塔带机入仓溷凝土骨料分离的预防与处理.docVIP

塔带机入仓混凝土骨料分离的预防与处理李广全 阮征（长江委三峡工程建设监理部）摘要：三峡二期厂坝混凝土采用塔带机入仓浇筑，具有入仓强度高，覆盖面积大，连续均匀布料等优点；但混凝土通过100400 m的供料线和塔带机运至仓面，混凝土骨料分离现象难于避免； 如何预防与处理混凝土骨料分离是保证大坝混凝土浇筑质量的关键。三峡二期厂坝工程混凝土浇筑施工实践，对塔带机的下料高度、布料方法、混凝土级配的相应改进、浇筑工艺的优化等方面积累了很多成功的经验，较好地解决了塔带机入仓浇筑大坝混凝土的骨料分离问题。关键词：塔带机；混凝土浇筑；骨料分离；预防；处理方法； 三峡工程三峡工程使用的塔带机是美国罗泰克公司（ROTEC）生产的大坝混凝土入仓浇筑专用设备，由皮带运输机和塔带机组合而成。塔带机入仓浇筑大坝混凝土，具有入仓强度高，覆盖面大、连续均匀布料等优点，但由于供料线输送混凝土距离较长，部分仓面钢筋密集且浇筑的是四级配混凝土，布料过程中混凝土易产生骨料分离。尽管对塔带机及供料线采取了一系列措施，如加刮刀、转料斗及下料皮筒等，但下料过程中的骨料分离现象仍然存在，因此实际过程中，结合仓面实际情况，通过浇筑工艺改进，有效地预防或减轻了骨料分离。1 塔带机入仓混凝土产生骨料分离的主要因素(1) 塔带机供料皮带存在旋转死角 塔带机供料皮带由转料皮带和内外布料皮带用铰链连接，通过塔带机的旋转和吊钩，前后左右旋转移动布料。有部份浇筑仓位靠塔带机塔身太近，下料口不能移动到位，而形成浇筑盲区，盲区部位只能靠平仓铲转料，转料过程中易造成混凝土骨料分离，且转料层厚不均，易使混凝土在振捣中漏振和欠振。(2)塔带机操作与仓面下料的协调配合问题塔带机下料入仓较快，在生产过程中往往是塔带机运行操作滞后于仓面停止下料或移动下料的指令，使仓内局部混凝土坯层超厚或零乱，造成骨料分离。(3)骨料问题 塔带机入仓浇筑大坝混凝土，对粗骨料粒径的选择比较敏感，特别是骨料粒径为80150 mm的四级配混凝土，骨料分离是难免的。塔带机浇筑混凝土，对砂的细度模数要求也较高，当砂的细度模数过大时，混凝土和易性较差，入仓后混凝土骨料分离且振捣困难。(4)布料问题 供料皮带摆动较大，特别在移动换坯层下料时，不易定位，使混凝土层厚不均骨料分离较集中。(5)钢筋密集区下料问题 泄洪坝段底孔、深孔、表孔周边，布置的结构钢筋密集且重要部位钢筋网达35层，塔带机下料快，冲击力大，骨料撞击钢筋而产生的骨料分离严重，且人工难于下到钢筋网下进行处理，振捣也较困难。2预防与处理方法2.1混凝土骨料的控制施工中有部分超径石出现，粒径达180mm。过多的超径石易使混凝土在运输过程中产生骨料分离；同时，工程实践表明，混凝土浇筑无论采用何种方法，骨料分离都是难免的，特别是浇筑四级配混凝土骨料分离更为严重。通过实践探索我们认为，塔带机入仓浇筑混凝土，可按不同的部位采取相应级配的混凝土，如在混凝土标号不变的前提下，将第一坯层四级配调整为三级配富浆混凝土，能有效地防止或减轻骨料分离；钢筋密集区四级配改为三级配；水平钢筋网区，第一层富浆混凝土优化为二级配混凝土，以减轻骨料分离，确保混凝土层间结合良好；止水片及止浆片周边，将四级配改为三级配，确保该部位振捣质量。降低混凝土级配是以增加混凝土成本为代价的，水泥用量相对偏多，会增加混凝土温控难度，因此，一般只用于第一坯层、钢筋密集区、止水、止浆片及重要埋件周边等；其它部位则严格按设计级配控制骨料的超径石，可减轻骨料分离。尤其四级配混凝土适当降低特大石的比例对混凝土浇筑质量十分有利。实际施工中，根据试验，将四配级中特大石比例由常规的30%调整到20%25%后,基本能满足施工要求。为了解决人工砂含水率偏高和不稳定的情况，对下岸溪系统部份设施进行改造，完成了成品砂仓底板排水设施及砂仓雨棚的防雨设施，并在洗砂机下部安装脱水筛来降低砂的含水率；通过这些改进，砂的含水率基本控制在6%以内，同时，砂的细度模数按设计要求（2.60.2）从严控制，这样，即可保证混凝土坍落度的稳定性和和易性，避免骨料分离。2.2混凝土施工过程中合理调整坍落度随着大功率振捣器的普遍采用及坝体温控要求，大坝混凝土一般选择低坍落度，以有效减少混凝土的单位用水量，降低水化热。但低坍落度混凝土胶凝材料用量少，混凝土较干，使用塔带机入仓时易产生骨料分离。混凝土是由粒径及比重差别很大的骨料所组成，塔带机输送过程中在内部和外部作用力下使其不同成份发生分离。