mesdbo水泥生產(chǎn)線砼配合比設計

mesdbo水泥生產(chǎn)線砼配合比設計

1土建工程管理及土地輸送設計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)項目，距離首都亞德斯波巴約800公里。建設單位為埃塞俄比亞Messebo水泥廠,設計及總承包單位為合肥水泥研究設計院,監(jiān)理單位為印度Holtec咨詢公司。馬鋼建設公司負責土建工程施工。工程結構形式主要為:設備基礎、筒倉、多層框架及磚混結構等。主要工程項目有:水泥庫、生料庫、熟料庫、水泥磨等三十六個單位工程。工程總投資人民幣約8億元,土建造價人民幣約0.9億元。工程砼總量約6萬m3,大體積砼居多,其中12個單體工程基礎及結構一次澆筑砼量達300～1000m3以上;有4個圓筒狀水泥庫體砼結構直徑21～31m,高54～74m,庫壁砼采用24小時連續(xù)滑模法施工。由于基礎及結構截面大,水泥用量多,水泥水化熱形成的溫度應力易致砼產(chǎn)生裂縫?，F(xiàn)場施工點多面廣,部分項目間距約3.5km。砼輸送方案設有:地泵、汽車泵、灌車、塔吊、井架垂直運輸。做好現(xiàn)場不同輸送方案條件下的砼配合比設計試驗工作,是保證混凝土工程質量的關鍵環(huán)節(jié)。由于本工程是我單位承建的第一個海外項目,公司想通過本項目打開今后國際市場的大門,因此,如能準確及時地做好現(xiàn)場大量砼配合比設計工作,實現(xiàn)混凝土工程質量創(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東北部城市默克萊(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,日照時間長且光線強烈,晝夜溫差較大在15℃～20℃,常年季風較大,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級水泥,水泥富余系數(shù)低(該廠水泥按歐美標準生產(chǎn),主要把經(jīng)濟節(jié)約放在首位,質量合格即可,不考慮富余系數(shù));當?shù)厣白訛?黑粗砂中挾雜大量卵石,談不上級配,特細黃砂,含泥量高;石子針片狀顆粒含量嚴重超標,顆粒級配不良;當?shù)匾酂o粉煤灰材料;儲因素會降低砼強度,導致砼水泥用量較高,大體積砼施工水化熱大,極易產(chǎn)生溫度裂縫。3對水泥等新材料的配合比試驗砼配合比設計時,即要嚴格執(zhí)行標準,又要考慮因地制宜。在充分了解掌握埃塞當?shù)卦牧蠈嶋H情況下,努力做到設計結果滿足設計施工要求。該工程砼用OPC42.5水泥由MESSEBO水泥廠供應,該廠水泥按歐美標準生產(chǎn),試驗結果表明:初凝時間較短,不利于大體積砼分層澆筑對初凝時間的控制要求。早期強度雖增長較快,但28天強度僅達合格標準,富余系數(shù)低,試驗結果一般只有1.01左右。不利于降低水泥用量,埃塞國家亦無粉煤灰材料,導致每m3泵送砼水泥用量較高。經(jīng)在當?shù)乜疾?加工碎石材料的原材為青頁巖片石,因加工機械方法簡單落后,導致石子針片狀顆粒含量較高,一般在24～26%范圍,嚴重超標,直接影響砼強度,石子粒徑波動較大,顆粒級配不良;細骨料砂子有二種:一種是細黃砂,試驗結果細度模數(shù)1.50,屬特細砂品種,含泥量為5.2%,另一種是山腳下河流里挖出的黑粗砂(當?shù)胤Q:黑砂),含泥量達8.5%以上,且砂中含有15%～20%大小不等的卵石,級配很差,實際上是半成品砂,二種砂子均不能單獨配制砼,這為按標準要求進行砼配合比設計試配工作提出了一道難題。根據(jù)原材料實際情況和該工程砼施工輸送方案要求,在進行系列砼配合比設計試配過程中,先按國內(nèi)規(guī)程要求進行初步理論設計,同時結合當?shù)夭牧咸攸c計算調整設計參數(shù),在大體積砼分層澆筑及四個平均高度約60m水泥庫體結構砼24h滑模施工時摻入緩凝型外加劑,適當延長砼初凝時間,以滿足工藝技術要求,經(jīng)現(xiàn)場試驗確定外加劑的最佳摻量為水泥用量的0.50%;設計砼水灰比時水泥富余系數(shù)γc按實際檢驗值1.01計算。