水泥生产线生料库环形基础冬季混凝土施工.pdf

2 0 1 1 年第 5期 5月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRET E AND CEMENT PRODUCT S 2 01l N0 5 Ma y 水泥生产线生料库环形基础冬季混凝土施工 田 寅 ， 陆 齐 ( 1 苏 州 中材 建筑 建材设 计研 究 院有 限公 司 ， 2 1 5 0 0 4； 2 苏 州市 水利 建设 监理 有限公 司) 摘 要 ： 结合 中材 国际甘肃 白银 4 5 0 0 t d水泥生产线实际工程 ， 介 绍 了冬季寒冷环境 下水 泥生产线生料 库环形 基 础 混凝 土 的配 合 比 设 计 、 设 备 选 取 及 施 工 过 程 。 关键词 ： 生料库 ； 环形基础 ； 冬 季施工 Abs t r ac t ： Co mb i n i ng wi t h Si no ma pr a c t i c a l e ng i n e e r i n g o f 45 0 0t d c e me n t pr o d uc t i o n l i n es i n Ba i y i n ， Ga n s u P r o v i n c e ，t h e mi x d e s i g n ，s e l e c t i o n s o f e q u i p me n t a n d c o n s t r u c t i o n p r o c e s s o f r i n g f o u n d a t i o n o f ma s s c o n c r e t e a r e i n t r o d u c e d w h i c h i s r a w ma t e r i a l s i l o o f c e me n t p r o d u c t i o n l i n e s u n d e r c o l d e n v i r o n me n t i n w i n t e r Ke y wo r ds： Ra w ma t e r i a l s i l o；Ri n g f o u n da t i o n ；W i n t e r c o ns t r u c t i o n 中图分类号 ： T U 5 2 8 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 1 ) 0 5 - 5 9 - 0 3 1 工程概 况 中材国际甘肃 白银 4 5 0 0 t d水泥生产线是 目前 甘肃省最大的水泥生产线 ，工程总投资 6 8 6亿元 。 该 水 泥生 产 线 生 料 库 呈 环 形 ， 基 础 外 径 2 0 m， 深 1 0 m， 混凝土使用量为 2 0 0 0 m。 ， 设计强度为 C 3 0 。由 于工期的需要 ， 生料库混凝土施工时正值甘肃气候 最 恶 劣 的季节 。当地 气象 部 门数 据 显 示 ， 施 工过 程 中的 日平均气 温在一 5 左右 。 2 原 材料 、 配合 比及设 备 的选定 2 1 原 材料 生 料库 环 形 基础 混 凝 土 设计 强 度 等 级 为 C 3 0 ， 由于 是冬 季 施 工 ， 根 据 现场 监 理 的要 求 ， 所 有 混凝 土强 度提 高一个 等级 ， 即混凝 土 的强度 提 高到 C 3 5 。 为 了控制 施工 过 程 中混 凝土 的内外 温 差 ， 减 小 由温 差造成 的应力 ， 选用 了以下基 本原 材料 。 水 泥 ： 青 铜峡 某公 司生 产 的 4 2 5级普 通硅 酸盐 水 泥 ， 2 8 d强 度为 4 7 8 MP a 。 