洗煤厂浓缩池混凝土自防水施工技术

洗煤厂浓缩池混凝土自防水施工技术1.前言近年来随着市场对煤质要求的提高，各地新建、改扩建洗煤厂工程逐步增多。浓缩池作为洗煤厂的主要构筑物之一，其施工对混凝土抗渗性能要求高，施工质量往往不易控制，出现渗漏的现象较多。因此，建筑安装工程集团有限公司和建安第七工程有限公司在广泛调查研究的基础上，成立课题小组，开展洗煤厂浓缩池混凝土自防水施工技术研究，总结出《洗煤厂浓缩池混凝土自防水施工技术》。其关键技术为：采用混凝土自防水技术，减少了防水砂浆施工程序，提高了结构耐久性；自密实混凝土配合比设计及科学养护技术，确保了防水混凝土施工质量；采用弧形桁架支模，取消了支模对拉螺栓，减少了可能的渗漏薄弱环节；溢流堰水平度控制一次成型工艺，保证了溢流堰的施工质量。2.技术特点2.1将浓缩池池体结构分层均匀浇筑普通防水混凝土后加抹五层防水砂浆的传统施工工艺，革新为分层均匀浇筑自密实混凝土拌合物，一次形成刚性防水混凝土池体结构的施工工艺，省去了后抹五层防水砂浆。2.2池体内侧迎水面采取适当加大钢筋保护层构造，并采用新一代液态有机复合型MS-601钢筋阻锈剂，解决钢筋阻锈问题，改善混凝土结构耐久性。2.3池底与池壁施工缝采用不锈钢板止水带措施，解决混凝土接缝防渗漏及止水带锈蚀问题；预埋穿墙套管采用热镀锌防腐，止水环迎水面根部周圈设置遇水膨胀止水胶条。2.4溢流堰混凝土水平度精确控制采用激光测平仪在已安装好的模板上测平、弹线，提高水平控制精度，误差控制在2mm内。3.适用范围本技术适用于新建、改扩建洗煤厂浓缩池工程及同类结构蓄水构筑物的施工。4.工艺原理运用自密实混凝土良好的技术性能，通过采用工具式弧形桁架支模取消了支模对拉螺栓、掺入液态阻锈剂及多项混凝土防水技术的综合应用，确保了浓缩池工程施工质量，提高结构耐久性。5.施工工艺流程及操作要点5.1洗煤厂浓缩池工程自密实混凝土施工工艺流程洗煤厂浓缩池工程自密实混凝土施工工艺流程见图5.1-1。图5.1-1洗煤厂浓缩池工程自密实混凝土施工工艺流程5.2操作要点5.2.1自密实混凝土配合比设计及施工过程动态监控科学养护自密实混凝土技术主要包括配合比设计技术及流动性、填充型、保塑性和早期收缩控制技术。1）自密实混凝土原材料选择、配合比、动态养护、防裂系统设计（1）原材料选择水泥：由于自密实混凝土采用较多的胶凝材料，为了减少混凝土的收缩，应选择水化热较低的普通硅酸盐水泥。掺合料：掺合料是自密实混凝土不可缺少的组成部分，一般常用的有粉煤灰（不低于Ⅱ级）、磨细矿渣、硅粉、矿粉等。利用它们的物理效应、填充效应和火山灰效应，不但能提高新拌混凝土的工作性，而且能增强硬化后混凝土的耐久性。细骨料：砂在混凝土中存在双重效应，一是圆形颗粒的滚动碱水效应；二是比表面积吸水率高的需水效应。这两种相互矛盾的效应，决定了必须根据水泥、掺合料、外加剂等情况综合考虑。砂的含泥量和杂质，会使水泥浆与骨料的粘结力下降，需要增加用水量和增加水泥用量，所以砂必须符合规范技术要求，细度模数在中砂区，含泥量≤2.0%，泥块含量≤0.5%，砂率取45%。粗骨料：由于自密实混凝土常常用于钢筋稠密或薄壁结构中，因此粗骨料的最大粒径一般小于20mm为宜，尽可能选用圆形且不含或含针、片状颗粒≤8%的骨料，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，选用连续级配5～20mm碎石。外加剂：自密实混凝土具备的高流动性、抗离析性、间隙通过性和填充性这四个方面都需要以外加剂的手段来实现，因此对外加剂的主要要求为：a）与水泥的相容性好；b）减水率大；c）缓凝、保塑。