針對黑砂、特細黃砂、石子原材料不合格的實際情況,要求進場的黑砂宜提前三天用洗砂機水洗試驗合格后方可使用,再將水洗后的黑砂和細黃砂按若干個不同比例混合試驗,經(jīng)多次反復試驗分析,找出二種砂子最佳混合摻量為75%黑粗砂摻25%特細黃砂,按此比例混合后試驗的砂子細度模數(shù)達2.3,級配基本符合中砂標準要求。埃塞當?shù)厮Y源緊缺,砼用水采用深井取水,井水比重試驗結果為0.97(t/m3),設計用水量時應考慮水比重差值系數(shù)(1/0.97)。當?shù)貧夂蚋稍镅谉?水分散失快,設計配合比時每m3砼另增加水5kg。從當?shù)夭牧蠈嶋H情況分析,設計砼配合比時材料用量按“重量法”設計計算。經(jīng)對砼配合比多次設計計算試驗分析比較,最終設計試驗出適合當?shù)豋PC水泥、粗砂、特細黃砂、頁巖石子、井水等原材料特點及干燥炎熱的環(huán)境條件,又能滿足設計標準和現(xiàn)場不同施工(輸送)方案工藝要求的C40、C35、C30、C25、C20、C15三類19種不同塌落度系列砼設計配合比。針對埃塞當?shù)卦牧咸攸c及氣候環(huán)境條件所設計的系列砼配合比試驗結果(砼相關性能參數(shù))獲得了業(yè)主方印度HOLTEC監(jiān)理公司及總包方(合肥水泥設計院)技術部門的現(xiàn)場監(jiān)督驗收審批認可,并順利的在工程上推廣使用,從滿足現(xiàn)場不同施工(輸送)工藝要求及保證砼結構內(nèi)在質量等方面看效果良好,經(jīng)監(jiān)理人員在現(xiàn)場旁站見證下對工程結構不同等級砼取樣檢驗2286組次(6858塊),砼強度試驗結果均滿足設計要求,從而在砼配合比設計方面確保了本工程順利施工和砼結構質量。砼配合比設計時,應緊密結合當?shù)貙嶋H準確做好原材料試驗分析工作,使設計結果既要充分滿足設計圖紙及施工方案工藝要求,又能兼顧經(jīng)濟節(jié)約的原則,努力降低工程成本。原水泥廠OPC42.5品種水泥按歐美標準生產(chǎn),強度以2天、28天試驗結果予以控制,富余系數(shù)較低,為準確設計砼配合比,確保砼質量,對每批進場的OPC42.5水泥質量,均嚴格按國內(nèi)標準要求進行檢測分析。當?shù)睾谏?、特細黃砂含泥量高,級配很差;石子針片狀顆粒含量高達25%左右,而C30等級以上砼標準要求應≤15%,屬嚴重超標,直接影響砼強度。基礎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(中砂顆粒級配良好,表面積適宜),配制砼和易性、流動性好,能較好地滿足泵送砼工藝要求。當?shù)噩F(xiàn)場實際情況是:黑砂砂粒較粗,粒徑大于5mm顆粒累計篩余為18%,標準要求應≤10%,且黑砂中含有大量卵石,級配很差,水洗前含泥量達8.5%,嚴重超標,細黃砂細度模數(shù)為1.50,屬特細砂品種,含泥量4.3%,二種砂子均不能單獨直接配制砼。否則設計配合比將無法保證砼質量。要求黑粗砂使用前在現(xiàn)場用洗砂機水洗,經(jīng)洗砂機水洗后黑砂里仍含有8%左右卵石(實際上不能完全洗去小卵石),含泥量為3.6%,經(jīng)多次設計試驗分析,將黑粗砂和特細黃砂按幾個不同比例(60%黑砂摻40%細黃砂、70%黑砂摻30%細黃砂、75%黑砂摻25%細黃砂、80%黑砂摻20%細黃砂)混合配制試驗并對砼配合比經(jīng)多次設計調整試驗分析比較,最終采取以黑砂用量為主,在黑砂中按25%比例摻入特細黃砂的方法確定為砼使用的混合細骨料,從而改進了黑砂原有級配嚴重不良的狀況,按此比例試驗混合后的砂粒細度模數(shù)為2.3,級配基本達到中砂標準要求。含泥量為3.9%,砼攪拌時將黑砂、細黃砂按設計的75%摻25%混合比例二次計量投放砂料?？紤]頁巖石子針片狀顆粒含量嚴重超標,會降低砼強度,經(jīng)試驗技術分析,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)場洗砂機水洗后試驗黑砂里仍含有8%左右小卵石)8%比例相應減少,從而也最大限度的降低了原石子中針片狀顆粒含量;砼攪拌時各項材料用量嚴格按試驗設計配合比采用電腦控制計量;同時根椐陰雨天氣砂石含水率隨時調整配合比。