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      大型空分設(shè)備冷箱基礎(chǔ)用珠光砂混凝土配合比試驗(yàn)研究

      2020-06-13 11:20:22郭高峰
      河南建材 2020年2期
      關(guān)鍵詞:珠光冷箱空分

      郭高峰 楊 燕 周 州 鄭 奇

      1 河南省建筑科學(xué)研究院有限公司(450053) 2 中鐵四局集團(tuán)第一工程有限公司(230000)

      0 前言

      大型空分設(shè)備是醫(yī)藥、金屬冶金、石油化工、煤化工等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,由于冷箱的水平度要求極高,設(shè)備在運(yùn)行中隨時(shí)可能出現(xiàn)深冷液體(液態(tài)氣體,低于-200 ℃)泄露的現(xiàn)象。 普通混凝土在這種環(huán)境下容易出現(xiàn)凍裂失效, 進(jìn)而導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)傾斜,甚至引發(fā)二次事故。鑒于此,空分設(shè)備冷箱基礎(chǔ)頂面須設(shè)置一層隔冷性能較好的保護(hù)層,即珠光砂混凝土隔冷層[1]。作為隔冷層的珠光砂混凝土,其自身的強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)能否滿足環(huán)境和設(shè)計(jì)要求,是冷箱基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵。 如同其他輕集料混凝土,珠光砂混凝土的強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)是兩個(gè)相互制約的指標(biāo),如何配置較合理的、滿足較高設(shè)計(jì)要求的珠光砂混凝土成為整個(gè)空分設(shè)備冷箱基礎(chǔ)施工的技術(shù)關(guān)鍵[2]。文章結(jié)合工作實(shí)例,對(duì)珠光砂混凝土配合比進(jìn)行了試驗(yàn)研究,對(duì)空分設(shè)備基礎(chǔ)隔冷層的施工提供了一些技術(shù)指導(dǎo)。

      1 試驗(yàn)原材料

      水泥: 河南省新鄉(xiāng)市某水泥廠,P·O 42.5 等級(jí)水泥;珠光砂:河北省某保溫材料有限公司,容重110~120 kg/m3;砂:河南省魯山市機(jī)制砂(中砂);外加劑:河南省新鄉(xiāng)市某外加劑有限公司;拌和用水:潔凈的自來(lái)水。

      2 試驗(yàn)步驟與方法

      珠光砂混凝土采用20 L 砂漿攪拌機(jī)拌和,中間不停歇一次攪拌均勻。 成型試樣時(shí),采用抹子和平鏟輕輕拍實(shí)搓平,然后表面覆蓋帶模放入20 ℃±5 ℃養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù),24 h 后拆模。

      試樣制作: 抗壓強(qiáng)度試樣 (100 mm×100 mm×100 mm)和 28 d 導(dǎo)熱系數(shù)試樣(300 mm×300 mm×30 mm)在脫模后,放入 20 ℃±2 ℃、相對(duì)濕度 95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)到相應(yīng)齡期;

      抗壓強(qiáng)度試驗(yàn):采用GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》;

      導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn):采用GB/T 10294—2008《絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定防護(hù)熱板法》。

      3 試驗(yàn)結(jié)果分析

      工作案例中,設(shè)計(jì)要求珠光砂混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于C10,導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.232 5 W/m·K。 由于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)較高,且導(dǎo)熱系數(shù)較低,因此進(jìn)行了大量的試配試驗(yàn),最終選擇如下配合比進(jìn)行分析,見(jiàn)表1。

      表1 珠光砂混凝土配合比

      配比1 和配比2 的強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

      表2 不同配比的珠光砂混凝土試驗(yàn)結(jié)果

      由表2 可以看到,配比1、配比2 和配合比3 對(duì)應(yīng)試樣的抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)均已滿足前述設(shè)計(jì)要求。 隨著配比中珠光砂摻量的增加,混凝土導(dǎo)熱系數(shù)明顯減小,這對(duì)珠光砂混凝土的隔冷是有利的。但其28 d 抗壓強(qiáng)度也隨之減小, 這對(duì)基礎(chǔ)承載而言又是不利的。

      由表1 和表2 數(shù)據(jù)可以看到,配比1、配比2 和配合比3 的水灰比基本相同且骨料總量基本接近,但二者在7 d 和28 d 抗壓強(qiáng)度方面卻表現(xiàn)出了明顯的差異,可見(jiàn)珠光砂混凝土的強(qiáng)度除了受常規(guī)水灰比因素的影響外,輕集料珠光砂的摻量對(duì)強(qiáng)度影響也是非常明顯的。 除上述外,表2 試驗(yàn)結(jié)果中隨著珠光砂摻量的增加,珠光砂混凝土后期強(qiáng)度增加幅度明顯減小,這是由于珠光砂自身強(qiáng)度較水泥砂漿強(qiáng)度低,珠光砂摻量的增加,增加了混凝土整體的薄弱點(diǎn),使得后期砂漿強(qiáng)度的增加對(duì)整體混凝土強(qiáng)度的提升作用減小。

      4 結(jié)語(yǔ)

      通過(guò)研究不同配比的珠光砂混凝土性能,發(fā)現(xiàn)在骨料總量基本相同、 水灰比基本一樣的條件下,珠光砂的摻量對(duì)混凝土的強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)影響非常明顯,且隨著珠光砂摻量的增加,珠光砂混凝土后期強(qiáng)度增加幅度明顯減小。

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