搅拌站对煤仓滑模混凝土的质量控制

苗桂坤，殷学宇，孙晓华，高康，孙庆峰，赵春雨，张洋

（1. 莱芜鲁碧商品混凝土有限公司，山东 济南 271100；2. 山东鲁碧建材有限公司，山东 济南 271100）

0 引言

商品混凝土连续性施工强，质量稳定，能满足不同工程对混凝土的不同需求，因此越来越多的工程对商品混凝土青睐有加。煤仓筒壁采用滑模施工技术，具有连续性施工、节省模板、施工周期短、质量好等优势。

滑模施工是用液压的提升装置滑升模板以浇筑竖向混凝土结构的施工方法。它是按照建筑物的平面形状，在地面（或一定的标高）将一整套液压滑模装置（模板、围圈、提升架、操作平台、支承杆及液压千斤顶等）组装好。利用液压千斤顶在支承杆上爬升，带动提升架、模板、操作平台一起上升。每浇筑一层混凝土后就进行模板滑升，直至结构浇筑结束。滑模用混凝土除满足普通泵送混凝土的性能要求外，还对混凝土的凝结时间有着严格的要求，而混凝土的凝结时间受原材料、用水量、天气、气温、缓凝剂用量等等众多因素的影响，因此对凝结时间的控制是满足滑模施工对混凝土质量控制的技术关键和技术难点[1]。

1 工程概况

焦化厂煤仓是由三冶北方建筑安装工程有限公司施工的山钢股份莱芜分公司重要的新旧动能转换项目，一期工程是由 20 个高 50m、直径 21.3m 的筒仓组成，筒仓壁厚 35cm。整个筒仓在施工中分四个阶段：（1）桩基础施工阶段，（2）1～12m 滑模施工阶段，（3）12m 平台梁漏斗施工阶段，（4）12～50m 滑模施工阶段。1～12m 煤仓壁采用单体滑模施工，单个煤仓壁需 500 方左右混凝土，需 5 昼夜，12～50m 煤仓壁采用双体滑模施工，两个煤仓壁需 1800 方左右，需 10 昼夜。

2 滑模混凝土的技术要求

根据施工图纸和施工单位的要求，采购商品混凝土进行滑模施工。滑模混凝土强度等级要求为 C40 泵送，施工坍落度要求：到达现场坍落度 (180±20)mm 凝结时间根据施工进度要求 6～8h，在 47～48m 暗梁施工时要求凝结时间10～12h。由于煤仓内外表面不做任何粉饰，所以混凝土从模板底部露出时，都要用人工立刻抹面。

3 混凝土技术方案

3.1 原材料

（1）水泥：采用山东鲁碧公司生产的 P·O42.5，相关性能见表1。

表1 水泥性能

（2）粉煤灰：采用华电电厂Ⅱ级粉煤灰，细度 21%，烧失量 3.4%，需水量比 99%。

（3）外加剂：主要减水组分，采用易和生产的聚羧酸减水剂，密度 1.04g/cm3，固含量 11.2%，减水率 27.9%。

（4）骨料：砂采用山东鲁碧自产混合砂（砂 A 和砂 B），石子采用山东鲁碧矿山生产的 5～25mm 石灰石碎石，连续粒级。

3.2 工程配合比

根据国标 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》，在试验室经过试拌，选择最符合相关性能要求的配比，见表4。

表4 混凝土配合比及强度

3.3 生产控制

（1）混凝土公司在矿山有一台 180 线，距离焦化厂有 12.5km 行车 25min 左右，此站作为滑模混凝土的主要供应站，本部站距离焦化厂 25km 行车 50min 左右，作为备用站。

（2）每个站都有至少 3 个外加剂罐，都能满足滑模混凝土生产和普通混凝土生产。

（3）由于滑模施工的特殊性，每一次施工高度为 30cm，等到下层混凝土达到预定强度时才能提模，这一层提模需要等待 1～2h，因此泵车在等待下一次泵送施工时需要等待 1～2h，为防止堵泵泵车每隔 15min 打一次正反泵。