掺合料 ： 当地某电厂 级粉煤灰。 砂 ： 水洗 中粗 砂 ， 含 泥量 控制 在 2 以下 。 石 ： 5 - 3 0 mm连续 级 配碎 石 ，含 泥量控 制 在 1 以下 。 外加剂 ： 高效减水剂 、 缓凝剂 、 防冻剂。 由于 当地 砂 源 为水 洗 砂 ， 为 控 制 含 泥 量 ， 所 有 用砂 均 经过 两次 清 洗 ， 造成 了砂 的级 配 中较 细 部 分 相对较少 ， 这对施工造成了一定的影 响 ， 但 因减少 了砂率 ， 对降低大体积混凝土水化热和减少应力裂 缝起到了一定的帮助作用” 】 。 2 2 配合 比的初步设计 ( 1 )混凝土强度 ，k +1 6 4 5 0 - =4 3 3 M P a 式 中 ， 一 混凝 土强 度标 准差 ， 取 5 MP a ； 一 混 凝 土 立 方体 抗 压 强 度 标 准值 ， 取 3 5MP a； ， ： 一 混凝 土配 制强度 。 ( 2 ) 水灰 比 W C= 49 式 中 ， W C一 水灰 比： 一 水 泥抗 压强 度 ， 4 7 8 MP a ； A， B 系数 ， 采用碎石 ， 分别取 0 4 7和 0 0 7 。 ( 3 ) 用 水量 。 每 m 。 混凝 土基 准 用水量 为 2 2 0 k g m ， 实 际测 得 所采用高效减水剂的减水率为 2 0 ， 即实际用水量 为 W= 2 2 0 x ( 1 - 2 0 ) = 1 7 6 k g m 。 ( 4 ) 每 m 水 泥用 量 C c= =1 7 6 0 4 9： 36 0 k g m3 选取水泥用量 、 粉煤灰用量、 砂率 、 缓凝剂掺量 4个因素进行水平正交试验 ， 然后进行级差分析， 绘 出 了影 响 因 素与 强度 的关 系 曲线 ， 最后 确 定 出施 工 配合 比。试验 结果 见表 1 和 图 1 图 4 。 优化之后 C 3 5混凝土的配合 比为 ， 水泥 3 3 0 k g 13 1 ， 粉 煤 灰 6 0 k g m ， 砂 7 7 2 k g m ， 石 1 0 4 5 k g m ， 水 1 7 6 k g m ， 减水剂 3 5 k g m ， 缓凝 剂 1 5 k g m ， 防冻剂 1 5 k g m ， 混凝土设计容重为 2 4 2 0 k g m 。 2 3 施工设备 一 9 一 2 0 1 1 年第 5 期 混凝土与水泥制品 总第 1 8 1 期 表 1 2 8 d强度极差分析结果 皇 霞 图 2粉煤灰用量与混凝土 抗压强度 的关系 山 窒 越 爱 g 3 5 4 0 4 5 砂率 图 3 砂率与混凝 土抗压 强度 的关系 ( 1 ) 方圆集 团制造的 H Z S 5 0型 ， H Z S 1 0 0 A型搅 拌站各 1 套 ， 2套搅拌站混凝土 的理论生产能力分 别为 5 0 m 3 h 、 l O 0 m3 h ，实际生产能力与理论生产能 力 有 一定 的差 距 的 ， 两套 设 备 的满负 荷 生产 能力 约 为 1 2 0 m 3 h ，基本能满足本项 目大体积混凝土的施 工 。 ( 2 ) 三一 集 团制 造 的 S Y 5 2 7 1 T HB 3 7 D 型泵 车 1 台 ， 泵 送 能力 约 为 8 0 m 3 h ； H B T 4 0 C 一 1 4 1 0 Dm型拖 泵 1台； 泵送能力约为 5 0 6 0 m 3 h 。合计泵送能力与所 选搅拌设备基本匹配。 ( 3 ) 星马集团的 A H5 2 5 6 G J Bl 混凝 土搅拌运输 车 6台， 每 台运输车可装载混凝土 8 1 0 m 。