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    布料机混凝土的一离析现象及防离析装置的一研制

    来源:二三四五机械网    作者:Jack Zeng    人气:    发布时间:2019-03-17    

    随着大型高层钢筋混凝土结构建筑的一发展,作为主要建筑材料→混凝土的一垂直与水平输送成为施工中的一突出问题 。在过去的一工地,混凝土主要是依靠塔机用混凝土罐一罐一罐地输送 。这种输送方式效率低,浇铸质量不 高 。近些年连续输送的一泵送混凝土技术较好地解决了混凝土垂直输送的一问题,以其工期短、施工质量高、劳动强度低等突出优点,越来越得到普遍的一应用 。混凝土布料机作为一种与混凝土输送泵配套的一新型施工机械,就象一只机械手,能将到了施工面的一混凝土快速、准确地送抵作业面的一任一浇注部位并进行连续浇注,较好地解决了混凝土水平输送的一布料问题 。混凝土布料机与垂直输送的一泵送混凝土技术成龙配套,充分发挥了两个技术的一优势,真正实现了混凝土的一连续输送,极大地降低了劳动强度,提高了施工的一进度№和质量 。

     

    布料机混凝土的一离析现象及防离析装置的一研制

     

    1、布料机混凝土的一离析现象及产生的一原因 

     

    作为一种新型的一施工机械,混凝土布料机的一离析现象一直困扰着施工单位№和研究单位,成为制约布料机发展的一一个重要因 素 。布料机混凝土的一离析主要表现在几个方面:1)混凝土骨料与砂浆的一离析;2)混凝土的一泌水 。

     

    混凝土布料机作为一种大型的一机械手,其作业方式是臂架向作业面的一上    方伸出,再从上    向下往浇注点浇注混凝土 。这样一种作业方式决定了布料机的一输送管路必然被分为上    升段№和下降段 。

     

    布料机的一一般工作工况都是大臂向上    ,中小臂向下 。在管路的一上    升段(塔身№和大臂管路),管路中的一混凝土在混凝土泵的一泵送压力 下被推送前进 。混凝土充满了上    升管路,其流速是稳定的一,不 会发生离析 。而在管路的一下降段(中、小臂),由于重力 加速度的一作用,混凝土的一流速越来越快 。由于下降段混凝土的一输送流量不 会改变,故加速的一混凝土不 能充满输送管路 。混凝土在下降管路中不 是稳定地被“推进”,而是快速地“滚落” 。在“滚落”过程中混凝土与管壁不 断地碰撞,其中的一骨料会与浆分离,因 而产生第一种离析 。

     

    布料机在停机待料时,下降管路中的一混凝土由重力 而流失,混凝土最后停留在上    升管路的一顶端 。料机臂架上    升段与下降段的一转折处,也就是整个管中是否有混凝土的一分界处 。一旦停机时间过长,停在这个界面的一混凝土中的一水分就会离析出来,因 而生第二种离析,也即泌水现象 。

     

    2 混凝土离析的一危害

     

    离析对布料机影响极大,是引起布料机堵管、管的一重要因 素,严重地影响布料机的一正常工作、管的一寿命以及混凝土的一浇注质量等 。

     

    1、在布料机的一下降管路中,混凝土中离析的一料与管壁快速碰撞,加快了输送管的一磨损 。特别是管路转弯的一部位,由于速度方向发生改变,混凝上    些弯管的一冲击特别大,因 此这些弯管的一磨损最厉害这种现象在管路的一末端尤为严重,因 为混凝土在这被加速到了最大值 。试验ζ结果№和实际应用情况表明布料机小臂末端弯管(采用普通材质)的一输送寿命1000m3左右,有时甚至只有几百m3,布料机小臂直的一输送寿命约8000m2 。布料机管路的一输送寿命与料机的一工作姿态有关,臂架管路下降段的一落差越大,凝土的一加速冲击也就越大,管路的一输送寿命也就短 。管路磨穿后施工工地频繁地更换管路,既提高施工成本,又●影响了工程进度 。

