大体积耐热混凝土的应用与质量控制.pdf

第 3 3卷第 7期 Vo1 - 3 3 No ． 7 建筑施" 1 - B U I L D I N G C 0 N S T R UC T 1 0 N 大 体 积 耐 热混 凝 土 的应 用 与质 量 控 制 Ap pl i c a t i o n o f He a t -Re s i s t a nt M a s s C o n c r e t e a n d i t s Q u a l i t y C o n t r o l 口 药维东 韩 嘉 ( 上 海宝钢 十三冶钱潘建 筑材料有 限公 司 2 0 1 9 0 1 ) 【 摘 要】 某工程项目因耐热混凝土浇筑量大，使施工具有一定难度。针对此种情况，施工中对耐热混凝土选用玄武岩 ，运 用间断级配、胶凝材料采用普通硅酸盐水泥、粉煤灰和高炉矿渣微粉的大掺量技术，顺利解决了施工难题并取得了较好的效果。 【 关键词】大体积 耐热混凝土 泵送 【 中图分类号】 T U 5 2 8 ． 3 4 ／ 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 — 1 0 0 1 ( 2 0 1 1 ) 0 7 — 0 5 9 4 — 0 2 1 工程概况 耐热混凝土是由耐火骨料( 包括粉料 ) 、 胶结料、 水( 或其 它液体 ) 及外加剂配制而成的， 具有耐高温特性且能保持所 需的物理力学性能的特种混凝土材料。它广泛应用于) 台 金、 化工等建筑工程。 如工业窑炉基础、 炼钢厂房地坪、 烟囱等工 程结构物。 常见的高炉基础耐热混凝土基墩由于体积较小， 混凝土 浇筑量一般都不超过 5 0 0 m 。 ， 而此项目的高炉高 5 5 m ， 设计 容量 5 8 6 0 m 。 ， 用于支撑炉底的耐热混凝土基墩 西2 0 II I 、 厚 4 ． 1 5 m， 耐热混凝土一次浇筑量达 1 3 0 0 m 。 ，混凝土耐热度 4 5 0 o C 。其构造详如 图 1 所示 ， 施工部位如图 2所示。 j． m * 二坡耐捕- 昆 艇土 0 誊蠢 ’0 ‘ ’等 一 一 J 2 施工工艺 图 1 高炉基础构造 图 2 高炉基础施工部位 L 【 作者简介】 药维东( 1 9 6 8 一 ) ， 高级工程师， 本科。联系地址： 上 海 宝山区富杨路 2 2 3号( 2 0 1 9 0 1 ) 。 【 收稿日期】 2 0 1 1 - 0 5 — 2 7 2 ． 1 原材料 ( 1) 粗、 细骨料 ① 本项目的粗、 细骨料均选用玄武岩， 这是因为良好的 粗骨料级配能提高混凝土的密实性 ， 从而提高其耐热度。粗 骨料选用 4种不同粒径的颗粒进行二次混合， 使其最大捣实 密度为 1 8 3 0 k g ／ m 。 ， 见表 1 。 表 1 不同粒径混合比例 玄武岩粗 骨料 粒径／ r a ml 2 ． 3 6 ～ 4 ． 7 5 l 4 ． 7 5 —9 ． 5} 1 0 ～1 6 I 1 0 ～2 2 混合比例 I 2 0 ％ l 2 0 ％ l 2 0 ％ 1 4 0 ％ ② 搅拌站只有 4个砂石仓( 2个砂仓、 2个石仓 ) ， 根据 掺合比例 ，我们在玄武岩加工厂的码头装船时 ，将粒径为 2 ． 3 6 m m～4 ． 7 5 m m 、 4 ． 7 5 m m～9 ． 5 m m 、 1 0 m m～1 6 m m这 3 种骨料均匀混合。 ③ 粗骨料经过装船时的初次混合 ，到搅拌站后粒径规 格仅有 2 种 ， 只能适应搅拌站 2个粗骨料仓的生产要求。 ( 2 )胶凝材料 本项 目采 用 P ． 0 4 2 ． 5 普通硅酸盐水泥 ，高掺 粉煤灰、 高 炉矿渣微粉 ( 粉煤灰、高炉矿渣微粉掺量占总胶凝材料的 5 0 ％) 并选取高效外加剂的方式。 水泥、 掺和料、 骨料检测指标 见表 2 、 表 3 、 表 4 。 表 2水泥： P ． 04 2 ． 5海螺水泥 安定 初凝时 终凝时 标准稠 抗折强度／ MP a 抗压强度／ MP a 性 间／ rain 间／ v a i n 度 ／ ％ 3 d 2 8 d 3 d 2 8 d 1 ． 0 合辛 晷 4 1 4 8 1 8 8 2 7 ． 6 6 ． 1 8 ． 5 3 1 ． 4 5 4 6 粉煤灰 细度 需 水量 含水量 矿粉l 活性指数／ ％ I 流 动度 水量 ／ ％ 比 ／ ％ ／ ％ l 7 d l 2 8 d f比 ／ ％I ／ ％ I I 级 1 2 1 O 1 0 ． 