摘 要:本文介绍了夏季滑模施工过程中,如何选用缓凝剂,控制缓凝剂掺量,调整混凝土的凝结时间,保证滑模施工的质量的方法。
关键词:缓凝剂;滑模
1 工程概况
陕西尧柏特种水泥(蓝田)有限公司是尧柏特种水泥集团公司在蓝田投资兴建的大型现代化水泥企业,位于蓝田县焦岱镇,采用国际上最先进的窑外分解技术,设计两条日产2500吨硅酸盐水泥熟料生产线,年产普通硅酸盐水泥和低碱水泥180万吨。该项目土建部分的控制工程为2个各1. 5万吨水泥生料库, 8个各1万吨水泥库, 2个直径为45米,高20米,可储存12万吨水泥熟料的熟料库,计划混凝土用量5万立方米。该工程先期由我省某公司承建,采用滑模法施工,由陕西恒基混凝土有限公司提供商品混凝土,现场泵送。由于施工企业缺乏大型桶体滑模施工的经验,施工工艺落后,施工组织不合理,难以在炎热的夏季有效组织好施工队伍,施工进度慢,工程质量无法保证。后来该工程转交给江苏省镇江建工建设集团公司承建,该公司长期从事大型水泥厂的建设施工,对水泥厂的施工形成了自己的一套办法,在滑模施工工艺方面积累了十分丰富的施工经验,具有很大的技术优势。
2 混凝土原材料品种及性能
该工程生料库、熟料库及水泥库设计混凝土强度等级为C30,所用原材料及性能如下:
(1)水泥:顺宇牌P. O32. 5R,其技术指标见下表:
水泥安定性 凝结时间 R3(MPa) R7(MPa)
初凝 终凝 抗压 抗折 抗压 抗折
合格 2h21min 4h33min 23.1 5.5 42.5 8.0
检验依据 GB/T1346-2001 GB175-99 GB/T17671-99
(2)砂子:当地中砂,其技术指标见下表:
项目 堆积密度kg/m3 含泥量% 轻物质% 细度模数
实测值 1500 1.5 0.1 2.7
检验依据 JGJ52-92
检验结果 所检指标判定此砂属于中砂。
(3)石子:当地卵石
(4)粉煤灰:陕西渭河电厂正元牌Ⅱ级粉煤灰。
3 凝结时间控制要求
在滑模施工过程中,混凝土的凝结时间的控制是决定滑模成功与否的关键,如果凝结时间过短,在滑模时混凝土的变形性能较差,混凝土和滑模之间的粘接力过大,影响滑模施工;如果凝结时间过长,混凝土的早期强度过低,在滑模后混凝土容易坍塌。一般要求混凝土的初凝时间要长,便于浇筑和顶推,缓凝时间要短,使混凝土有较高的初始强度。因此在配合比设计和外加剂选择时就要充分考虑到这些因素,使混凝土的凝结时间保持在可控制范围之内,使滑模施工容易进行,而且易于进行混凝土表面的抹面处理。该工程水泥熟料库的壁厚达65cm,直径45m,高度在20m以上,施工过程中,采用高度120cm的模板进行顶推滑模施工, 120cm分4次浇筑,每层浇筑30cm,每层浇筑需要2h,浇筑4层需要9-10h;生料库120cm分3次浇筑,每次浇筑40cm,每层浇筑需要1. 5h,浇筑3层需要大约4. 5h。也就是说生料库约5h,熟料库约9-10h,第一次浇筑的混凝土就出模了,因此,根据施工经验,在生料库施工时将混凝土的初凝时间控制在3-4h在熟料库施工时把混凝土的初凝时间控制在5-6h,这样便于千斤顶顶推,易于在滑模后对混凝土表面进行抹面处理。混凝土凝结时间的控制是一个非常复杂的过程,一方面,混凝土的凝结时间受混凝土原材料、配合比、外加剂的影响;另一方面混凝土的凝结时间受当时施工地区温度、湿度、风力的影响也很大。在试验室标准条件下,采用贯入阻力法测得混凝土中砂浆凝结的时间,往往与工地上所要求的凝结时间相差甚远,尤其是在炎热的夏天,个别数据只能供参考。经过我们的多次反复的室外试验和与施工单位的多次交流,最后采用仿照室外施工温度,用贯入阻力法测混凝土凝结时间与手感觉法相结合,具体做法为:以测得混凝土的凝结时间为参考值,初凝时,混凝土不坍塌,呈干硬性;终凝时,用手压无痕迹,还要有较好的保水性,滑升时粘阻力不能太大,不能粘模板,即可满足滑模施工要求。当混凝土配合
