mesdbo水泥生產(chǎn)線砼配合比設(shè)計(jì)

mesdbo水泥生產(chǎn)線砼配合比設(shè)計(jì)

1土建工程管理及土地輸送設(shè)計(jì)messebo水泥擁有3000噸產(chǎn)品稅的消息，這是mekile公司的主要生產(chǎn)項(xiàng)目，距離首都亞德斯波巴約800公里。建設(shè)單位為埃塞俄比亞Messebo水泥廠,設(shè)計(jì)及總承包單位為合肥水泥研究設(shè)計(jì)院,監(jiān)理單位為印度Holtec咨詢(xún)公司。馬鋼建設(shè)公司負(fù)責(zé)土建工程施工。工程結(jié)構(gòu)形式主要為:設(shè)備基礎(chǔ)、筒倉(cāng)、多層框架及磚混結(jié)構(gòu)等。主要工程項(xiàng)目有:水泥庫(kù)、生料庫(kù)、熟料庫(kù)、水泥磨等三十六個(gè)單位工程。工程總投資人民幣約8億元,土建造價(jià)人民幣約0.9億元。工程砼總量約6萬(wàn)m3,大體積砼居多,其中12個(gè)單體工程基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)一次澆筑砼量達(dá)300～1000m3以上;有4個(gè)圓筒狀水泥庫(kù)體砼結(jié)構(gòu)直徑21～31m,高54～74m,庫(kù)壁砼采用24小時(shí)連續(xù)滑模法施工。由于基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)截面大,水泥用量多,水泥水化熱形成的溫度應(yīng)力易致砼產(chǎn)生裂縫。現(xiàn)場(chǎng)施工點(diǎn)多面廣,部分項(xiàng)目間距約3.5km。砼輸送方案設(shè)有:地泵、汽車(chē)泵、灌車(chē)、塔吊、井架垂直運(yùn)輸。做好現(xiàn)場(chǎng)不同輸送方案條件下的砼配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)工作,是保證混凝土工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于本工程是我單位承建的第一個(gè)海外項(xiàng)目,公司想通過(guò)本項(xiàng)目打開(kāi)今后國(guó)際市場(chǎng)的大門(mén),因此,如能準(zhǔn)確及時(shí)地做好現(xiàn)場(chǎng)大量砼配合比設(shè)計(jì)工作,實(shí)現(xiàn)混凝土工程質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)具有重要意義。2紡粘砂為黑粗砂、砂子環(huán)境條件:本工程位于埃塞俄比亞?wèn)|北部城市默克萊(Mekelle),距離首都亞的斯亞貝巴大約800公里,海拔2000m,氣候干燥炎熱,日照時(shí)間長(zhǎng)且光線強(qiáng)烈,晝夜溫差較大在15℃～20℃,常年季風(fēng)較大,白天施工砼入模溫度高、水分散失快,極易產(chǎn)生砼裂縫。資源條件:工程用水泥材料為該廠生產(chǎn)的OPC42.5級(jí)水泥,水泥富余系數(shù)低(該廠水泥按歐美標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),主要把經(jīng)濟(jì)節(jié)約放在首位,質(zhì)量合格即可,不考慮富余系數(shù));當(dāng)?shù)厣白訛?黑粗砂中挾雜大量卵石,談不上級(jí)配,特細(xì)黃砂,含泥量高;石子針片狀顆粒含量嚴(yán)重超標(biāo),顆粒級(jí)配不良;當(dāng)?shù)匾酂o(wú)粉煤灰材料;儲(chǔ)因素會(huì)降低砼強(qiáng)度,導(dǎo)致砼水泥用量較高,大體積砼施工水化熱大,極易產(chǎn)生溫度裂縫。3對(duì)水泥等新材料的配合比試驗(yàn)砼配合比設(shè)計(jì)時(shí),即要嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),又要考慮因地制宜。在充分了解掌握埃塞當(dāng)?shù)卦牧蠈?shí)際情況下,努力做到設(shè)計(jì)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)施工要求。該工程砼用OPC42.5水泥由MESSEBO水泥廠供應(yīng),該廠水泥按歐美標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),試驗(yàn)結(jié)果表明:初凝時(shí)間較短,不利于大體積砼分層澆筑對(duì)初凝時(shí)間的控制要求。早期強(qiáng)度雖增長(zhǎng)較快,但28天強(qiáng)度僅達(dá)合格標(biāo)準(zhǔn),富余系數(shù)低,試驗(yàn)結(jié)果一般只有1.01左右。不利于降低水泥用量,埃塞國(guó)家亦無(wú)粉煤灰材料,導(dǎo)致每m3泵送砼水泥用量較高。經(jīng)在當(dāng)?shù)乜疾?