外掺MgO在陕西蔺河口水电站混凝土搅拌站中的应用.pdf

一水利建设与管理 2 0 1 6 年 第1 1 期 D OI ： 1 0 1 6 6 1 6 j c n k i 1 1 4 4 4 6 T V 2 0 1 6 1 1 0 0 6 外掺 Mg O在陕西蔺河 口水电站混凝土 搅拌站中的应用 王莲花 ( 郑州水工机械有限公司，河南 郑州4 5 0 0 4 2 ) 【 摘要】 Mg O混凝土的延迟微膨胀特性可以补偿混凝土的收缩变形， 提高混凝土 自身的抗裂能力， 但是 M g O掺 量过多或过少均很难实现其应有效益。本文从混凝土搅拌站角度论述外掺 M g O的添加方法、 配料精度控制、 搅拌 匀质性等， 总结陕西蔺河口水电站的搅拌站的成功经验。 【 关键词】 外掺 M g O ； 混凝土搅拌站； 配料装置； 配料精度； 混凝土匀质性 中图分类号 ： T V 4 3 1 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 5 - 4 7 7 4 ( 2 0 1 6) 1 1 - 0 0 2 6 0 3 Ap p l i c a t i o n o f a d d i t i v e M g O i n c o n c r e t e mi x i n g s t a t i o n o f S h a a n x i Li n h e k o u Hy d r o p o we r S t a t i o n W ANG L i a n h u a ( Z h e n g z h o u H y d r a u l i c Ma c h i n e r y C o ， L t d ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 4 2， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Mg O c o n c r e t e d e l a y mi c r o e x p a n s i o n c h a r a c t e r i s t i c s c a n b e a p p l i e d f o r c o mp e n s a t i n g c o n c r e t e s h r i n k a g e d e f o r ma t i o n，t h e r e b y i mp r o v i n g o wn c r a c k r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e Ho we v e r ，i t s b e n e f i t s c a n n o t b e r e a l i z e d e a s i l y d u e t o t o o mu c h O r t o o l i t t l e Mg O a d d i t i v e d o s a g e I n t h e p a p e r ，a d d i t i v e Mg O a d d i t i o n me t h o d，i n g r e d i e n t a c c u r a c y c o n t r o l ，mi x i n g u n i f o r mi t y，e t c a r e d i s c u s s e d f r o m t h e p e r s p e c t i v e o f c o n c r e t e mi x i n g s t a t i o n S u c c e s s f u l e x p e r i e n c e o f mi x i n g s t a t i o n i n S ha a nx i Li n h e k o u Hy d r o po we r S t a t i o n i s s umma r i z e d Ke y wo r d s ：a d d i t i v e Mg O ；c o n c r e t e mi x i n g s t a t i o n；d o s i n g d e v i c e；b a t c h i n g a c c u r a c y；c o n c r e t e u n i f o r mi t y 1 应用背景 普通混凝土在硬化过程 中均会发生体积收缩 ， 当 混凝土的收缩值大于极限变形值 ， 收缩变形引起的拉 应力大于混凝土的极限抗拉强度时， 混凝土将产生裂 缝， 导致混凝土的整体性、 耐久性下降。