煙囪筒壁內(nèi)襯采用鄭州駒達新材料科技有限公司生產(chǎn)的新型輕質(zhì)耐酸澆注料,該澆注料既作為耐酸亦作為耐火隔熱使用,不設(shè)隔熱層。該澆注料以輕質(zhì)骨料、粉料、粘合劑和添加劑組成,粘合劑主要成分為水玻璃。輕質(zhì)骨料結(jié)構(gòu)孔隙率大,表面粗糙,粒徑約5mm,骨料和粉料吸水率和吸濕性大,按配合比攪拌后流動性差。對運輸和倉儲要求比較高,生產(chǎn)廠家出廠時已把骨料和粉料配合混合料并用編織袋包包裝好運到現(xiàn)場,臨時存放在排水措施良好、防雨防潮干燥的倉庫。
新型輕質(zhì)耐酸澆注料經(jīng)現(xiàn)場要求取原材料樣品進行性能測試,結(jié)果如下
從檢測結(jié)果可以看出,該澆注料具有體積密度小、凝固快、使用溫度高、抗壓強度隨著溫度和酸度的提高而提高、導熱系數(shù)小、線膨脹系數(shù)小等特點。
三、施工工藝及裂縫出現(xiàn)
(一)設(shè)計要求
按電廠規(guī)劃設(shè)計要求,筒壁內(nèi)襯采用新型輕質(zhì)耐酸澆注料,該澆注料亦作為煙囪隔熱材料使用,本煙囪不另設(shè)隔熱層。為了使?jié)沧⒘吓c鋼筋混凝土筒體更好地粘結(jié)接觸,取消鋼筋混凝土內(nèi)表面涂抹的瀝青隔離層,澆注料內(nèi)鋼筋涂抹環(huán)氧漆以防腐蝕。為了完全支承和拉結(jié)直接澆筑在筒壁內(nèi)側(cè)的輕質(zhì)澆注料,外筒體施工時沿著標高方向每隔10.5m設(shè)暗牛腿,其做法是預埋Φ20@200鋼筋環(huán)向布置,同時在筒體內(nèi)側(cè)表面設(shè)置Φ20@900×900鋼筋,梅花環(huán)向布置。內(nèi)襯澆注料厚度90m高程以下300mm,90m~115m為250mm,115m~155m為200mm,155m以上為150mm。
(二)施工要求
施工工藝流程:模板安裝→350型立式強制式攪拌機攪拌→混合澆注料入槽→丁字型專用工具振搗密實→澆注料固結(jié)后拆!羁p處境→模板安裝。
施工時要嚴格按配合比下料,注意配料順序,掌握攪拌時間,做好天氣及環(huán)境溫度變化的施工措施,不準使用機械振搗,只能使用專門制作的丁字型工具進行搗固。澆注料在搗固成型固結(jié)拆除模板后,要用2.5~3mm厚的無齒鋸切割伸縮縫,尺寸為1.5×1.5m,深度約為25mm。
四 裂縫產(chǎn)生的原因分析
認為裂縫的產(chǎn)生要用多個方面來分析,原因不止一個,應(yīng)是多方面原因綜合引起。
(一)溫差應(yīng)力
施工期間剛好是炎熱的夏季,白天、晚上的溫差較大,白天上半天與下半天的溫差也較大,主要表現(xiàn)在上半天太陽曬到半邊煙囪筒體,下半天曬另外半邊,這樣筒體的受熱程度不一樣,溫差引起的膨脹就不一樣,但溫差應(yīng)力引起的裂縫通常表現(xiàn)為雜亂無章,沒有規(guī)律性。
(二)收縮應(yīng)力
澆注料主要由輕質(zhì)骨料、粘結(jié)劑和添加劑組成,其中粘結(jié)劑主要成分為水玻璃,而骨料吸水率和吸濕性大,澆注料凝結(jié)固化過程中的自然脫水現(xiàn)象,必然產(chǎn)生收縮應(yīng)力,但脫模后已進行1500×1500mm見方縫寬2.5~3mm深度25mm的切縫處理,而結(jié)構(gòu)為園筒體,收縮應(yīng)力引起的裂縫通常為豎向分布,并且應(yīng)大面積出現(xiàn)和較細小。
(三)環(huán)境因素