如果来料坍落度偏低，布料过程中骨料不能利用自身的重力作用而陷入砂浆中，在料堆上滚动产生分离，使下料条带边脚有骨料集中。工程实践表明，根据下料时的骨料实际分离情况在设计允许的坍落度范围内及时进行动态调整，可有效防止或减轻骨料分离。图1为塔带机布料条带的三种断面示意图，其中：a图为混凝土坍落度偏低时，布料条带断面形状为尖顶，下料时粗骨料沿条带坡面滚动，在条带边脚形成集中骨料；b图为混凝土坍落度适中，布料条断面顶部略有下陷，下料时粗骨料可均匀陷入砂浆中，无粗骨料沿条带坡面滚动；c图为混凝土坍落度偏大，布料条带顶部下陷过多，条带坡度变缓。在三峡二期厂坝工程中，富浆混凝土设计坍落度为57cm，如果混凝土和易性较好，坍落度按67cm控制，能较好地控制骨料分离。250#、300#三级配结构混凝土设计坍落度为35cm，实际施工时如果按上限控制，基本上可控制骨料分离，而150#四级配坝内混凝土，设计坍落度为35cm，实际施工时如果按上限控制，可减轻骨料分离，仍有少量骨料分离，需辅以人工处理。图1混凝土坍落度大小判断示意图图2塔带机布料条带断面示意图大坝混凝土浇筑过程中通过加强拌和楼与浇筑仓之间的联系，根据浇筑仓反馈信息，及时对混凝土坍落度结合仓面情况进行动态调整，有效地避免了骨料分离现象。2.3正确的布料方法塔带机布料方向一般与坝轴线平行，布料堆呈鱼鳞型条带状，堆料高度一般控制在0.71m范围。卸料皮筒口距仓面1.52m高度，并顺铺料方向缓慢、均匀移动，要求布料条带清晰，厚薄均匀，后一条带下料皮筒中心应正对前一条带的边脚，以错开条带边脚骨料集中点以减少骨料分离，如图2所示。在模板周围下料时，卸料点与模板的距离保持在11.5m，模板边的骨料集中应用人工分散处理，再用振捣器将混凝土平仓、振捣就位。对布有水平钢筋网的仓面，应调整浇筑分层高度，尽可能减少钢筋网距混凝土缝面的高度，一般要求小于1 m。也可改变部分钢筋接头方式，在钢筋网上预留下料口，使塔带机下料皮筒伸到钢筋网下面下料,避免骨料撞击钢筋而产生分离。保证混凝土在皮带上有一定的堆积厚度，也可减轻骨料分离。2.4控制浇筑工艺用塔带机入仓浇筑大坝混凝土，尤其是浇筑150#四级配混凝土，施工过程中的骨料分离是不可避免的，给混凝土浇筑工艺提出了更高的要求。2.4.1 对混凝土骨料分离的处理(1)人工处理 塔带机浇筑大坝混凝土，不同程度地存在骨料分离，为确保混凝土浇筑质量，应视浇筑仓大小，合理安排专人在下料过程中对仓面已形成的集中骨料进行分散处理。一般仓面上须配34人，重点分散处理第一坯混凝土在缝面上的集中骨料和止水片、止浆片、模板周围、钢筋密集区等重要部位的集中骨料。(2)加强振捣 塔带机为连续入仓的混凝土浇筑设备，生产强度高，仓面平仓振捣作业必须与塔带机浇筑能力相匹配，平仓振捣机振捣作业必须满足塔带机入仓强度。如果混凝土有骨料集中时，往往振捣困难，通过人工分散处理骨料后，采用振捣机和大功率的130mm振捣器，加强振捣可确保混凝土浇筑质量。振捣作业必须按“先平仓后振捣，有序振捣”原则进行，对重要部位如：止水片、止浆片、预埋件及模板边需设专人进行复振。3 结语塔带机是一种新兴的混凝土浇筑设备，浇筑大坝混凝土具有它独特的优势。但不可避免产生骨料分离，影响混凝土浇筑质量。控制骨料分离必须从源头开始，确保混凝土有良好的和易性，和易性好的混凝土既可减轻骨料分离又易于振捣。浇筑过程中根据下料时的骨料分离情况在设计允许范围内适当调整混凝土坍落度，可有效地减轻骨料分离。正确的布料方法是控制骨料在布料时分离较少，在基本满足振捣要求的情况下，应尽可能采用低坍落度混凝土，减少混凝土水化热温升。对铺有水平钢筋网或有盲区的重要部位，采用门机和塔带机联合浇筑，既可提高浇筑速度，又确保了重要部位的浇筑质量。用塔带机浇筑高标号混凝土如：250#、300#三级配结构混凝土及400#抗冲耐磨混凝土，由于配合比中胶凝材料用量相对较高，坍落度适中，施工过程中如果采取一些预控措施，可以避免骨料分离。而150#四级配坝内混凝土由于配合比中胶凝材料用量相对较少，骨料粒径较大,坍落度较小，采取一些预控措施，能减轻骨料分离。骨料分离是不可避免的，因此必须借助人工处理及平仓振捣机和大功率插入式振捣器加强振捣，才能保证混凝土的密实度。在三峡二期厂坝混凝土施工过程中，对有骨料集中且经加强振捣处理的坝内混凝土浇筑部位，有针对性的进行了钻孔压水检查，合格率均达100%,表明用塔带