摘要：本文以福清電站取海水泵房工程為例，對(duì)摻纖維和硅粉防水混凝土在進(jìn)水道和蝸殼區(qū)的應(yīng)用及質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行論述，分別從微硅粉等材料性能指標(biāo)介紹、材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、混凝土配比試配、混凝土攪拌、混凝土澆注及養(yǎng)護(hù)等方面對(duì)摻硅粉混凝土施工質(zhì)控要點(diǎn)進(jìn)行論述。
　　關(guān)鍵詞：微硅粉;纖維;海水循環(huán)泵;蝸殼區(qū); 耐沖刷; 質(zhì)量控制
　　Abstract: Making the sea water taking pump project of Fuqing power station as an example, this paper expounds the application and quality control points of fiber and silicon powder waterproof concrete in into the waterways and the spiral case, respectively from the silicon powder material performance index is introduced, the material approach acceptance, concrete match with competition, concrete mixing, concrete pouring and maintenance.
　　Key words: tiny silicon powder; fiber; sea water circulation pump; volute area; resistance to erosion; quality control
　　中圖分類號(hào)：TU528.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
　　1引言
　　微硅粉混凝土和砂漿在海港碼頭、水庫大壩、水利涵閘、地鐵、隧道、機(jī)場(chǎng)跑道等工程已有應(yīng)用，取得了良好的質(zhì)量效果。本文對(duì)補(bǔ)償收縮纖維硅粉防水混凝土在取水泵房流道及蝸殼區(qū)的應(yīng)用和質(zhì)量控制進(jìn)行著重論述。
　　2工程概況
　　本項(xiàng)目為福清電站取水泵房工程，為汽輪機(jī)發(fā)電廠房提供循環(huán)海水及整個(gè)廠區(qū)的消防用水。泵房主要區(qū)域包括鼓網(wǎng)區(qū)(閘門槽、粗細(xì)格柵、進(jìn)水流道、鼓網(wǎng)間、軸承間等)和泵室區(qū)(暗渠、流道、蝸殼、泵室)。蝸殼區(qū)是CRF泵的嵌附主體，其形狀似蝸牛殼，位于進(jìn)水流道上端，標(biāo)高為-22.65m~-13.75m，并與循環(huán)水涵洞相接。進(jìn)水道、蝸殼作為CRF泵(海水循環(huán)泵)的重要組成部分，全部由鋼筋混凝土澆筑而成。
　　取水泵房進(jìn)水流道及蝸殼區(qū)結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土抗?jié)B性和抗海水沖刷的耐磨性要求較高，本工程采用CF45P10硅粉混凝土，其配比中包括微硅粉、粉煤灰、鋼筋阻繡劑、膨脹劑、纖維、緩凝型泵送劑、減水劑等外加劑，微硅粉的和減水劑的摻入有效的提高了混凝土的密實(shí)性和耐磨性能。
　　3纖維硅粉混凝土的原材料質(zhì)量控制
　　3.1硅粉性能指標(biāo)介紹及進(jìn)場(chǎng)復(fù)檢
　　微硅粉是工業(yè)電爐在高溫熔煉工業(yè)硅及硅鐵的過程中，隨廢氣逸出的煙塵經(jīng)捕集裝置收集后加密而成,其主要成分為二氧化硅。微硅粉平均粒徑0.15~0.20µm，具有火山灰活性，可以填充水泥間的空隙，使?jié){體更致密，改善了水泥、骨料的微觀組織結(jié)構(gòu)，從而提高了混凝土的宏觀物理力學(xué)性能(強(qiáng)度、抗?jié)B、耐久性、耐磨性、彈性模量等)。硅粉的主要成分SiO2在堿性激發(fā)條件下，能與水泥水化析出的Ca(OH)2起反映，生成具有水硬性質(zhì)的水化硅酸鈣膠凝，這些膠凝堵塞在毛細(xì)管中，從而大大提高了混凝土的密實(shí)性和抗腐蝕性能。
　　本工程使用規(guī)格為900D的天愷牌加密微硅粉，二氧化硅含量可達(dá)到92%，堆積密度 550kg/m3。 硅粉進(jìn)場(chǎng)復(fù)檢(代表數(shù)量30t)應(yīng)對(duì)二氧化硅含量、燒失量、比表面積、含水率、需水量比、活性指數(shù)等進(jìn)行復(fù)檢。
　　硅粉檢測(cè)結(jié)果與國標(biāo)要求對(duì)比表

