攪拌站對煤倉滑模混凝土的質(zhì)量控制

苗桂坤，殷學(xué)宇，孫曉華，高康，孫慶峰，趙春雨，張洋

（1. 萊蕪魯碧商品混凝土有限公司，山東 濟(jì)南 271100；2. 山東魯碧建材有限公司，山東 濟(jì)南 271100）

0 引言

商品混凝土連續(xù)性施工強(qiáng)，質(zhì)量穩(wěn)定，能滿足不同工程對混凝土的不同需求，因此越來越多的工程對商品混凝土青睞有加。煤倉筒壁采用滑模施工技術(shù)，具有連續(xù)性施工、節(jié)省模板、施工周期短、質(zhì)量好等優(yōu)勢。

滑模施工是用液壓的提升裝置滑升模板以澆筑豎向混凝土結(jié)構(gòu)的施工方法。它是按照建筑物的平面形狀，在地面（或一定的標(biāo)高）將一整套液壓滑模裝置（模板、圍圈、提升架、操作平臺、支承桿及液壓千斤頂?shù)龋┙M裝好。利用液壓千斤頂在支承桿上爬升，帶動提升架、模板、操作平臺一起上升。每澆筑一層混凝土后就進(jìn)行模板滑升，直至結(jié)構(gòu)澆筑結(jié)束。滑模用混凝土除滿足普通泵送混凝土的性能要求外，還對混凝土的凝結(jié)時間有著嚴(yán)格的要求，而混凝土的凝結(jié)時間受原材料、用水量、天氣、氣溫、緩凝劑用量等等眾多因素的影響，因此對凝結(jié)時間的控制是滿足滑模施工對混凝土質(zhì)量控制的技術(shù)關(guān)鍵和技術(shù)難點[1]。

1 工程概況

焦化廠煤倉是由三冶北方建筑安裝工程有限公司施工的山鋼股份萊蕪分公司重要的新舊動能轉(zhuǎn)換項目，一期工程是由 20 個高 50m、直徑 21.3m 的筒倉組成，筒倉壁厚 35cm。整個筒倉在施工中分四個階段：（1）樁基礎(chǔ)施工階段，（2）1～12m 滑模施工階段，（3）12m 平臺梁漏斗施工階段，（4）12～50m 滑模施工階段。1～12m 煤倉壁采用單體滑模施工，單個煤倉壁需 500 方左右混凝土，需 5 晝夜，12～50m 煤倉壁采用雙體滑模施工，兩個煤倉壁需 1800 方左右，需 10 晝夜。

2 滑模混凝土的技術(shù)要求

根據(jù)施工圖紙和施工單位的要求，采購商品混凝土進(jìn)行滑模施工。滑模混凝土強(qiáng)度等級要求為 C40 泵送，施工坍落度要求：到達(dá)現(xiàn)場坍落度 (180±20)mm 凝結(jié)時間根據(jù)施工進(jìn)度要求 6～8h，在 47～48m 暗梁施工時要求凝結(jié)時間10～12h。由于煤倉內(nèi)外表面不做任何粉飾，所以混凝土從模板底部露出時，都要用人工立刻抹面。

3 混凝土技術(shù)方案

3.1 原材料

（1）水泥：采用山東魯碧公司生產(chǎn)的 P·O42.5，相關(guān)性能見表1。

表1 水泥性能

（2）粉煤灰：采用華電電廠Ⅱ級粉煤灰，細(xì)度 21%，燒失量 3.4%，需水量比 99%。

（3）外加劑：主要減水組分，采用易和生產(chǎn)的聚羧酸減水劑，密度 1.04g/cm3，固含量 11.2%，減水率 27.9%。

（4）骨料：砂采用山東魯碧自產(chǎn)混合砂（砂 A 和砂 B），石子采用山東魯碧礦山生產(chǎn)的 5～25mm 石灰石碎石，連續(xù)粒級。

3.2 工程配合比

根據(jù)國標(biāo) JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》，在試驗室經(jīng)過試拌，選擇最符合相關(guān)性能要求的配比，見表4。

表4 混凝土配合比及強(qiáng)度

3.3 生產(chǎn)控制

（1）混凝土公司在礦山有一臺 180 線，距離焦化廠有 12.5km 行車 25min 左右，此站作為滑模混凝土的主要供應(yīng)站，本部站距離焦化廠 25km 行車 50min 左右，作為備用站。

（2）每個站都有至少 3 個外加劑罐，都能滿足滑模混凝土生產(chǎn)和普通混凝土生產(chǎn)。

（3）由于滑模施工的特殊性，每一次施工高度為 30cm，等到下層混凝土達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度時才能提模，這一層提模需要等待 1～2h，因此泵車在等待下一次泵送施工時需要等待 1～2h，為防止堵泵泵車每隔 15min 打一次正反泵。

（4）為保證滑模施工的連續(xù)性，給單體滑模配備 4 輛罐車，每次接料前，罐車必須反轉(zhuǎn)罐體，確定罐體里面沒有多余的涮罐水。

3.4 凝結(jié)時間的調(diào)整與控制

對于滑模混凝土來說，在某個時間段內(nèi)原材料，用水量，天氣不變情況下，混凝土的凝結(jié)時間 主要受氣溫的影響比較大，因此通過控制外加劑緩凝成分的多少來控制凝結(jié)時間長短。

