洗煤廠濃縮池混凝土自防水施工技術

洗煤廠濃縮池混凝土自防水施工技術1.前言近年來隨著市場對煤質要求的提高，各地新建、改擴建洗煤廠工程逐步增多。濃縮池作為洗煤廠的主要構筑物之一，其施工對混凝土抗?jié)B性能要求高，施工質量往往不易控制，出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象較多。因此，建筑安裝工程集團有限公司和建安第七工程有限公司在廣泛調查研究的基礎上，成立課題小組，開展洗煤廠濃縮池混凝土自防水施工技術研究，總結出《洗煤廠濃縮池混凝土自防水施工技術》。其關鍵技術為：采用混凝土自防水技術，減少了防水砂漿施工程序，提高了結構耐久性；自密實混凝土配合比設計及科學養(yǎng)護技術，確保了防水混凝土施工質量；采用弧形桁架支模，取消了支模對拉螺栓，減少了可能的滲漏薄弱環(huán)節(jié)；溢流堰水平度控制一次成型工藝，保證了溢流堰的施工質量。2.技術特點2.1將濃縮池池體結構分層均勻澆筑普通防水混凝土后加抹五層防水砂漿的傳統(tǒng)施工工藝，革新為分層均勻澆筑自密實混凝土拌合物，一次形成剛性防水混凝土池體結構的施工工藝，省去了后抹五層防水砂漿。2.2池體內側迎水面采取適當加大鋼筋保護層構造，并采用新一代液態(tài)有機復合型MS-601鋼筋阻銹劑，解決鋼筋阻銹問題，改善混凝土結構耐久性。2.3池底與池壁施工縫采用不銹鋼板止水帶措施，解決混凝土接縫防滲漏及止水帶銹蝕問題；預埋穿墻套管采用熱鍍鋅防腐，止水環(huán)迎水面根部周圈設置遇水膨脹止水膠條。2.4溢流堰混凝土水平度精確控制采用激光測平儀在已安裝好的模板上測平、彈線，提高水平控制精度，誤差控制在2mm內。3.適用范圍本技術適用于新建、改擴建洗煤廠濃縮池工程及同類結構蓄水構筑物的施工。4.工藝原理運用自密實混凝土良好的技術性能，通過采用工具式弧形桁架支模取消了支模對拉螺栓、摻入液態(tài)阻銹劑及多項混凝土防水技術的綜合應用，確保了濃縮池工程施工質量，提高結構耐久性。5.施工工藝流程及操作要點5.1洗煤廠濃縮池工程自密實混凝土施工工藝流程洗煤廠濃縮池工程自密實混凝土施工工藝流程見圖5.1-1。圖5.1-1洗煤廠濃縮池工程自密實混凝土施工工藝流程5.2操作要點5.2.1自密實混凝土配合比設計及施工過程動態(tài)監(jiān)控科學養(yǎng)護自密實混凝土技術主要包括配合比設計技術及流動性、填充型、保塑性和早期收縮控制技術。1）自密實混凝土原材料選擇、配合比、動態(tài)養(yǎng)護、防裂系統(tǒng)設計（1）原材料選擇水泥：由于自密實混凝土采用較多的膠凝材料，為了減少混凝土的收縮，應選擇水化熱較低的普通硅酸鹽水泥。摻合料：摻合料是自密實混凝土不可缺少的組成部分，一般常用的有粉煤灰（不低于Ⅱ級）、磨細礦渣、硅粉、礦粉等。利用它們的物理效應、填充效應和火山灰效應，不但能提高新拌混凝土的工作性，而且能增強硬化后混凝土的耐久性。細骨料：砂在混凝土中存在雙重效應，一是圓形顆粒的滾動堿水效應；二是比表面積吸水率高的需水效應。這兩種相互矛盾的效應，決定了必須根據(jù)水泥、摻合料、外加劑等情況綜合考慮。砂的含泥量和雜質，會使水泥漿與骨料的粘結力下降，需要增加用水量和增加水泥用量，所以砂必須符合規(guī)范技術要求，細度模數(shù)在中砂區(qū)，含泥量≤2.0%，泥塊含量≤0.5%，砂率取45%。粗骨料：由于自密實混凝土常常用于鋼筋稠密或薄壁結構中，因此粗骨料的最大粒徑一般小于20mm為宜，盡可能選用圓形且不含或含針、片狀顆?！?%的骨料，含泥量≤1.0%，泥塊含量≤0.5%，選用連續(xù)級配5～20mm碎石。外加劑：自密實混凝土具備的高流動性、抗離析性、間隙通過性和填充性這四個方面都需要以外加劑的手段來實現(xiàn)，因此對外加劑的主要要求為：a）與水泥的相容性好；b）減水率大；c）緩凝、保塑。選用聚羧酸高效減水劑，其作用機理是以靜電斥力、空間位阻作用相結合能更有效提高水泥粒子分散性，釋放游離水，減少用水量和水泥用量，降低水灰比，不僅得到和易性能和塌落度保持性能優(yōu)秀的混凝土拌合物，而且能更有效地降低混凝土的收縮，減少混凝土的裂縫。