加工碎石材料的原材為青頁(yè)巖片石,因加工機(jī)械方法簡(jiǎn)單落后,導(dǎo)致石子針片狀顆粒含量較高,一般在24～26%范圍,嚴(yán)重超標(biāo),直接影響砼強(qiáng)度,石子粒徑波動(dòng)較大,顆粒級(jí)配不良;細(xì)骨料砂子有二種:一種是細(xì)黃砂,試驗(yàn)結(jié)果細(xì)度模數(shù)1.50,屬特細(xì)砂品種,含泥量為5.2%,另一種是山腳下河流里挖出的黑粗砂(當(dāng)?shù)胤Q(chēng):黑砂),含泥量達(dá)8.5%以上,且砂中含有15%～20%大小不等的卵石,級(jí)配很差,實(shí)際上是半成品砂,二種砂子均不能單獨(dú)配制砼,這為按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行砼配合比設(shè)計(jì)試配工作提出了一道難題。根據(jù)原材料實(shí)際情況和該工程砼施工輸送方案要求,在進(jìn)行系列砼配合比設(shè)計(jì)試配過(guò)程中,先按國(guó)內(nèi)規(guī)程要求進(jìn)行初步理論設(shè)計(jì),同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧咸攸c(diǎn)計(jì)算調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù),在大體積砼分層澆筑及四個(gè)平均高度約60m水泥庫(kù)體結(jié)構(gòu)砼24h滑模施工時(shí)摻入緩凝型外加劑,適當(dāng)延長(zhǎng)砼初凝時(shí)間,以滿足工藝技術(shù)要求,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定外加劑的最佳摻量為水泥用量的0.50%;設(shè)計(jì)砼水灰比時(shí)水泥富余系數(shù)γc按實(shí)際檢驗(yàn)值1.01計(jì)算。針對(duì)黑砂、特細(xì)黃砂、石子原材料不合格的實(shí)際情況,要求進(jìn)場(chǎng)的黑砂宜提前三天用洗砂機(jī)水洗試驗(yàn)合格后方可使用,再將水洗后的黑砂和細(xì)黃砂按若干個(gè)不同比例混合試驗(yàn),經(jīng)多次反復(fù)試驗(yàn)分析,找出二種砂子最佳混合摻量為75%黑粗砂摻25%特細(xì)黃砂,按此比例混合后試驗(yàn)的砂子細(xì)度模數(shù)達(dá)2.3,級(jí)配基本符合中砂標(biāo)準(zhǔn)要求。埃塞當(dāng)?shù)厮Y源緊缺,砼用水采用深井取水,井水比重試驗(yàn)結(jié)果為0.97(t/m3),設(shè)計(jì)用水量時(shí)應(yīng)考慮水比重差值系數(shù)(1/0.97)。當(dāng)?shù)貧夂蚋稍镅谉?水分散失快,設(shè)計(jì)配合比時(shí)每m3砼另增加水5kg。從當(dāng)?shù)夭牧蠈?shí)際情況分析,設(shè)計(jì)砼配合比時(shí)材料用量按“重量法”設(shè)計(jì)計(jì)算。經(jīng)對(duì)砼配合比多次設(shè)計(jì)計(jì)算試驗(yàn)分析比較,最終設(shè)計(jì)試驗(yàn)出適合當(dāng)?shù)豋PC水泥、粗砂、特細(xì)黃砂、頁(yè)巖石子、井水等原材料特點(diǎn)及干燥炎熱的環(huán)境條件,又能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)不同施工(輸送)方案工藝要求的C40、C35、C30、C25、C20、C15三類(lèi)19種不同塌落度系列砼設(shè)計(jì)配合比。針對(duì)埃塞當(dāng)?shù)卦牧咸攸c(diǎn)及氣候環(huán)境條件所設(shè)計(jì)的系列砼配合比試驗(yàn)結(jié)果(砼相關(guān)性能參數(shù))獲得了業(yè)主方印度HOLTEC監(jiān)理公司及總包方(合肥水泥設(shè)計(jì)院)技術(shù)部門(mén)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督驗(yàn)收審批認(rèn)可,并順利的在工程上推廣使用,從滿足現(xiàn)場(chǎng)不同施工(輸送)工藝要求及保證砼結(jié)構(gòu)內(nèi)在質(zhì)量等方面看效果良好,經(jīng)監(jiān)理人員在現(xiàn)場(chǎng)旁站見(jiàn)證下對(duì)工程結(jié)構(gòu)不同等級(jí)砼取樣檢驗(yàn)2286組次(6858塊),砼強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求,從而在砼配合比設(shè)計(jì)方面確保了本工程順利施工和砼結(jié)構(gòu)質(zhì)量。