对于大体积混 凝土特别是碾压混凝土， 收缩易引起裂缝 ， 危害性更 大。试验研究和工程实践证明在碾压混凝土中掺人适 量 的 M g O， 利用 M g O混 凝 土的延 迟微 膨胀 特性 ， 可 以 补偿混凝土的收缩变形， 提高混凝土 自身的抗裂能力 ， 2 6 从而达到简化大体积混凝土温控措施、 加快施工进度 和节省工程投资的 目的 。 在混凝土 中添加 Mg O有两 种方法 ， 一种是 采用水 泥厂共磨方式掺加 M g O， 也就是 在混凝 土 配 比中采用 Mg O水泥， 另一种是在混凝土掺合料中单独增加 M g O 膨胀剂 。 水泥 中 M g O含量 过高 将会 导致 混凝 土 不均 匀 变 形产生裂缝而破坏， 所 以各国标准均限制水泥中 Mg O 含量 ， 我国规定不超过 5 。 普通混凝土配合比设 计规程 中要求大体积混凝土在保证混凝土强度及塌 王莲花 外掺 Mg O在陕西蔺河口水电站混凝土搅拌站中的应用 落度要求的前提下， 应提高掺合料及骨料的含量， 以降 低每立方米混凝土中的水泥用量 ，降低成本， 大体 积混凝土特别是碾压混凝土材料中水泥用量少， 掺合 料多 ， 水泥 中 M g 0的添加量 非常 有 限， 掺 量 过少 也达 不到其应有的效果。因此在混凝土配合 比中单独增加 Mg 0膨胀剂， 不受水泥成分的国标限制 ， 成为一种行之 有效 的方法 。 Mg O膨胀 剂 添 加 量 有 限 ， 每 方 混 凝 土 添 加 5 1 1 k g ， 怎样在t 昆 凝土生产过程中有效控制其配料精度 和搅拌均匀对混凝土搅拌设备提出了更高的要求。 陕西蔺河口水电站为碾压混凝土双曲拱坝， 位于 陕西省岚皋县境内， 电站总装机 7 2 M W， 大坝碾压混凝 土总量 约 2 2 4 6万 m ， 占坝 体 混 凝 土 总 量 的 7 4 ， 2 0 0 1 年 1 2月开始施 工 ， 2 0 0 3年 6月完 成全 部碾 压混 凝土浇筑 。在蔺河 口水 电工程 中 ， 碾压混 凝土 基本 由 两套 H z 9 0 1 Q 4 o o o型混凝土搅拌站生产， 该设备运 行稳定 、 可靠 。 本文结合蔺河 口水利 工程 ， 根 据工程 实践 经验 并 结合 M g O的物理 化学 特性 ， 对 常规 搅拌 站进 行改 进 ， 使之达到规 范要求 的配料精度和匀质性。 2 外掺 Mg O搅拌站方案 H z 9 0 1 Q 4 0 0 0型混凝 土搅拌 站设 备。一 般配 置 有 M g 0配料装置。 搅拌站型号说明见图 1 ： HZ 9 0 1 Q 4 0 0 0 混凝土搅拌站 生产率( m， m) 图 1 搅拌站型号说 明 搅拌站方案中配料装置和搅拌装置为主要部件， 这两 个部件对于 M g O的添加效果起重要作用 ， 因此对搅拌 机的选用及 M g 0配料装置要求很高， 下面针对这两个 部件进行详细说 明。 2 1 Mg O配料装 置 在常规混凝土搅拌站的配料层平台上配置一套 M g O配料装置 ， 包括 M g 0储料仓、 过渡仓( 带搅拌器) 、 螺旋机、 称斗、 传感器悬挂装置等部件。 工作 流程 ： 螺旋机带动过渡仓 的搅拌器一起动 作 ， 向秤斗输送物料进行称量， 称量方式由三吊点拉力式 传感器发出电信号， 由微机控制称量， 秤斗下部设有气 动蝶 阀 ， 由微机根据搅拌机运行情况 ， 控制阀 门开 门动 作 卸入搅拌机进行搅拌 。 M g O配料装 置总图见 图 2 。 图 2 Mg O 配料装 置 27 一水利建设与管理 2 0 1 6 年 第1 1 期 因 为 M g O添 加 计 量 少 ， 每 方 混 凝 土 添 加 5 1 l k g ， 按搅拌机每罐打 3 r n 3 计算， 每秤需要 1 5 3 3 k g ， 根据规范要求选用5 0 k g的秤 ， 称量精度要求 1 。 在搅拌楼的配料层平 台上配置一个 2 m 。的 M g O 储料仓 ， Mg O 比重 为 3 5 8 0 k g I 1 1 ， 盛料 约 7 0 0 0 k g ， 满 足 1 5 h 生产用量 ( 5 0 k g m x 9 0 m h X 1 5 h= 6 7 5 0 k g ) 达 到相关规范要求 。 