（4）为保证滑模施工的连续性，给单体滑模配备 4 辆罐车，每次接料前，罐车必须反转罐体，确定罐体里面没有多余的涮罐水。

3.4 凝结时间的调整与控制

对于滑模混凝土来说，在某个时间段内原材料，用水量，天气不变情况下，混凝土的凝结时间 主要受气温的影响比较大，因此通过控制外加剂缓凝成分的多少来控制凝结时间长短。

由于单体滑模每天施工 100m3左右，外加剂用量在 1.2t 左右，且又是专配专用，不同时间不同温度下需要的缓凝组分又不同，如昼夜温差大和天气原因气温变化较大，需要随时调整缓凝组分的多少。这就需要配制适应不同气温下的外加剂，在实际操作中显得十分困难，不可能配制三种或者更多种外加剂在等待使用。还有一个问题就是：某种温度下外加剂还有剩余，但随着气温的变化，不会再出现此种温度，此温度下剩余带缓凝成分外加剂的使用问题。

滑模外加剂由减水组分、保坍组分和缓凝组分组成，当原材料、配合比确定后，影响混凝土凝结时间的主要是缓凝组分的多少。因此在保持减水和保坍相同的前提下，采用带缓凝成分和不带缓凝成分的两种外加剂复合使用来达到灵活控制缓凝组分多少，从而灵活控制滑模混凝土的凝结时间[2]。

山钢集团莱芜分公司位于鲁中山区，以夏天白天平均气温在 33℃，夜间平均气温 24℃为例，在滑模混凝土的施工前，试验室中做出白天平均气温在 33℃ 时混凝土凝结时间为 11h 的外加剂，缓凝 C 占 6%、缓凝 D 占 2.3%。以白天和夜间调整：白天平均气温 30℃，需用缓凝成分 7%，设需缓凝外加剂 Xkg，不缓凝外加剂 Ykg，由以下公式：

解得：X=9kg Y=1.7kg

所以在白天平均气温 30℃ 下用缓凝外加剂 9kg，不缓凝外加剂 1.7kg。

通过试验发现，砂 A 和砂 B 所占比列不同，混凝土的凝结时间也不相同：平均气温 30℃ 下砂 A 占 30%，砂 B 占 70%，凝结时间为 6 小时，当砂 A 占 40%，砂 B 占 60% 时，凝结时间为 7 小时。

在滑模混凝土实际生产施工过程中，受到各种因素的影响，需要混凝土的凝结时间也不尽相同，因此通过调整两种不同外加剂用量和混合砂中砂 A、砂 B 的百分含量来灵活调整混凝土的凝结时间。在 47m 暗梁开始施工时，由于每一道暗梁施工周期为十个小时左右，所以全部用缓凝外加剂，根据气温情况调整砂 A、砂 B 用量。

4 施工过程应注意的要点

（1）在模板提升过程中容易造成模板挂泪现象，影响仓壁的外观，因此调整混凝土的黏稠度和改善人工抹压的方法，保证仓壁美观。在试验室中通过倒置坍落度实验发现：倒置坍落度筒中混凝土排空时间为 20～30s 时，模板挂泪现象满足施工要求。

（2）在滑模混凝土施工过程要保证混凝土供应的连续性，工地施工员根据混凝土凝结时间做到提前半小时要求搅拌站发料，以保证施工的连续性，避免出现冷缝施工。

（3）在施工过程中，搅拌站试验室要保证坍落度的稳定性，避免出现坍落度过大和过小。

（4）混凝土出模后要立刻及时抹压，做好 “修面” 工作，根据抹压难易程度及时让搅拌站试验室调整凝结时间。

（5）利用供水管路必须每天做好混凝土的养护工作，做到仓壁表面始终有水分覆盖，做到专人专养，直到拆除工作平台。

5 实际施工结果

焦化厂煤仓滑模于 2019 年 7 月 9 日早 8 点结束最后一车混凝土的灌注，20 个煤仓滑模主体工程已全部施工完毕，仓壁表面颜色一致，鲜亮光洁，达到了预期要求。图1 和图2 分别为工程整体布局图和混凝土外观质量图。

图1 工程整体布局

图2 滑模提升过程混凝土外观质量图

经工程现场混凝土取样检测，混凝土 R7 强度均值为 43.7MPa，R28 强度均值为 53.7MPa，均已达到配合比计算的预期强度。

6 结束语

由于滑模混凝土技术要求不同于普通混凝土的技术要求，根据施工进度搅拌站每天为双体滑模生产 200 方左右滑模混凝土且泵车使用效率比较低，生产成本比较高，占用罐车数量比较多，一般小型混凝土企业没有实力承揽此类工程，为保证滑模混凝土施工的顺利进行，采购混凝土时，要选择无论是技术上还是生产水平上在同地区同行中占有明显的优势企业。