外摻MgO在陜西藺河口水電站混凝土攪拌站中的應(yīng)用

王蓮花

(鄭州水工機(jī)械有限公司, 河南 鄭州 450042)

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外摻MgO在陜西藺河口水電站混凝土攪拌站中的應(yīng)用

王蓮花

(鄭州水工機(jī)械有限公司, 河南 鄭州 450042)

MgO混凝土的延遲微膨脹特性可以補(bǔ)償混凝土的收縮變形，提高混凝土自身的抗裂能力，但是MgO摻量過多或過少均很難實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有效益。本文從混凝土攪拌站角度論述外摻MgO的添加方法、配料精度控制、攪拌勻質(zhì)性等，總結(jié)陜西藺河口水電站的攪拌站的成功經(jīng)驗(yàn)。

外摻MgO； 混凝土攪拌站； 配料裝置； 配料精度； 混凝土勻質(zhì)性

1 應(yīng)用背景

普通混凝土在硬化過程中均會(huì)發(fā)生體積收縮，當(dāng)混凝土的收縮值大于極限變形值，收縮變形引起的拉應(yīng)力大于混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土將產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致混凝土的整體性、耐久性下降。對(duì)于大體積混凝土特別是碾壓混凝土，收縮易引起裂縫，危害性更大。試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐證明在碾壓混凝土中摻入適量的MgO，利用MgO混凝土的延遲微膨脹特性，可以補(bǔ)償混凝土的收縮變形，提高混凝土自身的抗裂能力，從而達(dá)到簡(jiǎn)化大體積混凝土溫控措施、加快施工進(jìn)度和節(jié)省工程投資的目的[1]。

在混凝土中添加MgO有兩種方法，一種是采用水泥廠共磨方式摻加MgO，也就是在混凝土配比中采用MgO水泥，另一種是在混凝土摻合料中單獨(dú)增加MgO膨脹劑。

水泥中MgO含量過高將會(huì)導(dǎo)致混凝土不均勻變形產(chǎn)生裂縫而破壞，所以各國標(biāo)準(zhǔn)均限制水泥中MgO含量，我國規(guī)定不超過5%[2]。《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》中要求大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及塌落度要求的前提下，應(yīng)提高摻合料及骨料的含量，以降低每立方米混凝土中的水泥用量[3], 降低成本，大體積混凝土特別是碾壓混凝土材料中水泥用量少，摻合料多，水泥中MgO的添加量非常有限，摻量過少也達(dá)不到其應(yīng)有的效果。因此在混凝土配合比中單獨(dú)增加MgO膨脹劑，不受水泥成分的國標(biāo)限制，成為一種行之有效的方法。

MgO膨脹劑添加量有限，每方混凝土添加5～11kg，怎樣在混凝土生產(chǎn)過程中有效控制其配料精度和攪拌均勻?qū)炷翑嚢柙O(shè)備提出了更高的要求。

陜西藺河口水電站為碾壓混凝土雙曲拱壩，位于陜西省嵐皋縣境內(nèi)，電站總裝機(jī)72MW,大壩碾壓混凝土總量約22.46萬m3，占?jí)误w混凝土總量的74%，2001年12月開始施工，2003年6月完成全部碾壓混凝土澆筑。在藺河口水電工程中，碾壓混凝土基本由兩套HZ90—1Q4000型混凝土攪拌站生產(chǎn)，該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

本文結(jié)合藺河口水利工程，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合MgO的物理化學(xué)特性，對(duì)常規(guī)攪拌站進(jìn)行改進(jìn)，使之達(dá)到規(guī)范要求的配料精度和勻質(zhì)性。

2 外摻MgO攪拌站方案

HZ90—1Q4000型混凝土攪拌站設(shè)備。一般配置有MgO配料裝置。

攪拌站型號(hào)說明見圖1：

圖1 攪拌站型號(hào)說明

攪拌站方案中配料裝置和攪拌裝置為主要部件，這兩個(gè)部件對(duì)于MgO的添加效果起重要作用，因此對(duì)攪拌機(jī)的選用及MgO配料裝置要求很高，下面針對(duì)這兩個(gè)部件進(jìn)行詳細(xì)說明。

2.1 MgO配料裝置

在常規(guī)混凝土攪拌站的配料層平臺(tái)上配置一套MgO配料裝置，包括MgO儲(chǔ)料倉、過渡倉(帶攪拌器)、螺旋機(jī)、稱斗、傳感器懸掛裝置等部件。

工作流程：螺旋機(jī)帶動(dòng)過渡倉的攪拌器一起動(dòng)作，向秤斗輸送物料進(jìn)行稱量，稱量方式由三吊點(diǎn)拉力式傳感器發(fā)出電信號(hào)，由微機(jī)控制稱量，秤斗下部設(shè)有氣動(dòng)蝶閥，由微機(jī)根據(jù)攪拌機(jī)運(yùn)行情況，控制閥門開門動(dòng)作卸入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。

MgO配料裝置總圖見圖2。

圖2 MgO配料裝置

因?yàn)镸gO添加計(jì)量少，每方混凝土添加5～11kg[4]，按攪拌機(jī)每罐打3m3計(jì)算，每秤需要15～33kg，根據(jù)規(guī)范要求選用50kg的秤，稱量精度要求±1%。

