AP1000核岛CV底封头自密实混凝土(灌浆料)搅拌设备研制与试验

摘 要：通过了深入了解施工图纸和现场条件，利用以往搅拌转速与浆体流动性成正比关系的研究结果，经过一系列试验和改进研制出了符合AP1000核电工程核岛CV底封头现场工况的自密实混凝土（灌浆料）的专用搅拌系统设备。它优化提升了CV底封头制浆和灌浆工艺， 为提高工程质量、压缩建造工期、保证施工安全和降低建造成本提供了解决途径。

关建词：核岛CV底封头、自密实混凝土（灌浆料）、搅拌设备、研制与试验

引 言

AP1000核电工程核岛CV底封头下部图纸设计要求浇注厚约100，总方量约35m?，强度等级为C35的自密实混凝土（灌浆料），为保证自密实混凝土（灌浆料）优良的流功性和填充性以及补偿混凝土自收缩性，现场必须采用相应的灌浆料浆体专用搅拌设备以及灌浆泵来完成。由于海阳1.2号核岛CV底封头施工时国内市场缺乏满足现场特殊工况的专用搅拌设备，实际制浆时先采用的砂浆搅拌机（低速），然后人二次高速搅拌设备来完成。但通过应用情况评价分折制浆工艺存在不足，有必要进行优化提升，以达到多快好省地建设AP1000核电工程的目的。因此中国核工业二四建设有限公司海阳核电项目部03子课题科研小组通过深入研究与试验，研制出了符合AP1000核电工程核岛CV底封头现场工况的自密实混凝土（灌浆料）的专用搅拌系统设备，经（灌浆料）搅拌研设备制浆工艺演示及试验结果表明综合效果良好，具有显著的创新性。它优化提升CV底封头制浆和灌浆工艺，达到了多快好省地建设AP1000核电工程的目的， 本课题研究成果对提高工程质量、压缩建造工期保证施工安全和降低建造成本有着重大现实意义。

1研究内容的技术难度分析

1.1由于CV底封头施工部位工况特殊，交叉做业多，可用空间少，设计搅拌系统设备的形状及尺寸时，必须十分了解施工图纸和现场条件，三维制图时首先确定好任一方向的最大尺寸，否则设备无法布置，或操作不便，甚至影响其它工序。

1.2搅拌电机功率取决于搅拌方量及浆体的稠度，确定不准会造成功率浪费或搅不动。

1.3搅拌电机转速（减速器）的选择，一般情况下搅拌转速与浆体流动性成正比关系的，转速低浆体流动性达不到要求，转速高不经济。

1.4国产灌浆料的选择，因为灌浆料的骨料配和流动度损夫影响搅拌效果和可泵性。

2研究成效概述

2.1 首先在外形上该研制的专用设备设计先进，布局紧凑合理，符合AP1000核电工程核岛CV底封头现场工况的施工条件；

核岛CV底封头现场工况施工场景及搅拌设备布置图1及图2如下：

图1灌浆管布置

图2搅拌设备布置

如上图所示核岛CV底封头现场两园之间可操作平台距离经测算最大为2.40米，因此搅拌机平台设计为2.08×2.08米，由于环向方向不受限制，故将螺旋输送机.进入搅拌机平台楼梯.泵机.灌浆料均布置在环向方向，见图1。此外为节省空间将水箱放置搅拌机下部以及放料口与泵机相对匹配设计使得整体结构显得紧凑巧妙。

2.2搅拌机结构组成及工作原理

1） 搅拌机结构由搅拌机 、搅拌机支撑平台、螺旋输送机 、水箱与 电磁流量计 、搅拌机控制柜以及楼梯和护栏组成。具体尺寸见 图片3

图3搅拌机系统设备组合图

2）搅拌机 系统设备结构组成步骤：

用四根立柱与搅拌机放置平台的法兰盘采用螺栓联接放置在坚固的水平平面---用吊车或铲车将搅拌机放置在平台上并上紧固定螺栓（在搅拌机放置角座与平台之间应加胶皮或本片以减小振动和噪声）---将水箱放置在搅拌机底部并调整好位置，将 电磁流量计 出水口插入搅拌机进水口中，进水口与水箱出1.5kw离心水泵联接----将移动式螺旋输送机推入搅拌机旁调整好规定大致位置，将出口与搅拌机口对齐用软袋联接并密封，锁定螺旋输送机轮子不得移动----联接楼梯和护栏----将搅拌机.电磁流量计.螺旋输送机线路与搅拌机控制柜联按（联接时注意电机转向，不得反转）----分别调试设备与仪器正常化。

3）搅拌机系统设备工作原理及规格型号：

关闭放料阀----根据搅拌机搅拌方量在控制柜给水仪表设定用水量值---启动给水按钮经电磁流量计流入搅拌机内，水量够后给水系统自动停止-----启动搅拌机按规定转速搅拌水（搅拌机转速0----1500转/分）；----启动螺旋输送机将灌浆料袋装人工倒入下料口通过螺旋输送管进入搅拌机内与水边搅边加进行搅拌，此时搅拌机转速根据料的增加逐步提搅拌转速，至到合适为止（螺旋输送机由上料支架和螺旋输送器组成，上料支架带有四个轮子可任意移动，固定后轮子可锁住不动。螺旋输送器电机功率4kw；配减速器。电机输入转速1450转/分，减速比9）----料输送完毕按一定搅拌转速和一定搅拌时间将料搅均；-----打开放料口阀门经取样检测合格后放料到泵槽内泵送。