砼配合比設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)緊密結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際準(zhǔn)確做好原材料試驗(yàn)分析工作,使設(shè)計(jì)結(jié)果既要充分滿足設(shè)計(jì)圖紙及施工方案工藝要求,又能兼顧經(jīng)濟(jì)節(jié)約的原則,努力降低工程成本。原水泥廠OPC42.5品種水泥按歐美標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),強(qiáng)度以2天、28天試驗(yàn)結(jié)果予以控制,富余系數(shù)較低,為準(zhǔn)確設(shè)計(jì)砼配合比,確保砼質(zhì)量,對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)的OPC42.5水泥質(zhì)量,均嚴(yán)格按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢測(cè)分析。當(dāng)?shù)睾谏啊⑻丶?xì)黃砂含泥量高,級(jí)配很差;石子針片狀顆粒含量高達(dá)25%左右,而C30等級(jí)以上砼標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)≤15%,屬?lài)?yán)重超標(biāo),直接影響砼強(qiáng)度。基礎(chǔ)大體積砼及上部主體工程施工方案要求采用泵送砼,宜用中砂(中砂顆粒級(jí)配良好,表面積適宜),配制砼和易性、流動(dòng)性好,能較好地滿足泵送砼工藝要求。當(dāng)?shù)噩F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況是:黑砂砂粒較粗,粒徑大于5mm顆粒累計(jì)篩余為18%,標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)≤10%,且黑砂中含有大量卵石,級(jí)配很差,水洗前含泥量達(dá)8.5%,嚴(yán)重超標(biāo),細(xì)黃砂細(xì)度模數(shù)為1.50,屬特細(xì)砂品種,含泥量4.3%,二種砂子均不能單獨(dú)直接配制砼。否則設(shè)計(jì)配合比將無(wú)法保證砼質(zhì)量。要求黑粗砂使用前在現(xiàn)場(chǎng)用洗砂機(jī)水洗,經(jīng)洗砂機(jī)水洗后黑砂里仍含有8%左右卵石(實(shí)際上不能完全洗去小卵石),含泥量為3.6%,經(jīng)多次設(shè)計(jì)試驗(yàn)分析,將黑粗砂和特細(xì)黃砂按幾個(gè)不同比例(60%黑砂摻40%細(xì)黃砂、70%黑砂摻30%細(xì)黃砂、75%黑砂摻25%細(xì)黃砂、80%黑砂摻20%細(xì)黃砂)混合配制試驗(yàn)并對(duì)砼配合比經(jīng)多次設(shè)計(jì)調(diào)整試驗(yàn)分析比較,最終采取以黑砂用量為主,在黑砂中按25%比例摻入特細(xì)黃砂的方法確定為砼使用的混合細(xì)骨料,從而改進(jìn)了黑砂原有級(jí)配嚴(yán)重不良的狀況,按此比例試驗(yàn)混合后的砂粒細(xì)度模數(shù)為2.3,級(jí)配基本達(dá)到中砂標(biāo)準(zhǔn)要求。含泥量為3.9%,砼攪拌時(shí)將黑砂、細(xì)黃砂按設(shè)計(jì)的75%摻25%混合比例二次計(jì)量投放砂料?？紤]頁(yè)巖石子針片狀顆粒含量嚴(yán)重超標(biāo),會(huì)降低砼強(qiáng)度,經(jīng)試驗(yàn)技術(shù)分析,可利用黑粗砂中含有的部分小卵石代替一部分原石子,將原石子總用量按(經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)洗砂機(jī)水洗后試驗(yàn)黑砂里仍含有8%左右小卵石)8%比例相應(yīng)減少,從而也最大限度的降低了原石子中針片狀顆粒含量;砼攪拌時(shí)各項(xiàng)材料用量嚴(yán)格按試驗(yàn)設(shè)計(jì)配合比采用電腦控制計(jì)量;同時(shí)根椐陰雨天氣砂石含水率隨時(shí)調(diào)整配合比。通過(guò)采取上述砼配合比設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)技術(shù)措施,較好地滿足了工程現(xiàn)場(chǎng)不同施工工藝方案對(duì)不同品種砼技術(shù)參數(shù)的要求。