檢驗(yàn)項(xiàng)目	二氧化硅（%）	堿性氧化物（K2O+Na2O）	CL（%）	燒失量（%）	含水率（%）	比表面積（m2/kg）	需水量比（%）	活性指數(shù)，28d（%）
《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》	≥85	用于計(jì)算總堿含量	0.02	≤6	≤3.0	≥15000	≤125	≥85
進(jìn)場(chǎng)材料實(shí)際性能指標(biāo)	92.12	0.58	0.15	2.25	0.6	19477	121	88

　　3.2聚丙烯纖維的性能指標(biāo)及作用
　　本工程采用規(guī)格為PPF-HF-19/25-M-550-30的聚丙烯合成纖維,密度0.91g/m3，彈性模量3900MPa，長度19mm，直徑29.4µm，耐堿性能99%，斷裂延伸率21.77%，斷裂強(qiáng)度608.38MPa，抗裂效能等級(jí)1級(jí)。
　　合成纖維可以在混凝土中形成亂向分布的重重網(wǎng)裝撐托系統(tǒng)，提高混凝土的變形能力，有效地抑制混凝土早期干縮裂紋及離析裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，極大的減少了混凝土收縮裂紋，尤其是有效地抑制了連通裂紋的產(chǎn)生。從宏觀上講，就是纖維分散了混凝土的定向拉應(yīng)力，從而達(dá)到抗裂的效果，改善了混凝土的抗?jié)B性能。
　　3.3膨脹劑的性能指標(biāo)
　　本工程使用硫鋁酸鹽類WG-HEA型抗裂防水劑，在混凝土中建立適量的預(yù)壓應(yīng)力，補(bǔ)償混凝土的收縮，以滿足混凝土的耐久性要求。
　　膨脹劑技術(shù)指標(biāo)《混凝土膨脹劑》GB23439

檢驗(yàn)項(xiàng)目		指標(biāo)值（I型）	進(jìn)場(chǎng)材料實(shí)際性能指標(biāo)
細(xì)度	比表面積，（m2/kg）	≥200	261
	1.18mm篩篩余	≤0.5	0.1
凝結(jié)時(shí)間	初凝，min	≥45	186
	總凝，min	≤600	244
限制膨脹率（%）	水中 7d	≥0.025	0.027
	空氣中21d	≥-0.020	-0.005
抗壓強(qiáng)度（MPa）	7d	≥20.0	27.1
	28d	≥40.0	47

　　3.4粉煤灰采用Ⅰ級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰，摻量為粉煤灰取代水泥的最大限量為20%。摻加粉煤灰可以節(jié)約水泥用量，減少水化熱，對(duì)大體積混凝土裂紋控制有積極意義。
　　4 纖維硅粉混凝土工程施工質(zhì)量控制：
　　4.1硅粉混凝土配合比
　　微硅粉在混凝土中一般有內(nèi)摻和外摻兩種方法，都要與減水劑配合使用，摻量一般為膠凝材料的5 %～10 % 。內(nèi)摻法是用微硅粉代替部分水泥，水灰比一般保持不變，而外摻法指水泥用量不減少。本工程采用內(nèi)摻法，粉煤灰、阻繡劑和硅粉分別替代部分水泥用量，配合比見下表：

CF45P10混凝土配合比（Kg/m3）
原材料	水	水泥	碎石5-25	砂	外加劑	粉煤灰	膨脹劑	硅灰	阻銹劑	纖維	坍落度
每立方米用量	178	286	1072	676	7.29~8.62	90	35	31	12	0.9	入模140±20 出機(jī)170~175

