一种超高程混凝土泵送中预测堵泵的方法技术

本发明专利技术公开了一种超高程混凝土泵送中预测堵泵的方法，本发明专利技术包括如下步骤：S1、在泵送前获取待泵送混凝土拌合物的黏阻系数，进行初始可泵性评价；S2、在每次泵送过程时获取混凝土拌合物在泵管中的实时黏阻系数，并进行可泵性评价；S3、基于混凝土拌合物在泵管中的实时黏阻系数与混凝土拌合物的黏阻系数的比值作为风险系数进行堵泵预测。对混凝土拌合物泵送过程中实时泵压的监视，经分析计算处理得到泵压变化风险系数，可实现对混凝土拌合物泵送堵泵问题进行预测、预判和预警，为及时处置提供量化数据依据和支持，避免堵泵问题的发生，提高泵送施工效率，避免和减少经济损失。避免和减少经济损失。避免和减少经济损失。

【技术实现步骤摘要】
一种超高程混凝土泵送中预测堵泵的方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工
，具体地说是一种超高程混凝土泵送中预测堵泵的方法。

技术介绍

[0002]泵送施工是通过混凝土输送泵和泵管将水泥混凝土拌合物输送至结构上端面进行浇筑施工。混凝土输送泵的工作压力受混凝土拌合物在输送管道阻力影响加大，泵送阻力越大，为了维持混凝土泵送顺利进行，相应的工作压力也较大，当泵送阻力大于混凝土输送泵的最大工作压力时，则出现堵泵现象。混凝土在输送管道阻力，一方面，受混凝土拌合物自身的流动性、粘稠性、润滑性、匀质性和稳定性影响，混凝土拌合物流动性越小，越粘稠，润滑性越差，离析泌水越大，其泵送阻力越大；另一方面，受输送管内部表面粗糙度影响，管内表面越粗糙，泵送阻力越大；第三方面，受输送管的形态影响，弯管越多，泵送阻力越大；第四方面，受输送管接缝处密封性影响，密封性越差，容易导致混凝土拌合物中降水从接缝处溢出，造成管内混凝土拌合物因失水过多而变得干稠，泵送阻力增大。当泵送阻力发生变化时，为保持泵送，相应的混凝土输送泵的工作压力也会随之发生变化。
[0003]经调查，当前，在混凝土泵送施工过程中，尚无对混凝土拌合物的润滑降阻性及可泵性进行定量分析和评价的方法，尚无有效的办法来适时监控、预测和预警超高程混凝土泵送堵泵，往往是混凝土输送泵增大到一定程度发现泵不动混凝土了，才去采取措施，去消除堵泵，但是由于超高程泵送的泵管往往较长，垂直落差大，管内的混凝土因自重力产生反推力较大，一旦拆除泵管进行疏通，会导致竖管里的混凝土因自重力下流导致输送管内出现较大的空层，待堵管出清理疏通后再次泵送施压，又会因压缩空气使管内的混凝土水份和浆体流失而变得更加干涩，从而无法排出堵泵。
[0004]泵送施工的不可预知性和风险性加大，也许这次泵送施工没有任何问题，也许会因泵送施工过程中水泥混凝土拌合物泵送压力扩展度损失值过大，导致浇筑难度加大，甚至出现堵泵施工中断，耗费较大的人力物力去处理，造成不必要的质量和经济损失。对混凝土泵送过程中对堵泵做到提前预测和预控，是当前混凝土泵送施工控制急需要解决的关键问题，特别是针对超长、超高程泵送施工控制显得尤其重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对以上不足，提供一种超高程混凝土泵送中预测堵泵的方法，通过对混凝土输送泵在泵送混凝土时工作压力的动态变化量进行实时观测，对泵压变化趋势进行分析处理得到泵压变化风险系数，用于预测混凝土在泵送过程中是否会出现堵泵。
[0006]本专利技术所采用技术方案是：
[0007]一种超高程混凝土泵送中预测堵泵的方法，包括如下步骤：
[0008]S1、在泵送前获取待泵送混凝土拌合物的黏阻系数，进行初始可泵性评价；
[0009]S2、在每次泵送过程时获取混凝土拌合物在泵管中的实时黏阻系数，并进行可泵
性评价；
[0010]S3、基于混凝土拌合物在泵管中的实时黏阻系数与混凝土拌合物的黏阻系数的比值作为风险系数进行堵泵预测，其预测标准如下：
[0011]当风险系数小于2时，混凝土拌合物泵送施工的堵泵风险为安全级别；
[0012]当其中1次观测的风险系数大于等于2时，混凝土拌合物泵送施工的堵泵风险为警惕级别，应加大观测频次；
[0013]当连续2次以上观测的风险系数均大于2时，混凝土拌合物泵送施工堵泵风险为高风险级别，应立即停止泵送施工，进行排查和处理，直至风险系数小于2为止。
[0014]具体的，本专利技术的步骤S1中，在泵送前获取待泵送混凝土拌合物的黏阻系数，进行初始可泵性评价的过程包括：
[0015]对待泵送混凝土进行倒坍落度排空试验，测定混凝土的倒坍罗渡筒排空时间和扩展度，并通过测定的倒坍罗渡筒排空时间和扩展度的数据，计算混凝土的年阻指数，年阻指数计算公式如下：
[0016][0017]式中：
[0018]β1─
黏阻指数；
[0019]T
P
─
倒坍落度筒排空时间；
[0020]d
K
─
扩展度；
[0021]其中，
[0022]黏阻指数β1＜30时，该混凝土拌合物的润滑降阻性为优，可泵性等级为Ⅰ级；
[0023]当黏阻指数β1≥30且＜50时，该混凝土拌合物的润滑降阻性为良，可泵性等级为Ⅱ级；
[0024]当黏阻指数β1≥50且＜80时，该混凝土拌合物的润滑降阻性为中，可泵性等级为Ⅲ级；
[0025]当黏阻指数β1≥80时，该混凝土的润滑降阻性为差，可泵性为不合格。