（2）混凝土配合比全計算的基本觀點：a）混凝土各組成材料（包括固、氣、液三相）具有體積加和性石子的空隙由干砂漿填充；b）石子的間隙由干砂漿填充；c）干砂漿的間隙由水填充；d）干砂漿由水泥、細摻合料、砂和空氣所組成。保證混凝土強度的前提下，進一步降低單方水泥用量，以減少水泥水化過程中產(chǎn)生的水化熱，有效控制混凝土的裂縫的產(chǎn)生。單位體積用水量為155～180kg。水粉比根據(jù)粉體的種類和摻量有所不同，按體積比取0.8～1.15。自密實混凝土單位體積漿體量為

0.32～0.40。摻入適量混凝土膨脹劑,可提高混凝土的自密實性及防止混凝土硬化后產(chǎn)生收縮裂縫,提高混凝土抗裂能力,同時提高混凝土粘聚性,改善混凝土外觀質量。加適量礦物摻合料能調節(jié)混凝土的流變性能,提高塑性粘度,同時提高拌合物中的漿固比,改善混凝土和易性,使混凝土勻質性得到改善,并減少粗細骨料顆粒之間的摩擦力,提高混凝土的通阻能力。工作性技術指標：塌落度S1f≥250mm，塌落擴展度Lsf≥700mm，填充性ΔG≤5mm，抗離析性Δh≤7%，流動性Lf≥700mm，黏聚性：2h內滿足以上各項指標要求。自密實混凝土填充性檢測及坍落擴展度檢測（見圖5.2.1-1）圖5.2.1-1自密實混凝土坍落擴展度、填充性檢測（3）混凝土澆筑澆筑自密實混凝土前,根據(jù)工程的澆筑區(qū)域、構件類別、鋼筋配置狀況等選擇機具與澆筑方法。自密實混凝土澆筑最大水平流動距離應根據(jù)施工部位具體要求確定，澆筑布料點的間距不宜大于4m，相鄰布料點應均勻卸料。高溫施工時，自密實混凝土入模溫度不宜超過35℃；冬期施工時，自密實混凝土入模溫度不宜低于5℃。在降雨、降雪期間，不宜在露天澆筑混凝土。澆筑自密實混凝土時，現(xiàn)場應有專人進行監(jiān)控，當混凝土自密實性能不能滿足要求時，可加入適量的與原配合比相同成分的外加劑，外加劑摻入后攪拌運輸車滾筒應快速旋轉，外加劑摻量和旋轉攪拌時間應通過試驗驗證，自密實混凝土泵送和澆筑過程應保持連續(xù)性。柱、墻模板內的混凝土澆筑傾落高度不宜大于5m，當不能滿足規(guī)定時，應加設串筒、溜管、溜槽等裝置。澆筑結構復雜、配筋密集的混凝土構件時，可在模板外側進行輔助敲擊。自密實混凝土宜避開高溫時段澆筑。當水份蒸發(fā)速率過快時，應在施工作業(yè)面采取擋風、遮陽等措施。（4）動態(tài)養(yǎng)護自密實混凝土在澆搗結束后，待其初凝開始，即蓋一層塑料薄膜，上面再蓋一層麻袋養(yǎng)護，起保溫保濕作用。在塑料薄膜、麻袋覆蓋條件下，保溫保濕可充分發(fā)揮混凝土徐變特性，降低溫度應力，減少混凝土降溫梯度，控制有害裂縫的出現(xiàn)。溫度達到最大峰值后，呈回落趨勢，當內部與大氣溫度差小于20°C，方可部分掀去麻袋，養(yǎng)護時間不得少于14d。麻袋不可在同一天全部掀去或成片掀去，應分兩天進行，第一天只能采用間隔夾花方式掀去1/2左右，使溫度通過有限的空間逐步散發(fā)，避免急劇降溫，余下部分的麻袋應在第二天中午掀去。應重視池壁的養(yǎng)護，結合混凝土溫度、收縮變形等數(shù)據(jù)的監(jiān)測實施施工過程動態(tài)監(jiān)測，制定養(yǎng)護方案，專人科學養(yǎng)護。（5）早期防裂措施的實施及效果結合構造及結構優(yōu)化設計的內容，編制施工組織設計、專項施工方案及進行技術交底時，強調對超長薄板的防裂意識應提前至澆筑后0.5～3d,并明確控制混凝土裂縫的技術措施。合理確定混凝土施工性能指標，加強施工組織。合理控制塌落度等，加強施工組織管理工作，確保混凝土的高密度，增強混凝土材料的連續(xù)性和整體性，提高混凝土的抗裂性能。結合池壁板中水化溫降、外部施工環(huán)境的溫濕度變化，采用分時段局部拆模的方式，適時拆?？蓽p少約束，降低混凝土早期開裂風險。