　　補(bǔ)償收縮CF45P10聚丙烯纖維硅粉混凝土以60天齡期抗壓強(qiáng)度為驗(yàn)收依據(jù)，其試配抗壓強(qiáng)度R3d達(dá)2 6MPa，R7d達(dá)37 MPa，R28d達(dá)49 MPa，R60d達(dá)55.5 MPa。水中14d限制膨脹率2.0×10-4，空氣中28d限制干縮率2.6×10-4。
　　4.2纖維硅粉混凝土生產(chǎn)和運(yùn)輸
　　由于微硅粉獨(dú)有的超細(xì)特性，微硅粉要求在骨料投料后立即投入，不得將粉狀微硅粉加入已拌和妥的混凝土中。本工程攪拌機(jī)組硅粉和水泥使用同一臺(tái)稱量設(shè)備和下料口，在骨料投入后，分別投入硅粉和水泥，適當(dāng)干拌后加入液狀外加劑和水，混凝土強(qiáng)制攪拌時(shí)間為60秒，出機(jī)坍落度符合要求，均勻性良好。
　　纖維硅粉混凝土從出機(jī)到入模的時(shí)間應(yīng)控制在0.5小時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度高于25℃時(shí)，應(yīng)使用冰水?dāng)嚢杌炷粒档凸璺刍炷恋某鰴C(jī)溫度和入模溫度。
　　4.3蝸殼區(qū)模板安裝分層澆灌
　　蝸殼區(qū)模板位于進(jìn)水流道的上方，依據(jù)設(shè)計(jì)及模板廠家說明進(jìn)行精確定位安裝。蝸殼區(qū)模板系統(tǒng)由29段不同斷面的模板組成，蝸殼模板第1段至第23段為蝸輪型，第24段至第28段逐漸變?yōu)閳A形，第29段為圓形與通往汽輪機(jī)廠房的循環(huán)水涵洞相連接。
　　蝸殼區(qū)第2塊澆灌區(qū)最深處為4.337m，大部分高度為3.837m、2.537m，在澆筑砼過程中，砼自由下落高度不應(yīng)超過1.5m。為防止進(jìn)水道模板底部混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面，采取從一側(cè)下料，另一側(cè)用振搗棒引導(dǎo)，下料側(cè)混凝土要高出弧底不大于500mm，直至引導(dǎo)側(cè)混凝土高出弧底200～300mm，在澆筑的同時(shí)派工人進(jìn)入進(jìn)水道模板內(nèi)用木錘敲打模板內(nèi)側(cè)，以利于模板面殘余氣體的排出，然后兩邊再同時(shí)對(duì)稱下料，兩側(cè)高差不宜超過300mm。并在流道模板上開8個(gè)100mm*100mm的振搗口，以及時(shí)排除空氣，保證混凝土密實(shí)。
　　蝸殼區(qū)第4澆灌區(qū)域模板為異型模板，異型結(jié)構(gòu)與普通結(jié)構(gòu)相交處存在分水角，澆筑高度達(dá)5160mm，屬于大體積混凝土。第29段模板處(出水流道)為圓形模板，模板下部混凝土容易存在缺陷。第4澆灌區(qū)施工，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作，對(duì)重點(diǎn)部位需多人配合施工，按照技術(shù)交底的布料順序進(jìn)行分層分段振搗。
　　4.4纖維硅粉混凝土的振搗和養(yǎng)護(hù)
　　微硅粉混凝土的振搗要求密實(shí)，一般振搗時(shí)間為20~30s。微硅粉混凝土與普通混凝土澆注方法相同，但微硅粉混凝土早強(qiáng)的性能會(huì)使終凝時(shí)間提前，因此在澆注時(shí)應(yīng)及時(shí)搗固。微硅粉混凝土有較大的粘稠性，應(yīng)采用帶振動(dòng)功能的抹面設(shè)備或增加人工抹面次數(shù)。在砼凝結(jié)前，當(dāng)表層水份的蒸發(fā)速度大于砼的泌水速度時(shí)，砼表面即出現(xiàn)干縮龜裂，應(yīng)防止混凝土水份的過早蒸發(fā)，及時(shí)鋪設(shè)塑料布、麻袋片并澆水養(yǎng)護(hù)。
　　大體積硅粉混凝土養(yǎng)護(hù)以蝸殼區(qū)第一澆灌區(qū)(標(biāo)高：-24.950m～-22.650m)為例，第3天混凝土中間最高溫度達(dá)到61℃，第14天中部最高溫度42.2℃，平均每天降溫1.56℃。14天養(yǎng)護(hù)期間環(huán)境溫度17℃~30℃，溫差較大，應(yīng)結(jié)合測(cè)溫結(jié)果和天氣情況對(duì)混凝土保溫材料厚度進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，保證降溫速率在2℃/天，各個(gè)點(diǎn)里表溫差控制在25℃以內(nèi)。
　　4.5混凝土外觀質(zhì)量要求
　　進(jìn)水流道和蝸殼區(qū)混凝土的外觀平整度要求控制在1mm之內(nèi)，若表面存在錯(cuò)臺(tái)或凹坑，會(huì)造成近壁水流流態(tài)紊亂，對(duì)混凝土形成不均勻磨損和淘刷。混凝土模板拆除后必須對(duì)拼縫處進(jìn)行打磨，對(duì)存在麻面部位應(yīng)使用環(huán)氧樹脂修補(bǔ)砂漿進(jìn)行返修，最終達(dá)到平整光滑的效果。
　　5 結(jié)束語
　　在取水泵房工程流道混凝土中添加微硅粉、聚丙烯纖維、抗裂防水劑、粉煤灰、阻銹劑等外加劑，提高了混凝土的抗裂、耐磨、和易性等性能，在福清電站海水循環(huán)泵房工程中成功應(yīng)用，取得了良好的質(zhì)量效果。