細(xì)骨料設(shè)計(jì)采用75%黑粗砂摻入25%特細(xì)黃砂混合配制后,每m3砼配合比水泥用量比較原設(shè)計(jì)平均減少了15kg(原設(shè)計(jì)擬采用由總包方送亞的斯試驗(yàn)的細(xì)骨料按60%黑砂摻入40%細(xì)黃砂配制的配合比),按本工程砼總量約6萬(wàn)m3計(jì)算,節(jié)約水泥用量900t(6萬(wàn)m3×15),折合節(jié)省人民幣約27萬(wàn)元(按國(guó)內(nèi)水泥價(jià)格300元/t計(jì)算);如按埃塞當(dāng)?shù)厮鄰S供價(jià)(150美元/t)1020元/t計(jì)算將節(jié)約人民幣約91.8萬(wàn)元),降低了工程成本;同時(shí)也減少了大體積砼水化熱的危害,保證了砼內(nèi)在結(jié)構(gòu)質(zhì)量,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在大體積砼及水泥庫(kù)筒體結(jié)構(gòu)砼滑模24h連續(xù)施工中,砼配合比設(shè)計(jì)摻入YJ-2緩凝型減水劑,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定外加劑的最佳摻量為水泥用量的0.5%,既增加砼流動(dòng)性有利于砼泵送,滿足大體積砼分層分段施工及筒體結(jié)構(gòu)滑模24h連續(xù)作業(yè)對(duì)砼初凝時(shí)間的控制要求,又可減少砼水泥用量,降低砼水化熱,保證了砼施工質(zhì)量。4加強(qiáng)清洗控制,降低水化熱攪拌站嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比及規(guī)范要求對(duì)砼進(jìn)行預(yù)控?cái)嚢?準(zhǔn)確計(jì)量,粗骨料計(jì)量誤差應(yīng)<2%,細(xì)骨料計(jì)量誤差應(yīng)<1%,細(xì)骨料混合砂中特細(xì)黃砂比例不得超摻,嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的75%黑粗砂摻入25%特細(xì)黃砂的比例二次計(jì)量投放,黑砂里含有8%左右卵石代替相應(yīng)碎石攪拌站應(yīng)做好調(diào)整計(jì)量,雨季及時(shí)調(diào)整配合比,做好攪拌計(jì)量原始記錄。由于當(dāng)?shù)仃?yáng)光強(qiáng)烈氣溫高,現(xiàn)場(chǎng)(大體積砼)攪拌砼前,先對(duì)骨料灑水降溫,或?qū)橇线M(jìn)行覆蓋或設(shè)置遮陽(yáng)裝置避免日光直曬,以降低砼原材料的溫度。由于埃塞俄比亞當(dāng)?shù)仃?yáng)光強(qiáng)烈氣溫高,一般選擇在早上或黃昏后澆筑砼為宜,既可降低砼入模溫度又可減少水分散失和溫度梯度變化過(guò)大的問(wèn)題,如砼采用拖泵輸送且距離較長(zhǎng)又在烈日下進(jìn)行,對(duì)泵管采取麻袋澆水覆蓋或木盒子覆蓋,避免泵管受陽(yáng)光直射,控制砼泵管溫度,即可降低砼入模溫度又可以防止堵管現(xiàn)象的發(fā)生,避免形成砼冷縫,保證砼施工質(zhì)量。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及不同結(jié)構(gòu)形式合理選擇砼養(yǎng)護(hù)方式,對(duì)滑模施工的高大筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)采取在內(nèi)外平臺(tái)下均設(shè)置環(huán)形水管?chē)娏艿姆椒?保持砼表面濕潤(rùn),保證出模后砼能得到及時(shí)養(yǎng)護(hù);對(duì)于厚大體積砼,施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問(wèn)題,對(duì)大體積砼應(yīng)進(jìn)行裂縫控制計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果采取必要的降溫措施,避免水化熱高峰的集中出現(xiàn),降低峰值。澆筑成型后,根據(jù)計(jì)算采取必要的蓄水降溫措施,表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù),并預(yù)埋電阻測(cè)溫片,用電阻測(cè)溫儀隨時(shí)觀測(cè)砼內(nèi)外溫差并做好記錄,把砼內(nèi)外溫差控制在25℃以?xún)?nèi),基面溫差和基底面溫差均控制在20℃以?xún)?nèi),使砼的溫度梯度不至過(guò)大,如砼內(nèi)外溫差過(guò)大應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),采取保溫措施,以防止由于砼內(nèi)外溫差過(guò)大而引起的溫度裂縫。施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)砼試件的制作、養(yǎng)護(hù)、拆模、標(biāo)識(shí)、送樣工作。建全砼試樣臺(tái)帳。5基于試驗(yàn)驗(yàn)證的黨建試驗(yàn)結(jié)果從2009年2月至2010年12月砼施工結(jié)束,本工程共施工澆筑不同強(qiáng)度等級(jí)(C15～C40)砼約6萬(wàn)m3,均未出現(xiàn)由于配合比設(shè)計(jì)方面原因造成砼質(zhì)量問(wèn)題。針對(duì)當(dāng)?shù)卦牧咸攸c(diǎn)及環(huán)境氣候條件設(shè)計(jì)的系列砼配合比較好地滿足了工程設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)不同輸送方案工藝要