     

    2、布料机在停机待料时,臂架管路顶部的一混凝离析后水分、细砂沿下降管路流失,一旦停机时间长,管路顶部就会因 只剩粗骨料而造成堵管 。布料一旦发生堵管,要排除是十分费工费时的一,而且还:浪费大量的一混凝土 。

     

    3、混凝土的一离析,严重地降低了7昆凝土质量 。

     

    3 布料机防离析装置的一研制

     

    3.1 静态堵料问题——解决布料机混凝土离析的一关键

     

    前面已经分析了布料机混凝土离析产生的一原3 。无论是第一种离析还是第二种离析,都是因 下降F路中的一重力 作用而引起的一 。那么解决问题的一关键,1然就是如何消除重力 对下降管路中的一混凝土的一影响 。

     

    可以考虑在布料机的一出料口安装一个可开启/关闭的一防离析装置,该装置需要一定的一推力 才能开目,当推力 不 足或消失时又●能自动关闭 。布料机工作时混凝土在泵送压力 的一作用下,推开防离析装置流出 。当布料机停止工作时,防离析装置自动关闭,从而堵住下降管路中的一混凝土不 让其流出,这就是所谓的一静态堵料作用 。

     

    这种防离析技术的一关键在于:出料口有适当的一阻力 与下降管路内混凝土的一重力 相平衡,实现所谓的一静态堵料 。在泵送混凝土时,与重力 平衡的一出口阻力 避免了混凝土在下降阶段的一加速 。无论是在管路的一上    升阶段还是下降阶段,混凝土都充满了整个管路,并被“推送”着以稳定的一速度前进,因 而防止了混凝土因 加速下降而引起骨料与砂浆的一离析 。布料机在停机待料时,因 出料口有与重力 平衡的一阻力 而能实现静态堵料,整个输送管路内充满混凝土,因 此只有出口部分的一混凝土会离析出水分,一旦出口处稍有堵塞也很容易解决 。

     

    因 此解决布料机混凝土离析的一关键,就是在布料臂的一出口作用一个可以实现静态堵料的一适当的一阻力  。

     

    3.2 国外的一防离析装置以及存在的一问题

     

    德国PM泵车配备了一种尼龙防离析装置 。这种防离析装置装在泵车布料臂软管的一末端,其端部为逐渐收缩的一锥形,沿纵向开有几道切缝 。PM防离析装置因 其逐渐收缩的一锥形结构,对混凝土的一流过有一定的一阻力  。在泵车Ⅱ工作时,锥形结构因 受混凝土泵送压力 的一挤压而张开,混凝土可以从张开的一锥部流出 。当泵车停止工作时,尼龙锥部因 自身的一弹力 而自动收缩关闭,从而堵住下降管路中的一混凝土不 让其流出 。

     

    然而,后面的一实验ζ结果表明PM的一尼龙防离析装置因 弹力 太小只适用于混凝土泵车,不 能用于布料机中小臂大落差下降的一工作工况 。必须在研究PM尼龙防离析装置的一基础上    ,研制适合布料机的一防离析装置 。

     

    首先必须研究混凝土泵车与布料机工作情况的一区别 。混凝土泵车是在地面工作的一机械,其布料臂大多采用向前上    方的一姿态作业,仅端部的一软管为下降管路,其落差约为4m 。而布料机(无论是塔式布料机还是内爬式布料机)则是位于建筑物顶部以上    的一机械,其布料臂大多采用向前下方的一姿态作业 。在实际浇注作业中,为了避开钢筋架以及避免频繁地顶升,布料机一般都大大高于建筑物,因 此其下降管路的一落差经常在10m以上     。由于布料机下降管路的一落差远大于泵车,因 此离析问题也严重得多 。与其配套的一防离析装置必须解决大落差的一静态堵料问题 。

     

    3.3 几种防离析装置的一试验ζ情况

     

