王蓮花

(鄭州水工機械有限公司, 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用

王蓮花

(鄭州水工機械有限公司, 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現(xiàn)其應有效益。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、攪拌勻質性等，總結陜西藺河口水電站的攪拌站的成功經(jīng)驗。

外摻MgO； 混凝土攪拌站； 配料裝置； 配料精度； 混凝土勻質性

1 應用背景

普通混凝土在硬化過程中均會發(fā)生體積收縮，當混凝土的收縮值大于極限變形值，收縮變形引起的拉應力大于混凝土的極限抗拉強度時，混凝土將產生裂縫，導致混凝土的整體性、耐久性下降。對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。試驗研究和工程實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，可以補償混凝土的收縮變形，提高混凝土自身的抗裂能力，從而達到簡化大體積混凝土溫控措施、加快施工進度和節(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增加MgO膨脹劑。

水泥中MgO含量過高將會導致混凝土不均勻變形產生裂縫而破壞，所以各國標準均限制水泥中MgO含量，我國規(guī)定不超過5%[2]。《普通混凝土配合比設計規(guī)程》中要求大體積混凝土在保證混凝土強度及塌落度要求的前提下，應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，摻量過少也達不到其應有的效果。因此在混凝土配合比中單獨增加MgO膨脹劑，不受水泥成分的國標限制，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，怎樣在混凝土生產過程中有效控制其配料精度和攪拌均勻對混凝土攪拌設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，電站總裝機72MW,大壩碾壓混凝土總量約22.46萬m3，占壩體混凝土總量的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，該設備運行穩(wěn)定、可靠。

本文結合藺河口水利工程，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗并結合MgO的物理化學特性，對常規(guī)攪拌站進行改進，使之達到規(guī)范要求的配料精度和勻質性。

2 外摻MgO攪拌站方案

HZ90—1Q4000型混凝土攪拌站設備。一般配置有MgO配料裝置。

攪拌站型號說明見圖1：

圖1 攪拌站型號說明

攪拌站方案中配料裝置和攪拌裝置為主要部件，這兩個部件對于MgO的添加效果起重要作用，因此對攪拌機的選用及MgO配料裝置要求很高，下面針對這兩個部件進行詳細說明。

2.1 MgO配料裝置

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

工作流程：螺旋機帶動過渡倉的攪拌器一起動作，向秤斗輸送物料進行稱量，稱量方式由三吊點拉力式傳感器發(fā)出電信號，由微機控制稱量，秤斗下部設有氣動蝶閥，由微機根據(jù)攪拌機運行情況，控制閥門開門動作卸入攪拌機進行攪拌。

MgO配料裝置總圖見圖2。

圖2 MgO配料裝置

因為MgO添加計量少，每方混凝土添加5～11kg[4]，按攪拌機每罐打3m3計算，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上配置一個2m3的MgO儲料倉，MgO比重為3580kg/m3，盛料約7000kg，滿足1.5h生產用量(50kg/m3×90m3/h×1.5 h=6750kg)達到相關規(guī)范要求[5]。

為滿足稱量精度，在MgO儲料倉出口與配料螺旋機之間設一中轉過渡倉，倉里帶攪拌器，攪拌器的驅動通過鏈條傳動,由螺旋機帶動，螺旋機配料時攪拌器也開始工作，不但防止結拱還能保證螺旋機進、出料均勻，選用φ194螺旋機，輸送量為10000kg/h，約15s完成稱量，與其他配料秤的配料時間相當，不影響生產率，同時滿足±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，碾壓混凝土對攪拌機的攪拌主軸、攪拌臂、襯板耐磨性和主機的功率都提出了更高的要求。該方案選用大型4m3強制式攪拌主機，采用雙電機驅動總功率為(2×75)kW,實際生產時每罐打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間在30～50s之間，碾壓混凝土攪拌時間延長20s，添加MgO再延長20s，添加MgO的純攪拌時間為90s，攪拌機進料15s，攪拌機卸料15s，生產周期為120s，攪拌站的生產能力為3600/120×3=90m3/h。滿足工程實際需要。詳見圖3。

圖3 HZ90—1Q4000型混凝土攪拌站生產周期

攪拌機進料順序采用先下骨料和水，使骨料表面濕潤后再下灰料，不僅對防塵有好處，且有利于骨料裹漿，縮短攪拌時間，減少磨損、能耗和機械熱，合理的進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

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行一年半時間，性能穩(wěn)定，用戶反映良好,完成了藺河口水利工程外摻MgO碾壓混凝土的生產任務。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，混凝土攪拌時間不需延長，但廠摻帶來的問題是水泥出廠強度與現(xiàn)有國家標準不符[4]，并且國標要求水泥中MgO含量不能超過5%，另外，對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，很難達到其應有的膨脹作用，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延長攪拌時間約20s，確保混凝土質量達到規(guī)范要求，否則將起有害作用。

[1] 陳昌禮，陳學茂.氧化鎂膨脹劑及其在大體積混凝土中的應用[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驗研究[M].水利水電技術,2004(4)：82.

[3] JGJ 55—2000普通混凝土配合比設計規(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在黃花寨水電站的應用[M].中國水利水電科學研究院學報,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