滑模施工工艺中混凝土的研究与应用

王胜永

（赤峰铸泰混凝土搅拌有限责任公司，赤峰 24000）

滑模施工工艺中混凝土的研究与应用

王胜永

（赤峰铸泰混凝土搅拌有限责任公司，赤峰 24000）

本文研究了适宜滑模施工工艺的混凝土配制和思路，结果表明：滑模施工与普通施工工艺混凝土最大的区别为初凝时间的控制及滑模时间点的强度控制。

滑模施工；配比设计； 渗水高度；滑模强度控制

0 前言

随着各种施工设备和施工技术的发展，机械化程度高、施工速度快、现场场地占用少、安全作业有保证、环境和经济综合效益显著的施工工艺越来越广泛应用。滑模施工就是其中一种。滑模是以液压千斤顶为滑升动力，在成组千斤顶的同步作用下，带动 1m 多高的模板滑动。每层滑动高度一般不超过 30mm，当模板内最底层的混凝土达到一定的强度后，模板套槽沿着混凝土表面提升。滑模施工工艺的应用使混凝土结构的施工经济性和安全性大大提高，施工制作效率成倍增加[1]。

1 工程概况

本工程是尿素造粒塔项目，主体结构类型为钢筋混凝土筒体结构。造粒塔主体直径为 30m，是目前国内内径最大的造粒塔。工程全高 110.8m，标高 -0.00～16.9m 壁厚为600mm，标高 16.9～85.5m 壁厚 350mm，标高 85.5～96.7m壁厚 600mm，标高 96.7～110.8m 壁厚 350mm。抗震设防烈度为 6 度，结构抗震等级为二级，建筑物安全等级为二级。在定期作防腐维护的正常使用条件下，结构设计使用年限为50 年。

工程主体结构设计采用滑模施工方案。工程主体混凝土的强度等级为 C35、抗渗等级为 P8，混凝土内掺 UEA。

2 试验的研究思路

利用正交设计和富余浆体量混凝土配合比设计方法确定和优化混凝土配比；再调整混凝土凝结时间、控制滑模时的混凝土强度以适应滑模施工工艺的要求。

3 试验原材料的性质

天然水洗中砂：呼和马场七连生产的中砂，其性能见表1。

石子：三和石子厂生产的 5～25mm 卵石，性能见表 2。

粉煤灰：本次试验所采用的粉煤灰是白城电厂的 II 级粉煤灰，其性能见表 3。

水泥：山水水泥厂生产的普通 P·O 42.5 硅酸盐水泥，其性能见表 4。

膨胀剂：北京市新俊杰建材厂生产的 UEA，其性能见表5。

外加剂：成博外加剂厂生产的萘系缓凝高效减水剂。减水率为 26%、含气量为 2.3%。

拌合水：地下水。

表 1 天然水洗中砂材料性能指标

表 2 石子材料性能指标

表 3 粉煤灰的主要物理性能

表 4 水泥的主要物理性能

表 5 膨胀剂的主要物理性能

4 试验研究

4.1 正交试验因素、水平选择

正交试验因素、水平选择见表 6。

表 6 因素水平表

4.2 配合比设计

利用浆体富余量配合比设计方法，对表 6 中的 A、B、C 三因素，1、2、3 三水平进行正交试验设计[2]，配合比见表7。

表 7 配合比表 kg/m3

4.3 试验结果及分析

4.3.1 试验结果

试块成型在温度 21℃、湿度 65% 的环境下进行。抗压试块成型尺寸 100mm×100mm×100mm；抗渗试块采用标准的175mm×185mm×150mm 的试模。成型后一天拆模，抗压试块和抗渗试块拆模后放在温度为 (20±2)℃、湿度为 95% 以上的标准养护室中养护。试验结果见表 8。

表 8 试验结果

4.3.2 强度极差分析

（1）28d 强度极差分析

从表 9 中可以看出，极差的大小顺序为 A＞B＞C，即因素对试验结果影响的大小顺序为 A＞B＞C，因而，对混凝土强度影响最大的因素是水灰比，其次是粉煤灰取代率，对强度影响最小的是 UEA 取代率。从表 9 分析还可得出，A 因素中 A1 的考核指标值最大，B 因素中 B2 的考核指标值最大，C 因素中 C2 的考核指标值最大，因为强度指标越大越好，因此，最优因素水平组合是：A1B2C2。