选用聚羧酸高效减水剂，其作用机理是以静电斥力、空间位阻作用相结合能更有效提高水泥粒子分散性，释放游离水，减少用水量和水泥用量，降低水灰比，不仅得到和易性能和塌落度保持性能优秀的混凝土拌合物，而且能更有效地降低混凝土的收缩，减少混凝土的裂缝。（2）混凝土配合比全计算的基本观点：a）混凝土各组成材料（包括固、气、液三相）具有体积加和性石子的空隙由干砂浆填充；b）石子的间隙由干砂浆填充；c）干砂浆的间隙由水填充；d）干砂浆由水泥、细掺合料、砂和空气所组成。保证混凝土强度的前提下，进一步降低单方水泥用量，以减少水泥水化过程中产生的水化热，有效控制混凝土的裂缝的产生。单位体积用水量为155～180kg。水粉比根据粉体的种类和掺量有所不同，按体积比取0.8～1.15。自密实混凝土单位体积浆体量为

0.32～0.40。掺入适量混凝土膨胀剂,可提高混凝土的自密实性及防止混凝土硬化后产生收缩裂缝,提高混凝土抗裂能力,同时提高混凝土粘聚性,改善混凝土外观质量。加适量矿物掺合料能调节混凝土的流变性能,提高塑性粘度,同时提高拌合物中的浆固比,改善混凝土和易性,使混凝土匀质性得到改善,并减少粗细骨料颗粒之间的摩擦力,提高混凝土的通阻能力。工作性技术指标：塌落度S1f≥250mm，塌落扩展度Lsf≥700mm，填充性ΔG≤5mm，抗离析性Δh≤7%，流动性Lf≥700mm，黏聚性：2h内满足以上各项指标要求。自密实混凝土填充性检测及坍落扩展度检测（见图5.2.1-1）图5.2.1-1自密实混凝土坍落扩展度、填充性检测（3）混凝土浇筑浇筑自密实混凝土前,根据工程的浇筑区域、构件类别、钢筋配置状况等选择机具与浇筑方法。自密实混凝土浇筑最大水平流动距离应根据施工部位具体要求确定，浇筑布料点的间距不宜大于4m，相邻布料点应均匀卸料。高温施工时，自密实混凝土入模温度不宜超过35℃；冬期施工时，自密实混凝土入模温度不宜低于5℃。在降雨、降雪期间，不宜在露天浇筑混凝土。浇筑自密实混凝土时，现场应有专人进行监控，当混凝土自密实性能不能满足要求时，可加入适量的与原配合比相同成分的外加剂，外加剂掺入后搅拌运输车滚筒应快速旋转，外加剂掺量和旋转搅拌时间应通过试验验证，自密实混凝土泵送和浇筑过程应保持连续性。柱、墙模板内的混凝土浇筑倾落高度不宜大于5m，当不能满足规定时，应加设串筒、溜管、溜槽等装置。浇筑结构复杂、配筋密集的混凝土构件时，可在模板外侧进行辅助敲击。自密实混凝土宜避开高温时段浇筑。当水份蒸发速率过快时，应在施工作业面采取挡风、遮阳等措施。（4）动态养护自密实混凝土在浇捣结束后，待其初凝开始，即盖一层塑料薄膜，上面再盖一层麻袋养护，起保温保湿作用。在塑料薄膜、麻袋覆盖条件下，保温保湿可充分发挥混凝土徐变特性，降低温度应力，减少混凝土降温梯度，控制有害裂缝的出现。温度达到最大峰值后，呈回落趋势，当内部与大气温度差小于20°C，方可部分掀去麻袋，养护时间不得少于14d。麻袋不可在同一天全部掀去或成片掀去，应分两天进行，第一天只能采用间隔夹花方式掀去1/2左右，使温度通过有限的空间逐步散发，避免急剧降温，余下部分的麻袋应在第二天中午掀去。应重视池壁的养护，结合混凝土温度、收缩变形等数据的监测实施施工过程动态监测，制定养护方案，专人科学养护。（5）早期防裂措施的实施及效果结合构造及结构优化设计的内容，编制施工组织设计、专项施工方案及进行技术交底时，强调对超长薄板的防裂意识应提前至浇筑后0.5～3d,并明确控制混凝土裂缝的技术措施。合理确定混凝土施工性能指标，加强施工组织。合理控制塌落度等，加强施工组织管理工作，确保混凝土的高密度，增强混凝土材料的连续性和整体性，提高混凝土的抗裂性能。结合池壁板中水化温降、外部施工环境的温湿度变化，采用分时段局部拆模的方式，适时拆模可减少约束，降低混凝土早期开裂风险。