用钎敲，一定要把混凝土残渣去掉，直至混凝土被清理干净。
3.4混凝土输送管道堵塞。
（1）混凝土输送管道堵塞主要表现在两个方面，一是混入大粒径石子，堵管最易发生在三个大石子在同一截面相遇卡紧时，这时截面大部分被石子占据，尤其是石子成品子形相互卡在管道时，混凝土被牢牢堵在泵首管里而被堵塞。二是混凝土停滞时间过长，在夏季或掺加某些外加剂的混凝土，坍落度损失较快，如果泵送中途停顿过长，混凝土拌合物就有可能硬化，堵塞管道。 （2）预防方法：为了防止大粒径石子的混入，因此《混凝土泵送施工技术规程》规定石子最大粒径与管内径的比值关系为小于1：3，并在泵机料斗上设方格网，防止超粒径石子混入。《混凝土质量控制标准》还规定了混凝土拌合物从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间如表4。
对于混凝土泵车料斗内的混凝土长时间不泵送时，需要不停的转动，如果时间过长则需要对混凝土泵车进行自行循环，以防止堵管。
向下输送混凝土时由于管道处于下行倾斜状态，混凝土在斜管中自流（因自重下滑）造成离析，同时易在斜管上部形成真空段，使泵送压力无法传递造成堵塞。
（3）预防方法：在安装管道时要形成斜线，尽可能避免出现直下布置，形成自然流动的趋势。
混凝土输送管道堵塞的判断：当泵车输送压力不断增高，而料斗内料位却不下降，管道出口不出料，泵车发生越来越强烈的振动，管路也伴有强烈的振动和位移，可判定的堵管。堵塞一般发生在弯管、锥管，以有强烈振动的地段。发生堵管时，从泵出口到堵管外的管路震动剧烈，接头处有脱开的倾向，而堵管处之后的管路则是静止的。根据这种现象可以找到堵管部位，也可以用铁棒敲击管壁，根据声音判断堵管的位置，在感到混凝土管道有空隙外的前方即为堵管处。
（4）排除方法：当发生混凝土堵管时，应立即重复进行反泵和正泵，逐步吸出混凝土至料斗内，重新搅拌后泵送；也可用木槌敲击等方法，查明堵塞部位，将混凝土振松后，重复进行反泵和正泵，排队除堵塞，使之疏通。当用使用上述两种方法无效时，应混凝土卸压后，拆除堵塞部位的输送管，排出混凝土堵塞物后，方可接管，新接管道也应提前润湿。
4. 减少混凝土输送泵堵塞的预防措施
4.1在安装与设计管道时，应尽可能避免90°和S形弯管。
4.2在安装前应认真检查所使用的泵管，是否有明显凹坑的管道；是否有在一方向有磨损程度较大的管道，是否存在使用完毕后没有认真清理的管道。
4.3为保证泵送混凝土的连续作业，确混凝土浇注质量，作业中间间断时间严格按标准要求进行。
4.4应确定合理的施工配合比，选用经试验确认后合格的原材料。防止出现前面分析的问题。
5. 工程实例
内蒙康巴什新区京能2×250MW机组建设工程中的空冷塔，塔身高159m，直径140m，混凝土强度C45、抗冻F250、抗渗P8，施工中采用具有较高减水率的聚羧酸外加剂。混凝土全部采用泵送，在施工中针对泵送的难点与重点采取了以下措施。
5.1对原材料进行严格控制。
混凝土的泵送最重要的手段就是对原材料的检验控制，本项目严格对每批次的水泥、粉煤灰进行检验，及时根据检测数据对混凝土配合比进行微调；对每次进入现场的外加剂严格按设计和标准要求进行检测，对不合格的产品坚决予以清退。对石子、砂子的进行也进行严格检验其中含泥量作为重点，石子的颗粒级配也是重点检验的项目。
5.2对混凝土的配合比进行优化设计。
混凝土强度C45、抗冻F250、抗渗P8属于要求比较高的混凝土，如何做到保证设计要求降低成本，便于施工尤其是泵送是配合比设计的重点，本项目在配合比设计中充分考虑了混凝土的流动性、坍落度的损失、水泥与外加剂的适应性等指标。
5.3随着混凝土泵送高度的增加，及时调整配合比。
随着混凝土泵送高度的增加，及时对混凝土的坍落度进行调整，初时增大和损失减少，当混凝土的泵送高度超过80m时，对粗骨料进行了调整，将5～31.5mm的连续粒级更换成5～25mm的连续粒级。
5.4随着季节的变化，及时调整配合比。
本项目施工经过了炎热的夏季和寒冻的冬季，根据天气的变化及时对混凝土的外加剂进行调整，同时对混凝土配合比也进行了调整。
通过以上的措施有效地保证了混凝土的泵送，避免了输送泵的堵塞现场。
参考文献
[1]《预拌混凝土》（GB/T14902—2003）.
[2]《混凝土结构工程施工验收规范》（GB50204-2002（2011版））.
[3]《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-2011）.