由于單體滑模每天施工 100m3左右，外加劑用量在 1.2t 左右，且又是專配專用，不同時間不同溫度下需要的緩凝組分又不同，如晝夜溫差大和天氣原因氣溫變化較大，需要隨時調(diào)整緩凝組分的多少。這就需要配制適應(yīng)不同氣溫下的外加劑，在實際操作中顯得十分困難，不可能配制三種或者更多種外加劑在等待使用。還有一個問題就是：某種溫度下外加劑還有剩余，但隨著氣溫的變化，不會再出現(xiàn)此種溫度，此溫度下剩余帶緩凝成分外加劑的使用問題。

滑模外加劑由減水組分、保坍組分和緩凝組分組成，當(dāng)原材料、配合比確定后，影響混凝土凝結(jié)時間的主要是緩凝組分的多少。因此在保持減水和保坍相同的前提下，采用帶緩凝成分和不帶緩凝成分的兩種外加劑復(fù)合使用來達(dá)到靈活控制緩凝組分多少，從而靈活控制滑模混凝土的凝結(jié)時間[2]。

山鋼集團(tuán)萊蕪分公司位于魯中山區(qū)，以夏天白天平均氣溫在 33℃，夜間平均氣溫 24℃為例，在滑模混凝土的施工前，試驗室中做出白天平均氣溫在 33℃ 時混凝土凝結(jié)時間為 11h 的外加劑，緩凝 C 占 6%、緩凝 D 占 2.3%。以白天和夜間調(diào)整：白天平均氣溫 30℃，需用緩凝成分 7%，設(shè)需緩凝外加劑 Xkg，不緩凝外加劑 Ykg，由以下公式：

解得：X=9kg Y=1.7kg

所以在白天平均氣溫 30℃ 下用緩凝外加劑 9kg，不緩凝外加劑 1.7kg。

通過試驗發(fā)現(xiàn)，砂 A 和砂 B 所占比列不同，混凝土的凝結(jié)時間也不相同：平均氣溫 30℃ 下砂 A 占 30%，砂 B 占 70%，凝結(jié)時間為 6 小時，當(dāng)砂 A 占 40%，砂 B 占 60% 時，凝結(jié)時間為 7 小時。

在滑模混凝土實際生產(chǎn)施工過程中，受到各種因素的影響，需要混凝土的凝結(jié)時間也不盡相同，因此通過調(diào)整兩種不同外加劑用量和混合砂中砂 A、砂 B 的百分含量來靈活調(diào)整混凝土的凝結(jié)時間。在 47m 暗梁開始施工時，由于每一道暗梁施工周期為十個小時左右，所以全部用緩凝外加劑，根據(jù)氣溫情況調(diào)整砂 A、砂 B 用量。

4 施工過程應(yīng)注意的要點

（1）在模板提升過程中容易造成模板掛淚現(xiàn)象，影響倉壁的外觀，因此調(diào)整混凝土的黏稠度和改善人工抹壓的方法，保證倉壁美觀。在試驗室中通過倒置坍落度實驗發(fā)現(xiàn)：倒置坍落度筒中混凝土排空時間為 20～30s 時，模板掛淚現(xiàn)象滿足施工要求。

（2）在滑模混凝土施工過程要保證混凝土供應(yīng)的連續(xù)性，工地施工員根據(jù)混凝土凝結(jié)時間做到提前半小時要求攪拌站發(fā)料，以保證施工的連續(xù)性，避免出現(xiàn)冷縫施工。

（3）在施工過程中，攪拌站試驗室要保證坍落度的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)坍落度過大和過小。

（4）混凝土出模后要立刻及時抹壓，做好 “修面” 工作，根據(jù)抹壓難易程度及時讓攪拌站試驗室調(diào)整凝結(jié)時間。

（5）利用供水管路必須每天做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，做到倉壁表面始終有水分覆蓋，做到專人專養(yǎng)，直到拆除工作平臺。

5 實際施工結(jié)果

焦化廠煤倉滑模于 2019 年 7 月 9 日早 8 點結(jié)束最后一車混凝土的灌注，20 個煤倉滑模主體工程已全部施工完畢，倉壁表面顏色一致，鮮亮光潔，達(dá)到了預(yù)期要求。圖1 和圖2 分別為工程整體布局圖和混凝土外觀質(zhì)量圖。

圖1 工程整體布局

圖2 滑模提升過程混凝土外觀質(zhì)量圖

經(jīng)工程現(xiàn)場混凝土取樣檢測，混凝土 R7 強(qiáng)度均值為 43.7MPa，R28 強(qiáng)度均值為 53.7MPa，均已達(dá)到配合比計算的預(yù)期強(qiáng)度。

6 結(jié)束語

由于滑模混凝土技術(shù)要求不同于普通混凝土的技術(shù)要求，根據(jù)施工進(jìn)度攪拌站每天為雙體滑模生產(chǎn) 200 方左右滑模混凝土且泵車使用效率比較低，生產(chǎn)成本比較高，占用罐車數(shù)量比較多，一般小型混凝土企業(yè)沒有實力承攬此類工程，為保證滑模混凝土施工的順利進(jìn)行，采購混凝土?xí)r，要選擇無論是技術(shù)上還是生產(chǎn)水平上在同地區(qū)同行中占有明顯的優(yōu)勢企業(yè)。