池壁板体浇筑时采用木模，拆模前采用对两侧模板浇水的养护方式，拆模后采用从壁体顶部慢水喷淋养护的方式，浇水时机及连续喷水养护时间根据监测变形数据来确定，实现施工过程动态监测及养护，超长曲面池壁薄板的防裂控制效果显著。在浓缩池超长曲面薄壁板的施工中，提高了早期防裂意识，制定了控制混凝土裂缝的技术措施，实现施工实时监测，利用混凝土温度、收缩变形等监测数据，及时反馈指导施工，配合防裂措施的实施，30.3π超长池壁板一次性整体浇筑完成，经细致观察及长期（18个月）观测，池壁板全无可见裂缝出现，超长池壁薄板的早期裂缝防治极为成功。2）自密实混凝土流动性、填充型、保塑性控制、早期收缩控制：通过骨料的级配控制以及高效减水剂来实现混凝土的高流动性、高填充型，测试方法主要有U型槽法、L形槽法、倒塌落度筒法等；自密实混凝土水胶比较低、胶凝材料用量较高,使得混凝土早期的收缩较大,尤其是早期的自收缩，自密实混凝土工作性的控制技术是一个关键。自密实混凝土的一个优点就是简化施工方法、节省劳动力，自密实混凝土前台浇筑比普通混凝土要简单，省去了振捣的环节，要保证自密实混凝土的质量，也必须进行施工控制。5.2.2模板组装系统设计采用木胶板弧形背楞加工定型大模板，内外工具式弧形桁架支撑，满堂钢管扣件内支撑刚性架固定找正模板。池壁模板支撑架及骨架筋平面布置示意图（见图5.2.2-2）。1-池壁外侧钢管支架；2-池壁外侧工具式钢桁架模板支架；3-池壁外侧模板；4-池壁混凝土；5-池壁内侧模板；6-池壁内侧工具式钢桁架模板支架；7-池壁内侧钢管支架；8-池壁厚度控制顶杆；9-钢筋位置控制骨架筋；10-竖向骨架筋；11-水平骨架筋；12-结构迎水面图5.2.2-2池壁模板支撑架及骨架筋平面布置示意图模板及其支护具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑自密实混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载。成型的模板应构造紧密、不漏浆，不影响自密实混凝土均匀性和强度发展，并能保证构件尺寸形状正确、规整。自密实混凝土施工应进行过程监控，并根据监控结果调整施工措施。安装模板时，准确配置池壁厚度控制预制顶棍（见图5.2.2-2）。1-C30细石混凝土；2-止水凹形槽图5.2.2-2池壁厚度控制预制顶棍5.2.3混凝土结构耐久性耐久性不足带来的严重经济损失、资源浪费已迫使我们必须重视浓缩池工程的施工质量。混凝土通常与钢筋配合使用并保护钢筋不至于锈蚀，但钢筋一旦发生大面积的锈蚀，就会反过来导致混凝土崩裂和剥落。必须在施工中采取防止放进锈蚀的措施。1）提高混凝土的抗渗性防止钢筋锈蚀的最主要途径是提高混凝土的抗渗性能，从混凝土的配比、施工质量和施工养护等方面做出努力。在混凝土配比上，要有较低的水胶比和良好的级配来保证混凝土的密实性。低水胶比混凝土抵抗水分、气体（氧气或二氧化碳）及氯离子扩散的能力比传统混凝土高1～2个数量级。加入粉煤灰、硅粉或矿渣粉能在不同程度上提高抗氯离子扩散的能力。采用0.4以下水胶比，加上合适的保护层厚度以及施工时的良好养护条件，能很好解决轻度氯盐侵蚀混凝土中的钢筋锈蚀问题。2）适当的保护层厚度对处于水位线及其他处于恶劣环境下的结构，应当增加保护层厚度，《地下工程防水技术规范》GB50108中规定，钢筋保护层厚度应根据结构耐久性和工程环境选用，迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。3）其他措施防止钢筋锈蚀还可以采用钢筋表面涂抹、钢筋阴极保护、混凝土中掺入阻锈剂、混凝土表面涂覆防水层等办法。