在攪拌樓的配料層平臺(tái)上配置一個(gè)2m3的MgO儲(chǔ)料倉，MgO比重為3580kg/m3，盛料約7000kg，滿足1.5h生產(chǎn)用量(50kg/m3×90m3/h×1.5 h=6750kg)達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求[5]。

為滿足稱量精度，在MgO儲(chǔ)料倉出口與配料螺旋機(jī)之間設(shè)一中轉(zhuǎn)過渡倉，倉里帶攪拌器，攪拌器的驅(qū)動(dòng)通過鏈條傳動(dòng),由螺旋機(jī)帶動(dòng)，螺旋機(jī)配料時(shí)攪拌器也開始工作，不但防止結(jié)拱還能保證螺旋機(jī)進(jìn)、出料均勻，選用φ194螺旋機(jī)，輸送量為10000kg/h，約15s完成稱量，與其他配料秤的配料時(shí)間相當(dāng)，不影響生產(chǎn)率，同時(shí)滿足±1%粉料稱量精度要求。

2.2 攪拌裝置

陜西藺河口水電站為碾壓混凝土雙曲拱壩，考慮碾壓混凝土的干硬性，碾壓混凝土對(duì)攪拌機(jī)的攪拌主軸、攪拌臂、襯板耐磨性和主機(jī)的功率都提出了更高的要求。該方案選用大型4m3強(qiáng)制式攪拌主機(jī)，采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)總功率為(2×75)kW,實(shí)際生產(chǎn)時(shí)每罐打3m3，配料裝置(包括MgO秤)均按照3m3用料配置。

城建用普通混凝土一般純攪拌時(shí)間在30～50s之間，碾壓混凝土攪拌時(shí)間延長20s，添加MgO再延長20s，添加MgO的純攪拌時(shí)間為90s，攪拌機(jī)進(jìn)料15s，攪拌機(jī)卸料15s，生產(chǎn)周期為120s，攪拌站的生產(chǎn)能力為3600/120×3=90m3/h。滿足工程實(shí)際需要。詳見圖3。

圖3 HZ90—1Q4000型混凝土攪拌站生產(chǎn)周期

攪拌機(jī)進(jìn)料順序采用先下骨料和水，使骨料表面濕潤后再下灰料，不僅對(duì)防塵有好處，且有利于骨料裹漿，縮短攪拌時(shí)間，減少磨損、能耗和機(jī)械熱，合理的進(jìn)料順序更適合于攪拌水灰比小的RCC碾壓混凝土。

3 外摻MgO注意事項(xiàng)

HZ90—1Q4000型混凝土攪拌站采用外摻方法添加MgO，在常規(guī)混凝土攪拌站上增加一套MgO配料裝置，在藺河口水利工程運(yùn)行一年半時(shí)間，性能穩(wěn)定，用戶反映良好,完成了藺河口水利工程外摻MgO碾壓混凝土的生產(chǎn)任務(wù)。該方案可供其他類似工程和同行參考。

相比采用水泥廠共磨方式摻加MgO，混凝土攪拌時(shí)間不需延長，但廠摻帶來的問題是水泥出廠強(qiáng)度與現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)不符[4]，并且國標(biāo)要求水泥中MgO含量不能超過5%，另外，對(duì)于大體積特別是碾壓混凝土來說，水泥用量少，摻合料多，有限的MgO添加劑量，很難達(dá)到其應(yīng)有的膨脹作用，而外摻MgO沒有這些限制， 需要注意的是外摻MgO首先要保證稱量精度，其次要保證混凝土均勻性，比普通碾壓混凝土適當(dāng)延長攪拌時(shí)間約20s，確?；炷临|(zhì)量達(dá)到規(guī)范要求，否則將起有害作用。

[1] 陳昌禮，陳學(xué)茂.氧化鎂膨脹劑及其在大體積混凝土中的應(yīng)用[J].新型建筑材料，2007(4)：60.

[2] 李鵬輝，劉光廷，等.外摻氧化鎂碾壓混凝土實(shí)驗(yàn)研究[M].水利水電技術(shù),2004(4)：82.

[3] JGJ 55—2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[4] 鄭國旗，趙其興.外摻氧化鎂碾壓混凝土技術(shù)在黃花寨水電站的應(yīng)用[M].中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào),2012，10(3)：210-213.

[5] DL/T 945—2005周期式混凝土攪拌樓[S].

Application of additive MgO in concrete mixing station of Shaanxi Linhekou Hydropower Station

WANG Lianhua

(ZhengzhouHydraulicMachineryCo.,Ltd.,Zhengzhou450042,China)

MgO concrete delay micro-expansion characteristics can be applied for compensating concrete shrinkage deformation, thereby improving own crack resistance of concrete. However, its benefits cannot be realized easily due to too much or too little MgO additive dosage. In the paper, additive MgO addition method, ingredient accuracy control, mixing uniformity, etc. are discussed from the perspective of concrete mixing station. Successful experience of mixing station in Shaanxi Linhekou Hydropower Station is summarized.

additive MgO; concrete mixing station; dosing device; batching accuracy; concrete uniformity

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.11.006

TV431

B

1005-4774(2016)11- 0026- 03