[0026]具体的，本专利技术的步骤S2中，在每次泵送过程时获取混凝土拌合物在泵管中的实时黏阻系数，并进行可泵性评价的过程包括：
[0027]S201、根据施工设计，配置泵送设备，所述泵送设备包括混凝土输送泵和输送管，并根据配置计划，估算弯头压力和竖管中的混凝土自重力；
[0028]S202、安装泵送设备至浇筑面，对泵送设备进行检查整备后，泵送混凝土；
[0029]S203、将混凝土拌合物泵送至浇筑面后，记录混凝土泵每次泵送混凝土的实时工作压力，并计算泵送沿程压力损失；
[0030]S205、基于实时沿程压力损失和混凝土混伴物在泵管中的流速计算混凝土混伴物的实时黏阻系数，其计算公式如下：
[0031][0032]式中：
[0033]β
i
—为混凝土混伴物在泵管内中的实时黏阻系数；
[0034]P
Li
—泵送沿程压力损失；
[0035]S
B
─
泵管截面积；
[0036]V
c
─
混凝土拌合物在泵管中的流速；
[0037]其中：混凝土拌合物在泵管中的流速V
c
通过如下公式计算：
[0038][0039]式中：
[0040]V
─
混凝土拌合物在泵管中的流速；
[0041]V
B
─
混凝土输送泵的泵送频次；
[0042]S
B
─
泵管截面积；
[0043]N
B
─
混凝土输送泵的泵送频次。
[0044]具体的，本专利技术的步骤S202中，记录混凝土泵每次泵送混凝土的实时工作压力，并计算实际泵送沿程压力损失的计算公式为：
[0045]P
Li
＝P
i
－P
w
－P
Z
[0046]式中：
[0047]P
Li
—实际泵送沿程压力损失；
[0048]P
i
—混凝土泵的实际工作压力；
[0049]P
w
—估算弯头压力；
[0050]P
Z
—估算竖管中混凝土自重力。
[0051]具体的，本专利技术的所述估算弯头压力的计算公式为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高程混凝土泵送中预测堵泵的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、在泵送前获取待泵送混凝土拌合物的黏阻系数，进行初始可泵性评价；S2、在每次泵送过程时获取混凝土拌合物在泵管中的实时黏阻系数，并进行可泵性评价；S3、基于混凝土拌合物在泵管中的实时黏阻系数与混凝土拌合物的黏阻系数的比值作为风险系数进行堵泵预测，其预测标准如下：当风险系数小于2时，混凝土拌合物泵送施工的堵泵风险为安全级别；当其中1次观测的风险系数大于等于2时，混凝土拌合物泵送施工的堵泵风险为警惕级别，应加大观测频次；当连续2次以上观测的风险系数均大于2时，混凝土拌合物泵送施工堵泵风险为高风险级别，应立即停止泵送施工，进行排查和处理，直至风险系数小于2为止。2.根据权利要求1的方法，其特征在于：步骤S1中，在泵送前获取待泵送混凝土拌合物的黏阻系数，进行初始可泵性评价的过程包括：对待泵送混凝土进行倒坍落度排空试验，测定混凝土的倒坍罗渡筒排空时间和扩展度，并通过测定的倒坍罗渡筒排空时间和扩展度的数据，计算混凝土的年阻指数，年阻指数计算公式如下：式中：β1─
黏阻指数；T
P
─
倒坍落度筒排空时间；d
K
─
扩展度；其中，黏阻指数β1＜30时，该混凝土拌合物的润滑降阻性为优，可泵性等级为Ⅰ级；当黏阻指数β1≥30且＜50时，该混凝土拌合物的润滑降阻性为良，可泵性等级为Ⅱ级；当黏阻指数β1≥50且＜80时，该混凝土拌合物的润滑降阻性为中，可泵性等级为Ⅲ级；当黏阻指数β1≥80时，该混凝土的润滑降阻性为差，可泵性为不合格。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中，在每次泵送过程时获取混凝土拌合物在泵管中的实时黏阻系数，并进行可泵性评价的过程包括：S201、根据施工设计，配置泵送设备，所述泵送设备包括混凝土输送泵和输送管，并根据配置计划，估算弯头压力和竖管中的混凝土自重力；S202、安装泵送设备至浇筑面，对泵送设备进行检查整备后，泵送混凝土；S203、将混凝土拌合物泵送至浇筑面后，记录混凝土泵每次泵送混凝土的实时工作压力，并计算泵送沿程压力损失；S205、基于实时沿程压力损失和混凝土混伴物在泵管中的流速计算混凝土混伴物的实时黏阻系数，其计算公式如下：
式中：β
i
—为混凝土混伴物在泵管内中的实时黏阻系数；P
Li
—泵送沿程压力损失；S
B
─
泵管截面积；V
c
─
混凝土拌合物在泵管中的流速；其中：混凝土拌合物在泵管中的流速V
c
通过如下公式计算：式中：V
─
混凝土拌合物在泵管中的流速；V
B
─
混凝土输送泵的泵送频次；S
B
─
泵管截面积；N
B
─
混凝土输送泵的泵送频次。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S202中，记录混凝土泵每次泵送混凝土的实时工作压力，并计算实际泵送沿程压力损失的计算公式为：P
Li
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭强，杨冠杰，王健，聂真，李海波，黄孝义，刘尚明，
申请(专利权)人：中建八局第二建设有限公司，
类型：发明
国别省市：