通過采取上述砼配合比設計方法和試驗技術措施,較好地滿足了工程現(xiàn)場不同施工工藝方案對不同品種砼技術參數(shù)的要求。細骨料設計采用75%黑粗砂摻入25%特細黃砂混合配制后,每m3砼配合比水泥用量比較原設計平均減少了15kg(原設計擬采用由總包方送亞的斯試驗的細骨料按60%黑砂摻入40%細黃砂配制的配合比),按本工程砼總量約6萬m3計算,節(jié)約水泥用量900t(6萬m3×15),折合節(jié)省人民幣約27萬元(按國內(nèi)水泥價格300元/t計算);如按埃塞當?shù)厮鄰S供價(150美元/t)1020元/t計算將節(jié)約人民幣約91.8萬元),降低了工程成本;同時也減少了大體積砼水化熱的危害,保證了砼內(nèi)在結構質量,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。在大體積砼及水泥庫筒體結構砼滑模24h連續(xù)施工中,砼配合比設計摻入YJ-2緩凝型減水劑,通過現(xiàn)場試驗確定外加劑的最佳摻量為水泥用量的0.5%,既增加砼流動性有利于砼泵送,滿足大體積砼分層分段施工及筒體結構滑模24h連續(xù)作業(yè)對砼初凝時間的控制要求,又可減少砼水泥用量,降低砼水化熱,保證了砼施工質量。4加強清洗控制,降低水化熱攪拌站嚴格按設計配合比及規(guī)范要求對砼進行預控攪拌,準確計量,粗骨料計量誤差應<2%,細骨料計量誤差應<1%,細骨料混合砂中特細黃砂比例不得超摻,嚴格按試驗確定的75%黑粗砂摻入25%特細黃砂的比例二次計量投放,黑砂里含有8%左右卵石代替相應碎石攪拌站應做好調整計量,雨季及時調整配合比,做好攪拌計量原始記錄。由于當?shù)仃柟鈴娏覛鉁馗?現(xiàn)場(大體積砼)攪拌砼前,先對骨料灑水降溫,或對骨料進行覆蓋或設置遮陽裝置避免日光直曬,以降低砼原材料的溫度。由于埃塞俄比亞當?shù)仃柟鈴娏覛鉁馗?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大的問題,如砼采用拖泵輸送且距離較長又在烈日下進行,對泵管采取麻袋澆水覆蓋或木盒子覆蓋,避免泵管受陽光直射,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,保證砼施工質量。針對現(xiàn)場實際情況及不同結構形式合理選擇砼養(yǎng)護方式,對滑模施工的高大筒倉結構采取在內(nèi)外平臺下均設置環(huán)形水管噴淋的方法,保持砼表面濕潤,保證出模后砼能得到及時養(yǎng)護;對于厚大體積砼,施工時應充分考慮水泥水化熱問題,對大體積砼應進行裂縫控制計算,根據(jù)計算結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)計算采取必要的蓄水降溫措施,表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養(yǎng)護,并預埋電阻測溫片,用電阻測溫儀隨時觀測砼內(nèi)外溫差并做好記錄,把砼內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi),基面溫差和基底面溫差均控制在20℃以內(nèi),使砼的溫度梯度不至過大,如砼內(nèi)外溫差過大應及時加強養(yǎng)護,采取保溫措施,以防止由于砼內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。施工現(xiàn)場設專人負責砼試件的制作、養(yǎng)護、拆模、標識、送樣工作。建全砼試樣臺帳。5基于試驗驗證的黨建試驗結果從2009年2月至2010年12月砼施工結束,本工程共施工澆筑不同強度等級(C15～C40)砼約6萬m3,均未出現(xiàn)由于配合比設計方面原因造成砼質量問題。針對當?shù)卦牧咸攸c及環(huán)境氣候條件設計的系列砼配合比較好地滿足了工程設計和現(xiàn)場不同輸送方案工藝要