掺用人工砂抗冻\抗渗大体积泵送砼在电厂冷却塔冬期施工中的应用

【摘要】 冷却塔在电厂施工中抗冻、抗渗要求较高,冬期施工的大体积砼由于内、外温差大,为避免出现温度裂缝,同时提高砼的各项性能,掺用部分人工砂,本文以某2×200MW机组电厂为例,在砼施工工艺采取适当方法,可以取得一定地效果。

【关键词】 掺用人工砂大体积泵送砼冬期施工应用

某2×200MW机组电厂8#冷却塔工程,环基为大体积砼,环基中心半径37.334m,宽5m,基底标高-3.00M,顶标高-2.00M,砼1205.67m3,砼要求抗压强度C25,抗渗等级P8,抗冻融循环200次,根据试验室试配,选用天然砂,现在8#塔环基由于进入冬期施工,为满足要求经试验在砼中掺用部分人工砂,这样既可改善细骨料组成,又对大体积砼内部降温有利,同时可满足砼强度指标,提高耐久性和泵送效果。

1对砼的要求

(1)设计对砼的要求。根据设计要求对砼的各项指标要求极为严格,开工前试验室进行了砼试配。1)试配选用。水泥:大同普硅525#R;砂:细度模数2.6、Ⅱ区中砂;石:5～40mm碎石;水:饮用水;外加剂:开山屯木钙掺量:0.25%;包头FD－Ⅱ型泵送减水剂掺量:0.8%;强度:C25P8D200;塌落度要求:90－130mm;试配:380/1:2.03:3.05:0.5;砂率:40%。2)结果。塌落度160mm;28天抗压强度34.6Mpa;抗渗合格;抗冻重量损失0.6%,相对弹性模量96%合格。

(2)泵送要求。试配水灰比、塌落度、砂率均满足泵送要求,泵送砼浇筑从一点开始,采用两台泵车8台罐车供料同时浇筑,考虑浇筑水平结构砼,在3～5m范围水平移动布料,分层为400mm。由于环基属环形大体积砼,按1:8坡度在接搓处布料,振捣采用插入式振捣器振捣,振捣时间为15～30s,且隔20—30min后,进行二次复振以保证施工质量,砼浇至设计位置后,用木抹子磨平搓毛两遍以上。

(3)冬期大体积砼要求。冬期施工由于外界温度低,而本工程又使用的是水化热较大的普通硅酸盐水泥,因此总体思想是先浇筑后保温,并根据环境实测温度,严格控制砂石含泥量与级配,为使砼内外温度控制20～30℃,浇灌时已浇筑层砼温度在末被上一层砼覆盖前控制在2～5℃,分层浇筑时,在下层砼初凝前浇捣上一层砼,避免产生施工缝,并且复捣时要及时排出砼表面沁水。

2 本工程材料选择

根据试配结果,本工程环基厚度大,又处于冬期施工,必须加大对温度应力及温度控制问题,防止砼因水化热过大产生温度裂缝,但又考虑水工砼的实际情况,要从技术上进一步做好准备。水泥:选择大同普硅525#R;石子:采用碎石粒径5～40mm,含泥量不大于1%;砂:试配为天然砂,现场由总工牵头,试验室根据实际情况从强度、抗渗以及其他方面做了具体分析,查阅了相关资料,决定用20%的人工砂代替天然砂,两种砂细度模数均控制在2.45～3.0之间,含泥量不大于3%。外加剂:开山屯木钙掺量0.25%;包头FD-Ⅱ型泵送减水剂掺量0.8%;包钢MFT砼防冻剂按0～-10℃考虑掺量2%。通过实际运用,FD—Ⅱ型、MFT外加剂不含氯盐,对钢筋无锈蚀。试验对比(如表1,2)。

3 砼配合比及砼供应

(1)砼搅拌站距现场17.6公里,运输时间半小时左右,考虑运至现场热量损失及坍落度损失和早期硬化砼内部温度的变化,而砼需求量30～50m3/h,故选用两台泵车及8辆罐车进行砼浇筑。