由于混 凝 土 出料 点 距 离生 料 库环 形 基 础施 工点 仅 5 0 0 m， 6 辆搅拌运输车完全能够满足运输需求 。 ( 4 ) L H C 1 0 0 4 一 Am型蒸 汽锅 炉 1台 。1 t 蒸 汽 锅 炉发 热量就 是使 l t 水全 部变 成蒸汽 的热量 。 发热 量为 ： 0 7 MW= 7 0 0 k W= 2 5 2 0 0 0 0 k J h ，经过计算 和实 际使 用 ， 在混 凝 土生 产前 先将储 水 箱 ( 容量 2 4 m ) 的 水加热到 8 0 ，然后 用锅炉持续给水箱中的水供 热 ， 即使在两套混凝土生产设备满负荷生产的情况 下 ， 水温始终能保持在 8 0 左右。 3 施 工过 程 中的质量控 制 一 6 0一 山 皇 赵 醴 图 l 水泥用量 与混凝土抗压强度 的关 系 窒 鼎 趟 图 4 缓凝剂掺量与混凝土 抗压强度的关系 3 1 混凝土出机温度和人模温度的控制 低温季节混凝土施工可 以采用人工加热、 保温 蓄热及加速凝固等措施 ， 使混凝土出机的温度控制 在 1 5 以上 ， 入模 浇筑温度控 制在 7 l 2 ， 不能低 于 5 o C 2 。 为了使混凝土达到出机温度要求 ， 一般可采用 热水搅拌 、 砂石等骨料加温 以及对水泥和粉煤灰进 行预加热等措施 ， 几种方法综合使用效果更好网 。由 于现场条件 的限制 ， 对砂石及水泥 、 粉煤灰进行预 加热难以实现 ， 故只能选择对拌和水进行加热。 经过相关 的热工计算 ， 采用单加热拌和水方法 使温度达到设计要求 ， 需要将水加热至 8 0 。考虑 到 水 温超 过 6 0 时 ， 水 泥可 能 会 产 生假 凝 ， 故 调 整 了搅拌设备的投料次序 ， 即先将热水与粗骨料进行 拌合 ， 然和再投入水泥和粉煤灰。同时， 搅拌时间比 常温季节延长 5 0 ，即不得少于 1 2 0 s ， 总搅拌 时间 为 3 m i n左 右 。 为 保 证搅 拌 系统 的正 常 运 转 并 满 足 混 凝 土 的 技术质量要求 ， 需搭设全封闭保温作业棚。因所选 用的搅拌系统封闭性较好 ， 同时我们又在封闭的搅 拌 系 统 内架 设 了多 盏 千 瓦灯 ， 经 实 际 测温 ， 此 项 措 施可使搅拌系统 内温度的控制在 l 0 以上。 犍 卯 甜 躬 田 寅 ， 陆齐 水泥生产线生料库环形基础冬季混凝土施工 在 出机 温度 达 到设计 要 求 的前 提 下 ， 主要 考 虑 混凝 土在运 输及 泵送过 程 中 的温 度损 失 。为保 证人 模 温度 ，可 在 混 凝 土 运输 车 的搅 拌 桶 外 面 裹 上 棉 被 ，同时将汽车泵和拖泵泵管用草帘子包裹起来。 混凝 土 浇筑 过程 中 ， 试 验人 员 每 隔半 小 时测 一 次 出 罐温度和入模温度， 注意出罐温度不宜过高。 3 2 混凝 土浇筑 过程 质量 控制 混 凝 土 浇筑 方 法 一 般 可 以分 为 分 层 浇 筑 法 和 连续 浇筑法 。本 项 目混凝 土浇 筑时采 用 了斜面分 层 法 ， 施工 模型 见 图 5 。 该 施工 工艺 的优 点是 可 以避 免 传统施工工艺沿墙体周长方向分层下料 、 分层振捣 而 出现 的混凝 土 分层 现象 ， 使 入 仓混 凝 土 始终 处 于 新鲜 紧密结合状态 ， 成 品混凝土整体一致。同时 ， 按 此法浇筑混凝土 ， 不会 使混凝土大 面积暴露 ， 可减 小受 冻面 积 ， 混 凝土初 凝后 即可 覆盖 。 模 板 5斜 面分 层 施 工 模 型 为 便 于混 凝土 中水 化 热 的散 失 ， 分 层 厚 度选 取 0 5 m。每 层混凝 土在初 凝前 完成 上层 浇筑 ，新 旧混 凝 土接触 时 间最 好 不要超 过 2 h ， 最 迟不 超过 4 h 。