为满足称量精度， 在 Mg O储料仓出口与配料螺旋 机之间设一中转过渡仓 ， 仓里带搅拌器， 搅拌器的驱动 通过链条传动， 由螺旋机带动， 螺旋机配料时搅拌器也 开始工作， 不但防止结拱还能保证螺旋机进、 出料均 匀 ， 选用 6 1 9 4螺旋机， 输送量为 l O 0 0 0 k g h ， 约 1 5 s 完 成称量， 与其他配料秤的配料时间相当， 不影响生产 率 ， 同时满足 1 粉料称量精度要求 。 2 2 搅拌装置 陕西蔺河 口水电站为碾压混凝土双曲拱坝 ， 考虑 碾压混凝土的干硬性 ， 碾压混凝土对搅拌机的搅拌主 轴、 搅拌臂、 衬板耐磨性和主机的功率都提出了更高的 要求。该方案选用大型 4 m 强制式搅拌主机 ， 采用双 电机驱动总功率 为 ( 27 5 ) k W， 实际生产时每罐打 3 m ， 配料装置 ( 包括 Mg O秤 ) 均按照 3 m 用料配 置。 城建用普通混凝土一般纯搅拌时间在 3 0 5 0 s 之 间， 碾压混凝土搅拌时间延长 2 0 s ， 添加 M g O再延长 2 0 s ， 添加 Mg O的纯搅拌 时 间为 9 0 s ， 搅拌 机进 料 1 5 s ， 搅拌机卸料 1 5 s ， 生产周期为 1 2 0 s ， 搅拌站 的生产能力为 3 6 0 0 1 2 0 X 3= 9 0 m h 。满足工程实际需要 。详见图 3 。 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 o o1 1 O1 2 01 3 0 1 4 01 5 O 1 O 1 6 0l 7 01 8 Ol 9 02 0 0 21 0 骨料 配料 水夕 加齐 粉料 集料 骨料 搅 进料 召 拌 搅拌 臣 机 出混凝土 当搅拌时间 t = 9 0 s 时 1 2 0 s 生产周期 T - 1 2 0 s 生产能力为 Q= 3 6 o o 1 2 o x 3 =9 0( r r l h) 图3 HZ 9 0 -1 Q4 0 0 0型混凝土搅拌站生产周期 搅拌机进料顺序采用先下骨料和水， 使骨料表面 湿润后再 下灰 料 ， 不仅对 防尘有好处 ， 且有 利于骨料 裹 浆， 缩短搅拌时间， 减少磨损 、 能耗和机械热， 合理的进 料顺 序更适 合于搅拌水灰 比小的 R C C碾压混凝土 。 3 外掺 Mg O注意事项 H z 9 0 一l Q 4 o o o型混凝土搅拌站采用外掺方法添 加 Mg O， 在常规混凝土搅拌站上增加一套 M g O配料装 置， 在蔺河口水利工程运行一年半时间， 性能稳定， 用户 反映良好， 完成了蔺河口水利工程外掺 M g O碾压混凝土 的生产任务。该方案可供其他类似工程和同行参考。 相比采用水泥厂共磨方式掺加 M g O ， 混凝土搅拌 时间不需延长 ， 但厂掺带来的问题是水泥出厂强度与 现有国家标准不符 ， 并且国标要求水泥中 M g O含量 不能超过 5 ， 另外 ， 对于大体积特别是碾压混凝土来 2 8 说 ， 水 泥用量 少 ， 掺 合料 多 ， 有 限 的 M g O添 加 剂量 ， 很 难 达到其应 有 的膨 胀 作 用 ， 而外 掺 M g O没有 这 些 限 制 ， 需要注意 的是外 掺 Mg O首 先要保 证称 量精度 ， 其 次要保证 混凝土 均匀性 ， 比普通碾 压混凝 土适 当延长 搅拌时间约 2 0 s ， 确保混凝 土质 量达 到规范要 求 ， 否则 将起有害作用 。 参考文献 1 陈昌礼 ， 陈学茂 氧化镁膨胀剂及其在大体积混凝土中的 应用 J 新型建筑材料 ， 2 0 0 7 ( 4 ) ： 6 O 2 李鹏辉 ， 刘 光廷 ， 等 外掺 氧化 镁碾 压混 凝 土实 验研 究 M 水利水电技术 ， 2 0 0 4 ( 4 ) ： 8 2 3 J G J 5 5 2 O O O 普通混凝土配合比设计规程 s 北京 ： 中国 建筑工业出版社 ， 2 0 0 1 4 郑国旗 ， 赵其兴 外掺氧化镁碾压混凝土技术在黄花寨水 电站的应用 M 中国水利水 电科学研究院学报 ， 2 0 1 2 ， 1 0 ( 3 )： 2 1 0 - 2 1 3 5 D L T 9 4 5 -2 0 0 5 周期式混凝土搅拌楼 S