比确定以后,主要通过缓凝剂的品种和掺量来调节控制混凝土的凝结时间。
4 混凝土配合比设计及外加剂配方设计
4·1 混凝土配合比设计
在混凝土配合比设计过程中,因施工采用滑模,对混凝土的早期强度有较高要求,混凝土的24h强度达到7~8MPa,以便于进行滑模施工而混凝土不会坍塌,在设计配合比过程中,不但要考虑到凝结时间的控制还要考虑到满足其早期强度的要求,因此我们在进行配合比的试配时,从6组配合比中,考虑强度和凝结时间,筛选后的配比及强度见下:
表一:混凝土配合比及强度
C S G W F 外加剂 塌落度
330kg 728kg 1092kg 165kg 80kg 12. 3kg 170mm
抗压强度 R3 22. 4MPa,达到设计强度的74. 7%
R7 31. 4MPa,达到设计强度的104. 7%
4·2 外加剂设计配方
该工程采用2台0. 5m3强制式搅拌机现场搅拌,使用1台60型地泵输送混凝土。在外加剂选择时,我们以萘系高效减水剂为主要减水成分,以葡萄糖酸钠为主要缓凝成分,复合其他缓凝、引气、保塌成分,配制成粉状复合外加剂。通过配合比进行试验,确定其掺加量为胶凝材料的3%,测其凝结时间满足施工要求,初凝在7h,终凝10h,其1d和3d的抗压强度分别为7. 4MPa和22. 0MPa(在调节其缓凝时间的过程中,为了更接近于施工条件,我们将拌制的混凝土置放于室外,温度在30~38℃,, 1d强度是在室外环境温度中的强度,其3d强度是标养条件下的强度),在实际施工中,混凝土凝结时间满足施工要求。水泥熟料库施工,是在炎热的8月份,昼夜温差较大,单一的缓凝剂难以适应温差变化对混凝土凝结时间的影响。因此就要采用两种缓凝剂对混凝土的凝结时间进行调整,晚上施工时外加剂正常加入,到早上10点钟以后,另外加入缓凝成分,延长凝结时间,保证滑模的顺利进行。水泥熟料库施工,每层混凝土浇筑完毕,采用110个70000N千斤顶,同时顶推,顶推速度1. 5cm/min。连续施工7天,滑模施工后的混凝土表面平整、光滑、无裂缝,符合一般清水混凝土的外观质量要求,28d混凝土标养试块抗压强度占设计强度的120~126%。经过各方积极努力的合作,历时60天,顺利地完成了尧柏集团蓝田水泥厂,两条日产2500t水泥熟料生产线的生料库、熟料库及水泥库的滑模施工任务,保证了该项目按期点火试车,受到了各方好评。
5 结语
在滑模施工过程中,必须进行严密的施工组织设计,制定严格的施工方案,把施工过程中可能遇到的问题,提前制定应对措施,这样才能保证在特殊气候条件的下施工过程的顺利进行,不出现任何质量问题。在夏季施工中,因为白天气温一般都在30℃以上,水泥水化速度很快,对于一些体积较大,或有特殊要求的混凝土工程,一般对混凝土的凝结时间都有特定要求,缓凝剂在这些工程施工过程中是不可缺少的。因此,在施工之前就必须做大量的试验,根据当地原材料、气候及施工条件,合理的选用外加剂,尤其是外加剂中缓凝剂的品种和掺量对混凝土的性能影响非常大,应通过试验确定,还应随着气候的变化,进行不断的调整,这样才能保证工程项目施工的顺利进行。
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