MS-601钢筋阻锈剂其主要成分是一些在混凝土中扩散性能优异的有机阻锈成分，在钢筋表面成膜更加均匀，可有效的避免钢筋发生局部腐蚀的危险，其与拌合水一起添加到新浇筑混凝土中可吸附于钢筋表面形成一层分子化学保护膜，同时抑制钢筋的阴极和阳极腐蚀，可有效的防止钢筋由于氯化物、碳化或杂散电流等各种原因造成的锈蚀，阻锈剂用量为水泥用量的2%（质量比），施工温度5～60℃，抗压强度提高10%，抗渗性提高20%。5.2.4溢流堰水平度精确控制溢流堰混凝土水平度精确控制采用激光测平仪在已安装好的模板上测平、弹线后，用手电锯按线切平模板上口，误差控制在2mm内，混凝土成型注水后发现的小偏差采用磨石机局部处理，溢流堰一次成型，避免了二次抹灰处理，保证了施工质量和使用寿命。5.2.5浓缩池施工缝、预埋套管节点、钢筋保护层做法浓缩池施工缝、预埋套管节点、钢筋保护层做法见图5.2.5-1。1-先浇筑混凝土；2-后浇筑混凝土；3-先后浇筑混凝土面；4-不锈钢止水板，δ=3.5mm；5-C15混凝土垫层；6-C30混凝土垫块＠1000；7-底板马凳筋；8-底板钢筋；9-遇水膨胀止水胶条；10-预埋钢管；11-遇水膨胀止水胶条（周圈设置）；12-不锈钢止水环，δ=3.5mm；13-混凝土池壁；14-混凝土迎水面图5.2.5-1浓缩池施工缝、钢筋保护层做法、预埋套管节点图5.3劳动力安排劳动力组织情况见表5.3-1。表5.3-1劳动组织表序号单项工程所需人数备注1工长2现场施工管理2技术员2技术管理3普工20现场材料运输4木工12模板施工安装5钢筋工18钢筋加工、制作、安装6混凝土工10混凝土施工7架子工8脚手架搭设8电焊工4预埋件焊接9质检员1质量管理10测量员2工程测量11吊车司机2材料吊装12剪冲工2钢板加工制作13起重工3吊车指挥6.材料与设备6.1主要材料水泥、砂子、石子、钢筋、MS-601阻锈剂（掺入型）、微膨胀剂、竹胶板、钢管、扣件、电子测温仪及预埋触头导线、扭力扳手、弧形钢桁架、不锈钢板止水带、钢网架等。6.2主要施工设备表6.2-1主要施工设备表序号机具名称型号单位数量使用部位1吊车25t、50t台2物料吊运2反铲挖掘机PC300台2土方开挖3载重汽车12t辆6运土4弯曲机GW40台2钢筋加工5调直机K03-15台1钢筋加工6切断机GQ50B台2钢筋加工7木工锯台2模板加工8空压机9m3/min台1清理施工缝9混凝土泵车HBT80辆2混凝土浇筑10混凝土罐车12m³辆5混凝土运输11电焊机BX3-630台4焊接12氧气焊设备套1预埋件加工、制作13手提圆盘踞手持式个6竹材切割14剪板机台1板材剪切15砂轮机手持式台6打磨16铁剪300mm把6彩板剪切7.质量控制7.1主要质量控制标准本技术执行标准为《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204）、《混凝土结构工程施工规范》（GB50666）、《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10）、《钢筋阻锈剂应用技术规程》（JGJ/T192）、《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T283）等。7.2质量控制措施7.3.1建立项目质量保证体系，明确质量控制节点和各节点的质量控制程序及措施，并严格执行。7.3.2池壁、浓缩池池底模板支撑体系必须严格按照方案设计要求实施，验收合格后，方可进行下道工序。7.3.3对自密实混凝土进行检测，确保自密实混凝土各项指标符合要求。7.3.4严格执行“三检”制度，即：自检、交接检、专检，加强工序质量控制，并做好施工记录。