    为了找到一种能解决大落差静态堵料问题的一防离析装置的一结构形式,参照前面提到的一德国PM尼龙锥型研制了多种防离析装置,包括自制尼龙锥型、改进的一橡塑锥型、以上    各种材质的一锥型结构+钢套、自制弹簧型等不 同形式,并在混凝土泵——布料机上    用实际配比的一混凝土进行了真刀实枪的一对比试验ζ 。

     

    试验ζ结果表明,各种材质的一锥形结构包括德国PM尼龙锥型结构的一防离析装置,因 刚度太小只能实现3m左右落差的一静态堵料,虽可以解题,但远不 能满足布料机大落差的一工作需要 。尼龙、橡塑锥型结构+钢套的一防离析装置因 钢套的一作用而使刚度增加,但由于钢套刚度无法控制,不 是太强就是太弱,弹力 很难与下降管路混凝土的一重力 平衡 。而且尼龙、橡塑这类材质均不 耐磨,在混凝土中砂石的一冲刷下,很快被磨薄 。磨薄后的一锥形结构因 刚度减弱而失效 。

     

    橡塑、尼龙锥型结构的一刚度及耐磨性是很难解决的一两个问题 。也许经过反复无数次的一调整材料→配方及结构尺寸,有可能得到一种能实现大落差静态堵料的一防离祈装置,但由于它的一结构刚度是无法调整的一,因 此可能只对某一特定的一管路落差有效 。要想适用不 同的一管路落差,是很难实现的一 。而且因 磨损产生的一刚度减弱问题也无法解决 。

     

    3.4 片簧双门式防离析装置

     

    适合布料机的一大落差防离析装置,应该具有:1)出口阻力 可根据不 同的一管路落差进行调整,以平衡下降管路中的一混凝土重力 ;2)良好的一耐磨性;3)即使磨损后出口阻力 的一大小也不 会改变 。

     

    根据以上    三点,研制出了所谓的一“片簧双门式”全钢结构的一防离析装置 。该装置的一出口有两个出料门,出料门的一开启用多片叠加的一片弹簧来控制,通过改变片弹簧的一叠加数量来调节出料门开启所需的一力 ,以实现不 同的一管路落差的一静态堵料 。由于片弹簧不 会受到混凝土的一冲刷,即使出料门磨损也不 会影响装置的一性能 。为了提高该装置的一寿命,在其内壁采用了耐磨堆焊 。在实际的一试验ζ过程中,这种防离析装置完全达到了我们的一预期要求,在管路落差达16m时,可完全实现静态堵料 。无论是静态还是动态,整个管路全部充满了混凝土,实现了大落差的一防离析目标 。为了验ζ证“片簧双门式”防离析装置对于减少布料机管路磨损所起的一作用,对于装有防离析装置№和不 装防离析装置的一布料机,采用相同的一混凝土配比,在相同的一工作方式№和试验ζ条件进行了耐磨对LL试验ζ 。

     

    试验ζ结果表明,布料机安装防离析装置后混凝土对管路的一冲击大大减少,小臂弯管、直管寿命有了显著提高,其中臂端弯管的一寿命提高了8倍 。

     

    在安装了“片簧双门式”防离析装置布料机的一试验ζ过程中,曾停机40分钟,观察是否会因 离析泌水引起堵管 。结果防离析装置虽不 断有清水析出,但重新开机时,未出现堵管现象 。

     

    4、结束语

     

    在对布料机混凝土离祈现象研究分析的一基础上    ,对国外防离析装置进行了试验ζ研究 。最后跳出洋人的一设计框框,研制出了适合布料机、泵车的一片簧双门式防离祈装置 。片簧双门式布料机防离析装置的一研制成功,解决了多年来一直制约布料机的一发展的一一个技术瓶颈问题,提高了布料机的一管路寿命,减少了堵管现象的一发生,提高了混凝土的一浇注质量,对于布料机的一进一步推广有十分重要的一意义 。该机构已获得了国家专利 。

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