(2)砼选用与试配相同的重量比和水灰比,外掺防冻剂,砂选用80%天然砂+20%人工砂。

4 方法的选择

该工程处于自然地坪以下,其施工特点是易于保温,砼工程量和体积较大,表面系数小且浇筑砼时为初冬季节,浇筑期间前几曰白天温度处于正温,白天无须预热,夜间采用碘钨灯局部预热即可,保温方法采取综合蓄热法,砼浇筑前在侧壁挂一层塑料布和四层草袋,表面待砼初凝后,铺一层塑料布和四层草袋。

5 工程施工

(1)8#冷却塔环基施工时间11月5日至11月8日,施工期期间环境温度实测如表3。

(2)因砼工程量大,且处于初冬季节,砼运距长,时间间隔长,为严格控制砼出罐温度和入模温度在10℃以上,罐车外包棉垫一层,砼拌制点采用加热水的方法,水加热实测50℃左右,现场实测砼出罐温度15℃～17℃以上,入模温度11℃～13℃,坍落度13～15cm。

(3)砼养护温度。砼覆盖养护14天,在此期间,环境温度变化不大,最低气温-14℃,最高气温-1℃,砼表面养护温度一天为33℃,三天为17℃,7d为10℃,14天为5℃。

(4)测温孔布置及测温。1)测温孔沿环向共设5圈,每圈32个,深为80cm,其中中间部位深为90cm。测温孔采用φ25的圆钢预埋,待砼终凝前拔出。2)测温:砼浇筑时测出出罐温度、入模温度,为了保证浇筑上层砼时下层砼在初凝前温度控制在3～5℃,测温人员根据浇筑速度测出下层砼温度并且做好记录。砼养护期间三天内每两小时测一次温,三至七天每六小时测一次温,七至十四天每个工作班测温一次。通过测温及记录,砼内外温差及浇筑时温度符合规范要求。

(5)砼强度实测结果:砼三天强度为5.75Mpa,七天为13.27Mpa,根据冬季施工砼受冻临界强度为4.0Mpa.,实测三天强度略高于临界强度,这是由于试块同条件养护时,所放位置和所处温度处于有利条件下。同时试验室取标养试块12组,-7+28试块12组,强度分别如表4。

通过上表可以看出标养及负温转正温养护的砼试块,均达到了设计强度等级,且评定符合强度等级要求。砼抗冻、抗渗试块强度如下:砼抗冻:冻融循环次数:200次;强度损失率:7%;重量损失率:0.6%依据规范F200抗冻合格;砼抗渗:最大水压0.9Mpa依据规范P8抗渗达到要求。

6 体会

(1)在砼中掺用20%的人工砂,取代自然砂,骨料级配符合设计要求,砼和易性、密实性得到改善,抗渗透能力和抗冻融性能都有所提高,虽然砼平均强度比试配强度有所降低,但砼内、外温度控制在规范规定范围内,较未掺用人工砂有所改善。

(2)泵送砼要有较高的流动性,我公司搅拌站距工地较运,运输时间长,但冬期施工环境气温低,砼坍落度损失小,泵送砼要求砼粘聚性要好,在泵的压力下,砼不泌水、不离析,有较高的水泥浆,以降低砼与管壁的摩擦力,而水工砼要求砼水灰比严格,砂率必须得当,虽然砂率较大时砼抗渗性能有所提高且对泵送有利,但对砼强度及耐久性有所降低,人工砂代替天然砂,砼性能变化不大,且费用有所降低,值得推广。

(3)大体积砼要求砼内、外温差控制在20～30℃之间,通过施工方法的改进和覆盖保温,达到了规范要求。

(4)为保证砼的临界强度,选用早强型水泥,掺入FD-Ⅱ泵适减水剂和普通木钙以及防冻剂,可提高砼早期强度,但考虑大体积砼早期水化速度太快,而使砼内外温差太大,又考虑水工砼要求,选用普硅525#R型水泥及与浇筑砼速度的相匹配的方法可得到一定的效果,如果适宜的话选择一种抗裂和缓凝的外加剂更为合适。

作者简介:邢启(1970—),男,硕士,高级工程师,现从事火电工程项目管理工作,已数篇。