池壁板體澆筑時采用木模，拆模前采用對兩側模板澆水的養(yǎng)護方式，拆模后采用從壁體頂部慢水噴淋養(yǎng)護的方式，澆水時機及連續(xù)噴水養(yǎng)護時間根據(jù)監(jiān)測變形數(shù)據(jù)來確定，實現(xiàn)施工過程動態(tài)監(jiān)測及養(yǎng)護，超長曲面池壁薄板的防裂控制效果顯著。在濃縮池超長曲面薄壁板的施工中，提高了早期防裂意識，制定了控制混凝土裂縫的技術措施，實現(xiàn)施工實時監(jiān)測，利用混凝土溫度、收縮變形等監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時反饋指導施工，配合防裂措施的實施，30.3π超長池壁板一次性整體澆筑完成，經(jīng)細致觀察及長期（18個月）觀測，池壁板全無可見裂縫出現(xiàn)，超長池壁薄板的早期裂縫防治極為成功。2）自密實混凝土流動性、填充型、保塑性控制、早期收縮控制：通過骨料的級配控制以及高效減水劑來實現(xiàn)混凝土的高流動性、高填充型，測試方法主要有U型槽法、L形槽法、倒塌落度筒法等；自密實混凝土水膠比較低、膠凝材料用量較高,使得混凝土早期的收縮較大,尤其是早期的自收縮，自密實混凝土工作性的控制技術是一個關鍵。自密實混凝土的一個優(yōu)點就是簡化施工方法、節(jié)省勞動力，自密實混凝土前臺澆筑比普通混凝土要簡單，省去了振搗的環(huán)節(jié)，要保證自密實混凝土的質量，也必須進行施工控制。5.2.2模板組裝系統(tǒng)設計采用木膠板弧形背楞加工定型大模板，內外工具式弧形桁架支撐，滿堂鋼管扣件內支撐剛性架固定找正模板。池壁模板支撐架及骨架筋平面布置示意圖（見圖5.2.2-2）。1-池壁外側鋼管支架；2-池壁外側工具式鋼桁架模板支架；3-池壁外側模板；4-池壁混凝土；5-池壁內側模板；6-池壁內側工具式鋼桁架模板支架；7-池壁內側鋼管支架；8-池壁厚度控制頂桿；9-鋼筋位置控制骨架筋；10-豎向骨架筋；11-水平骨架筋；12-結構迎水面圖5.2.2-2池壁模板支撐架及骨架筋平面布置示意圖模板及其支護具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑自密實混凝土的自重、側壓力、施工過程中產(chǎn)生的荷載。成型的模板應構造緊密、不漏漿，不影響自密實混凝土均勻性和強度發(fā)展，并能保證構件尺寸形狀正確、規(guī)整。自密實混凝土施工應進行過程監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控結果調整施工措施。安裝模板時，準確配置池壁厚度控制預制頂棍（見圖5.2.2-2）。1-C30細石混凝土；2-止水凹形槽圖5.2.2-2池壁厚度控制預制頂棍5.2.3混凝土結構耐久性耐久性不足帶來的嚴重經(jīng)濟損失、資源浪費已迫使我們必須重視濃縮池工程的施工質量?；炷镣ǔＥc鋼筋配合使用并保護鋼筋不至于銹蝕，但鋼筋一旦發(fā)生大面積的銹蝕，就會反過來導致混凝土崩裂和剝落。必須在施工中采取防止放進銹蝕的措施。1）提高混凝土的抗?jié)B性防止鋼筋銹蝕的最主要途徑是提高混凝土的抗?jié)B性能，從混凝土的配比、施工質量和施工養(yǎng)護等方面做出努力。在混凝土配比上，要有較低的水膠比和良好的級配來保證混凝土的密實性。低水膠比混凝土抵抗水分、氣體（氧氣或二氧化碳）及氯離子擴散的能力比傳統(tǒng)混凝土高1～2個數(shù)量級。加入粉煤灰、硅粉或礦渣粉能在不同程度上提高抗氯離子擴散的能力。采用0.4以下水膠比，加上合適的保護層厚度以及施工時的良好養(yǎng)護條件，能很好解決輕度氯鹽侵蝕混凝土中的鋼筋銹蝕問題。2）適當?shù)谋Ｗo層厚度對處于水位線及其他處于惡劣環(huán)境下的結構，應當增加保護層厚度，《地下工程防水技術規(guī)范》GB50108中規(guī)定，鋼筋保護層厚度應根據(jù)結構耐久性和工程環(huán)境選用，迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。