該內(nèi)襯澆注料比較多應(yīng)用在石化系統(tǒng),并都使用在氣候比較干燥的北方地區(qū),結(jié)構(gòu)物一般都不很高。這是首次使用在雨水較多、濕度較大的南方地區(qū),在脫硫處理的火力發(fā)電廠也是剛開始使用,同時也是首次用在240米高的煙囪上。施工和倉儲期間雨水較多,空氣濕度較大,施工環(huán)境較差,工作場地狹小。該材料要求施工溫度以5℃~30℃為宜,低于5℃或高于30℃時要經(jīng)過廠家現(xiàn)場技術(shù)員調(diào)整配合比后才能施工。夏秋季時間,大部分施工時環(huán)境溫度都在30℃以上波動,并且溫差較大,需要經(jīng)常調(diào)整配合比。
(四)人的因素
本煙囪內(nèi)襯澆注料由于在南方和火力發(fā)電廠的首次應(yīng)用,施工工藝不可能成熟,操作工人的技術(shù)熟料程度比較低,材料的配合比隨著氣溫和環(huán)境的變化而經(jīng)常調(diào)整,勢必對操作工人提出更好的要求,稍不注意就會出現(xiàn)人為偏差。
五 對策與措施
由于該材料是一種新材料,新施工技術(shù),國家又沒有這方面的規(guī)范標準只有企業(yè)自己的標準,連行業(yè)標準也沒有,施工只能按照材料生產(chǎn)廠家的施工說明的驗收標準要求,從而大大地增加了施工管理和質(zhì)量控制的難度。裂縫出現(xiàn)以后只能通過多次專題會來分析研究解決問題的辦法,從而有效地保證了煙囪的順利施工和工程質(zhì)量。
通過以上原因分析,解決問題的辦法主要是從人的方面入手。對于出現(xiàn)較大環(huán)向裂縫的地方,可能是操作工人在攪拌時加入較多的粘結(jié)劑;對于拆模后即出現(xiàn)豎向裂縫可能是拆模時間過早,或者是拆模時振動過大以致對剛固結(jié)的澆注料擾動較大造成。
控制人的不穩(wěn)定因素是保證質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵,控制好配合比的準確性,掌握好拆除模板的時間,關(guān)注環(huán)境溫度和天氣變化,對操作人員即固時跟蹤監(jiān)督到位,加強材料生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員現(xiàn)場指導跟蹤的力度,從而從根本上保證了煙囪內(nèi)襯澆注料在132.1m以上標高不再出現(xiàn)裂縫。
六、材料使用的局限性和存在隱患
新型輕質(zhì)耐酸澆注料雖然在石化系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用,并且基本在北方地區(qū)范圍使用,在火力發(fā)電廠項特別是在有豐富雨水和大濕度的南方地區(qū)使用,況且還是脫硫項目,技術(shù)不夠成熟,沒有可靠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)作為支撐,也沒有相應(yīng)的行業(yè)和國家標準作參考,大量的應(yīng)用還存在一定的局限性。在施工中雖然采取了現(xiàn)場切割25mm深2.5m~3mm寬1500×1500mm見方的伸縮縫處理,恰恰這樣的處理為以后使用留下很大的隱患。經(jīng)過切割處理以后,雖然該材料的線膨脹系數(shù)很小,在常溫300℃情況下只有0.03×10-6,但畢竟存在,切縫處在施工期間和使用時等條件下各種應(yīng)力作用是否出現(xiàn)通縫,只有經(jīng)過長時間的使用才知道。只要有通縫就有可能對鋼筋混凝土外筒體造成腐蝕破壞,就會存在很大的隱患。
七、結(jié)語
電廠鋼筋混凝土單筒式脫硫煙囪內(nèi)襯采用新型輕質(zhì)耐酸澆注料的成功,填補了國內(nèi)單筒式脫硫煙囪使用整體式澆注料工藝方面的空白,也說明了該澆注料專利技術(shù)在火力發(fā)電廠的成功應(yīng)用,并且創(chuàng)造了國內(nèi)造價最低的單筒式脫硫煙囪,這對于我國火力發(fā)電行業(yè)的脫硫煙囪內(nèi)襯施工工藝的發(fā)展、內(nèi)襯澆注料的選擇、降低工程造價等方面將起到積極的推動作用。