1 $ 9 5 l 7 6 l 1 0 1『1 0 1 J 0 ． 3 7 l／ 2 0 1 1 药维东、 韩嘉： 大体积耐热混凝土的应用与质量控制 第 7期 表 4 粗细骨料 ： 玄武岩粗细集料 粗集料 l 5～2 o l 2 9 2 0 l 0 ．7 l 0 ．3 细集料f 3 ． 2中砂 l 2 9 2 0 f 1 ． 0 f 0 ．6 ( 3 )夕 卜 力 口 齐 0 H J —V 缓凝型高效减水剂， 砂浆减水率 2 9 ． 2 ％ 。 2 ． 2 配合 比 表 5 为矿物掺合料为 5 0 ％ 的耐热混凝土配合比。 表 5 耐热混凝土( c 3 o ) M ~ 合比 坍 落庄 水胶 砂 率 原材料 用量 ／ k g m 1 0 0 比 P ． 0 4 2 ． 5 l 石 混合 F I I 粉【矿渣l 外加 ／ mm W ／ B ／ ％ 水 水泥 I 砂 碎石 煤灰 l 微粉l剂 1 5 0 O ．4 7 4 6 ． 8 1 7 3 2 1 0 l 9 1 8 1 0 4 3 l 1 2 7 l 9 o 1 6 ． 7 4 2 ． 3 力学性能 基墩耐热混凝土烧后强度为 4 3 ． 4 M P a ，残余强度为 4 2 ． 7 M P a ， 烧后线变化为 O ． 1 9 ％ ， 混凝土无裂缝。表 6为混凝 土拌合物的耐热力学性能对比。 表 6混凝土拌合物( c 3 o ) 耐热力学性能 7 d 标养强 7 d 烘干强 烧后强 残余强 线变 2 8 d 标养强 烧后 度／ MP a 度 ／ MP a 度／ MP a 度／ MP a 化 度 ／ MP a 试件 I 2 6 ．9 5 5 ．3 4 3 ． 4 4 2 ．7 0 ． 1 9 4 5 ． 9 表面元裂纹 2 ． 4 大体积耐热基础内外温差控制 ( 1 )为了更好地控制耐热基墩内外温差 ， 我们采取先 安装炉壳的施工方法， 使耐热混凝土在封闭环境中施工( 浇 筑耐热混凝土时， 高炉炉壳已安装至 1 8 m ( 见图 3 ) 。 ／■ ● 图3 高炉炉壳 ( 2 )高炉耐热混凝土基墩侧面砌筑厚为 3 4 5 m m的耐 火砖， 碳素填料厚为 8 O m m ( 图 4) ，能有效地控制内外层混 凝 土温差。 炭素捣米 ／ ， —一 南 ● 吐 砖 ／ — 一 堕墨 』 1 1 r 麴 蓝 图 4 耐热基墩侧模 ( 3 )由于施工时正值 7 月份 ， 环境温度极高 ， 所以我们 采取了冷水喷淋粗骨料来降低混凝土的拌合温度。 ( 4)我们采用地下水( 水温保持在 1 6 c c左右 ) 降低混 凝土拌合物的初始温度。经过化验 ， 其 p H值、 不溶物、 可溶 物、 氯化物、 硫酸盐、 硫化物的含量均符合混凝土拌合用水标 准规定。 ( 5 ) 根据外界环境温度和运输距离， 我们采用 H J —V缓 凝型高效减水剂， 有效地降低了混凝土的浇筑温度。 ( 6 )为了降低混凝土的总温升 ， 减少混凝土结构的内 外温差，我们采取在晚上浇筑的方式来降低混凝土入模温 度、 内部最高温度以及总降温差。 ( 7 ) 施工完毕的耐热混凝土应及时覆盖一层土工布 ， 并每隔 2 h 进行洒水养护。 ( 8 )为了确保转炉基础底板的整体性 ， 应采用一次浇 筑成型。 同时， 要按大体积混凝土分层浇筑的要求， 结合基墩 尺寸 ，将分层浇筑 厚度控 制在 4 0 0 m m～5 0 0 m m以内。 3 质量控制要点 ( 1 )为达到较高的体积密度和高温性能 ， 本工程采取 二次混合的方法配制出了级配 良好、 结构致密的骨料。 ( 2 ) 耐热混凝土的粗细骨料中严禁含有有害杂质。 ( 3 )由于耐热混凝土经常处于高温环境下 ， 水分易散 失， 从而导致混凝土内部孔隙增加， 结构疏松而强度降低， 因 此在施工条件允许的前提下， 尽量减少用水量， 降低水灰比。 4 工程效果 2 0 0 8年 7月 2 8日， 本项目高炉基墩耐热混凝土顺利浇 筑。由于施工耐热混凝土时， 炉壳安装高度已达 1 8 m， 经过 计算， 我们选用了 4 6 m长臂泵车泵送( 图 4) 。通过监测数 据， 基墩混凝土内外温差最高仅为 2 3 c c， 在养护 1 4 d后 ， 耐 热混凝土基墩表面平整密实， 没有裂缝发生， 各项力学性能 试验数据均符合设计要求。 图 5 耐热混凝 土泵送 情况 5 结语 耐热混凝土作为一种主要的结构工程材料 ， 由于其技术 和经济上的优点，在工程领域中得到了愈来愈广泛的应用。 本项 目的成功应用对耐热混凝土的推广具有一定的借鉴意 义。 5 9 5