3）其他措施防止鋼筋銹蝕還可以采用鋼筋表面涂抹、鋼筋陰極保護、混凝土中摻入阻銹劑、混凝土表面涂覆防水層等辦法。MS-601鋼筋阻銹劑其主要成分是一些在混凝土中擴散性能優(yōu)異的有機阻銹成分，在鋼筋表面成膜更加均勻，可有效的避免鋼筋發(fā)生局部腐蝕的危險，其與拌合水一起添加到新澆筑混凝土中可吸附于鋼筋表面形成一層分子化學保護膜，同時抑制鋼筋的陰極和陽極腐蝕，可有效的防止鋼筋由于氯化物、碳化或雜散電流等各種原因造成的銹蝕，阻銹劑用量為水泥用量的2%（質量比），施工溫度5～60℃，抗壓強度提高10%，抗?jié)B性提高20%。5.2.4溢流堰水平度精確控制溢流堰混凝土水平度精確控制采用激光測平儀在已安裝好的模板上測平、彈線后，用手電鋸按線切平模板上口，誤差控制在2mm內，混凝土成型注水后發(fā)現(xiàn)的小偏差采用磨石機局部處理，溢流堰一次成型，避免了二次抹灰處理，保證了施工質量和使用壽命。5.2.5濃縮池施工縫、預埋套管節(jié)點、鋼筋保護層做法濃縮池施工縫、預埋套管節(jié)點、鋼筋保護層做法見圖5.2.5-1。1-先澆筑混凝土；2-后澆筑混凝土；3-先后澆筑混凝土面；4-不銹鋼止水板，δ=3.5mm；5-C15混凝土墊層；6-C30混凝土墊塊＠1000；7-底板馬凳筋；8-底板鋼筋；9-遇水膨脹止水膠條；10-預埋鋼管；11-遇水膨脹止水膠條（周圈設置）；12-不銹鋼止水環(huán)，δ=3.5mm；13-混凝土池壁；14-混凝土迎水面圖5.2.5-1濃縮池施工縫、鋼筋保護層做法、預埋套管節(jié)點圖5.3勞動力安排勞動力組織情況見表5.3-1。表5.3-1勞動組織表序號單項工程所需人數(shù)備注1工長2現(xiàn)場施工管理2技術員2技術管理3普工20現(xiàn)場材料運輸4木工12模板施工安裝5鋼筋工18鋼筋加工、制作、安裝6混凝土工10混凝土施工7架子工8腳手架搭設8電焊工4預埋件焊接9質檢員1質量管理10測量員2工程測量11吊車司機2材料吊裝12剪沖工2鋼板加工制作13起重工3吊車指揮6.材料與設備6.1主要材料水泥、砂子、石子、鋼筋、MS-601阻銹劑（摻入型）、微膨脹劑、竹膠板、鋼管、扣件、電子測溫儀及預埋觸頭導線、扭力扳手、弧形鋼桁架、不銹鋼板止水帶、鋼網(wǎng)架等。6.2主要施工設備表6.2-1主要施工設備表序號機具名稱型號單位數(shù)量使用部位1吊車25t、50t臺2物料吊運2反鏟挖掘機PC300臺2土方開挖3載重汽車12t輛6運土4彎曲機GW40臺2鋼筋加工5調直機K03-15臺1鋼筋加工6切斷機GQ50B臺2鋼筋加工7木工鋸臺2模板加工8空壓機9m3/min臺1清理施工縫9混凝土泵車HBT80輛2混凝土澆筑10混凝土罐車12m3輛5混凝土運輸11電焊機BX3-630臺4焊接12氧氣焊設備套1預埋件加工、制作13手提圓盤踞手持式個6竹材切割14剪板機臺1板材剪切15砂輪機手持式臺6打磨16鐵剪300mm把6彩板剪切7.質量控制7.1主要質量控制標準本技術執(zhí)行標準為《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50204）、《混凝土結構工程施工規(guī)范》（GB50666）、《混凝土泵送施工技術規(guī)程》（JGJ/T10）、《鋼筋阻銹劑應用技術規(guī)程》（JGJ/T192）、《自密實混凝土應用技術規(guī)程》（JGJ/T283）等。7.2質量控制措施7.3.1建立項目質量保證體系，明確質量控制節(jié)點和各節(jié)點的質量控制程序及措施，并嚴格執(zhí)行。7.3.2池壁、濃縮池池底模板支撐體系必須嚴格按照方案設計要求實施，驗收合格后，方可進行下道工序。7.3.3對自密實混凝土進行檢測，確保自密實混凝土各項指標符合要求。7.3.4嚴格執(zhí)行“三檢”制度，即：自檢、交接檢、專檢，加強工序質量控制，并做好施工記錄。