（2）渗水高度极差分析

从表 10 中可以看出，极差的大小顺序为 C＞B＞A，即因素对试验结果影响的大小顺序为 C＞B＞A，因而，对混凝土强度影响最大的因素是 UEA 取代率，其次是粉煤灰取代率，对强度影响最小的是水灰比。从表 10 分析还可得出，A因素中 A1 的考核指标值最小，B 因素中 B2 的考核指标值最小，C 因素中 C2 的考核指标值最小，因为渗水高度指标越小越好，因此，最优因素水平组合是：A1B2C2。

表 9 28d 强度的极差分析

表 10 渗水高度的极差分析

通过表 9 和表 10 分析，得到的最优因素水平组合相同，对试验结果相互印证。

4.3.3 配比确定

由以上分析确定 C35P8 混凝土的最佳配比见表 11。4.3.4 调整外加剂

表 11 C35P8 混凝土最佳配比

本工程采用 1.2m 高的滑模模板，每层浇筑高度为30cm，整个模板浇筑完毕需要 4 次，根据混凝土浇筑速度和钢筋绑扎速度，每层需要 2h 完成，混凝土从浇筑计时到滑出模板的时间为 8～10 个小时，因此，需要控制混凝土滑出模板时的强度值在 0.2～0.4MPa[3]。按照施工进度每天的滑模高度在 3m 左右，3m 左右的筒体自重加上施工平台、各种外加荷载，重量也非常大，要求混凝土 24h 的强度也应达到5MPa。根据要求调整外加剂配方，达到以上要求并制作 24h强度增长曲线图，见图 1。

图 1 24h 滑模强度增长曲线

4.3.4 结果分析

图 2 水灰比相同时 UEA 比例对强度的影响

图 3 粉煤灰掺量相同时 UEA 比例对渗水高度的影响

由图 2 知：水灰比小于 0.4 时，UEA 存在最佳掺量为8%，当水泥比大于 0.4 时规律发生改变。由此，得出结论，不同水灰比区间存在最佳 UEA 掺量。UEA 掺量相同时，基本上是水灰比越小强度越高。

由图 3 知：UEA 掺量在 8% 时，渗水高度最低。UEA 存在最佳掺量，不是越多越好。粉煤灰掺量在 20% 时，渗水高度最低。粉煤灰掺量存在最佳比例，不是越少越好。

5 结论

（1）滑模施工存在最佳的混凝土滑模强度，此时滑出混凝土表面状态最好。

（2）不同水灰比区间存在最佳 UEA 掺量。

（3）UEA 掺量相同时，基本上是水灰比越小强度越高。

（4）UEA 和粉煤灰存在最佳掺量，在最佳掺量时，渗水高度最低。

[1] 张夫．筒仓滑模技术的研究应用[J]．西安建筑科技大学，2011(7)：1-61．

[2] 石程华．滑模混凝土配合比优化设计[J]．合肥工业大学学报，2002：616-618．

[3]刘任兴．钢筋混凝土尿素造粒塔无井架液压滑模通用施工方案[J]．中国化学第十三建设公司企业标准，1997,7,15.

［通讯地址］赤峰铸泰混凝土搅拌有限责任公司（024000）

海螺总投资 45 亿元的新型干法水泥项目落户忠县

近日，安徽海螺集团与市经委、忠县政府正式签订4×5000 t/d 新型干法水泥项目合作协议。据协议，安徽海螺集团将在忠县投资建设 4 条日产 5000 吨新型干法水泥熟料生产线、年产 220 万吨水泥粉磨站、18MW 纯低温余热发电站，实现资源循环利用。该项目总投资 45 亿元，建成后可实现年产值 25 亿元，利税 4 亿元，可提供就业岗位 2000 个。

来源：中国建材信息总网

王胜永（1980—），高级工程师，赤峰铸泰混凝土搅拌有限责任公司总工程师。长期以来一直从事商品混凝土的技术研究、技术管理工作。