2.2灌浆料的选择与确定

2.2.1搅拌灌浆料灌浆料的技术要求

施工所用灌浆料的技术参数，需满足美国规范以及西屋技术规格书的技术要求，灌浆料扩展度满足GB/T 50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》的要求，所采用的配合比应严格按照规范或生产厂家提供的配比参数执行，新拌灌浆料必须具有极好的工作性、流动性、和易性和可泵性，并不允许出现离析的现象。采用灌浆料需用同一厂家，尽可能采用同一批次的。《水泥基灌浆材料应用技术规范》主要性能见表1

备注：1表中性能指标均应按产品要水的最大用水量检测；

2 表示坍落度数值 表示坍落度数值扩展值；

3水泥基灌浆材料类别的选择应按本现茫第6章的有关规定执行；

4快凝快硬型水泥水泥基灌浆材料的性能指标除按30min流动度（或坍落度和坍落扩展度）保留值 、24h 与3h的膨胀值之差 及24h抗压强度值由供需双方协商确定外，其它性能指标均应符合本表的规定；

5当Ⅳ类水泥基灌浆材料用于混凝土结构改造或加固时，对其3h竖向膨胀率指标不作要求；

6对于用于冬期施工的水泥基灌浆材料的30min保留值和3h与24h的膨胀值之差 不作要求。

2.2.2核岛CV底封头实际现场灌浆料的选择与确定

1.2号核岛CV底封头实际现场灌浆料选择的是 广州西卡建筑材料公司生产的Ⅱ类水泥基灌浆材料，通过应用效果评价 基本上满足质量和进度 要求，不足之处在后期灌浆需静停再泵时易出现堵泵爆管现象，原因是Ⅱ类水泥基灌浆材料初始流动度小，加之静停1h左右后又造成流动度经时损失，影响了可泵性。

2.2.3核岛CV底封头灌浆料优化改进的试验选择与确定

为避免今后AP1000核电工程核岛CV底封头灌浆需静停再泵时易出现堵泵爆管现象以及降低灌浆料材料成本，通过对 广州西卡建筑材料公司生产的Ⅱ类水泥基灌浆材料以及新中威建筑材料有限公司Ⅰ类和Ⅱ类水泥基灌浆材料对比试验结果，最终选择确定新中威建筑材料有限公司Ⅰ类水泥基灌浆材料做为今后AP1000核电工程核岛CV底封头灌浆技术 蓄备之一。新中威建筑材料有限公司Ⅰ类水泥基灌浆材料试验室室内与工艺评定试验结果如下：

通过试验室室内与工艺评定对灌浆材料检测对比结果各项性能指标均满足技术规茫，另外发现工艺评定搅拌用水量小于标准检测用水浆体量，流动度经时损失也小，进一步说明了搅拌转速与浆体流动性成正比关系，它对浆体的泌水减小，可泵性的提高以及提高浆体硬化后耐久性有至关重要的现实意义。从而验证了AP1000核电工程核岛CV底封头灌浆自密实混凝土（灌浆料）搅拌设备研制的必要性。

2.2.4搅拌设备制浆工艺的确定

根据搅拌设备制浆工艺演示及试验结果分析总结，确定AP1000核电工程核岛CV底封头灌浆自密实混凝土（灌浆料）搅拌设备制浆工艺流程如下：

灌浆料的选择与试验）搅拌机组装与调试开盘 鉴定试验确定实际生产水料比灌浆料进场与生产人员技术交底搅拌量的确定及计算每罐灌浆料和水的用量将备好的袋装灌浆料封口拆线准备倒料根据搅拌机搅拌方量在控制柜给水仪表设定用水量值关闭放料阀，启动给水按钮经电磁流量计流入搅拌机内启动搅拌机约500转/分 ，并下令将灌浆料倒入螺旋输送机入料口中，并同时启动螺旋电机，边搅拌边上料。搅拌机转速根据料的增加逐步提搅拌转速，至到合适为止（一般最大1000转/分左右上料结束后将搅拌机转速调到约1200转/分搅30秒将搅拌机转速调到400转/分缓慢打开放料阀取样检测浆体流动度浆体经取样检测合格后分别放料到两泵槽内泵送。

3研究成果的应用及评价

通过AP1000核岛CV底封头自密实混凝土（灌浆料）搅拌研设备制浆工艺演示及试验结果表明：，

1.在外形上该研制的专用设备设计先进，布局紧凑合理，符合AP1000核电工程核岛CV底封头现场工况的施工条件；

2.在性能上该研制的专用设备操作方便，工作效率高，并且安全性、环保性好。

3.在质量上该研制的专用设备搅拌的浆体物理性能和力学性能满足相关标准要求，可控性好，并且可泵性隹，生产能保证连续稳定。

综上所述CV底封头自密实混凝土（灌浆料）的专用搅拌系统设备的研制是成功的，具有显著的创新性。它优化提升CV底封头制浆和灌浆工艺，达到了多快好省地建设AP1000核电工程的目的， 本课题研究成果对提高工程质量、压缩建造工期保证施工安全和降低建造成本有着重大现实意义。并为AP1000核电CV底封头自密实混凝土（灌浆料）制浆标准和依据。因此值得推广应用。

参考文献：

[1]张显锋；全黎；张瑾；；客运专线超早强支座砂浆的试验研究[J]；科协论坛（下半月）；2011年06期

[2]马保国；张慢；魏定邦；李正冈；；TX-RG型高强灌浆料的试验研究[A]；第三届全国商品砂浆学术交流会论文集[C]；2009年

[3]林荣峰 聚羧酸高性能灌浆料试验研究《山东建筑大学》 2012年 TU528

作者简介： 丛成河，1955年生，男，高级工程师，从事建筑材料检测及研究。

作者单位：中国核工业二四建设有限公司海阳核电项目部。