振 捣 应 由专 业 技 术 工 人操 作 ， 快 插 慢 拔 ， 并 插 入 下层 混凝 土 5 e m 左右 。振 捣 速度 不 宜过 慢 ， 以防混 凝 土 受冻后 难 以振捣 。 由于混凝土一次性浇筑面积较大 ， 故采取边收 面边 覆盖 薄膜 和草 帘 的方 式 ， 以 减少 混 凝 土表 面 收 缩 裂缝 的产 生 ， 并 防止 混凝 土 表 面受 冻 。需 注 意 的 是 ， 混凝土表面标高和平整度一定要严格控制。 3 3混凝 土 的养 护 混 凝 土 的养护 在冬 季 施 工 过程 中至关 重 要 ， 控 制 温度应 力 的关 键点 在于 人模后 的 养护 。保 证混凝 土浇筑后的正常养护条件 ， 在未达到允许受冻临界 强度 以前不遭受冻结。受冻越早 ， 混凝土最终强度 的降低 就 越大 ， 浇 筑后 3 - 6 h受 冻 ， 强度 损 失 5 0 左 右； 浇筑后 2 N 3 d受冻 ， 强度损失 1 5 2 0 【4 J 。 在 混凝 土 表 面 采 用 覆 盖 一层 塑 料 薄 膜 和 一 层 3 0 mm厚阻燃草帘进行保温保湿养护 ，草帘子搭接 5 0 mm 5 。 由于 施工地 区冬 季经 常 出现大 风天气 ， 故 草 帘上方应采用木方或钢管进行 固定 ， 以防大风将 草 帘 刮起 影响保 温效 果 。后 浇带 及混 凝土 边缘 处覆 盖 两层 草 帘保 温 ， 以防混 凝土边 缘受 冻 。 考虑到当时环境的恶劣 ， 仅采取上述 的常规措 施很难达到预期要 求 ， 因此 ， 在采取常规保温养护 的 同时 ，还 给 地 面 以 下 的环 形 基 础 加 上 了一 个 盖 子 ， 盖子上预留一定数量 的透气孔 ， 并在环形基础 的内外都布置 了煤炉 ( 如图 6所示 ) ， 以提高环形基 础外 部 的温度 。 正 视 图 俯 视 图 煤 炉 图 6环 彤 基 础 J 吉 =J 围煤 炉 布 置 4结语 ( 1 ) 由 于在 浇 筑 前 准 备 充 足 ， 在 浇 筑 过 程 中混 凝 土人模温度控制在 了 7 1 2 o C 之间， 符合设计及规 范要 求 。 ( 2 ) 施工结束 以后进行 的实体强度检测结果显 示 ， 所浇筑的混凝土达到且超过 了设计要求 ， 表面 无任何裂纹 ， 也没有渗漏现象 。 ( 3 ) 本 次冬季施工所采用 的保温保湿 材料 ( 草 帘 、 塑料膜 、 加厚塑料布 、 棉被以及煤炉等 ) ， 单价都 较低 ， 与 其 他 冬 季 施 工 方 法 相 比 ， 较 大 程 度 地 节 省 了成本 。 参考文献 ： 【 1 曹 蔚 卿 浅述 大 体 积 混 凝 土裂 缝 控 制 J 1 山 西建 筑 ， 2 0 0 7 ， 3 3 ( 1 1 1 ： 1 7 2 1 7 3 【 2 J 陈金 荣 大体 积混凝 土冬季施 工温度控 制 西部探 矿工 程 ， 2 0 0 9 ( 5 ) ： 7 5 7 6 3 】 李增 瑞 浅谈 大体积混凝土冬季施工监理 的控 制和体会 山西 建 筑 ， 2 01 0( 】 0) 4 】 刘鸿 低 温季节 混凝 土施 工防寒 措施 农 村 科技 ，2 0 0 9 (1 0) f 5 何宝元 低温条 件下 大体积混凝土施 工技术 中国新技术 新 产 品 ， 2 0 1 0( 1 1 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 3 1 8 作者简 介： 田寅( 1 9 8 6 一 ) ， 男 ， 助理工程师。 通讯地址 ： 苏州市三香路 7 l 8号 联 系 电话 ： 1 3 8 6 21 5 8 6 6 9 61