水泥库密闭性对水泥强度的影响及处理

发布日期:2019-5-22 10:20:06 点击次数: 字体显示:【大】  【中】  【小】

        水泥企业储存水泥目前还是主要以混凝土圆库为主,尽管造价较高,但与钢板库相比,其使用寿命、抗结露及水泥保质优势明显。实践证明,科学设计、规范施工的混凝土圆库,长期储存水泥不但可以保持水泥强度不下降,有时还有不同程度升高,尤其3d 抗压 强度升高最为显著;相反,如果混凝土圆库不能保持良好的密闭性能,造成内外空气流通,库内水泥接触流动空气,吸收空气中水分水化后,早期强度下降明显,严重影响水泥品质。本文总结某水泥厂生产经验, 通过试验研究,初步探讨了水泥库密闭性对水泥强度的影响及处理办法。

1、 出库水泥强度下降原因分析和查找

      某年产120 万吨水泥粉磨站 , 共配备4个Φ15m×30m 混凝土水泥库(每个库容 6 000t),其中3个库装 P·O42.5 水泥。从2010 年投产运行 5个多月, 使用一直比较正常,由于当时水泥市场火爆,单个水泥库最大装载量仅为4000t。 至 2011年 2 月,4个水泥库全部装满水泥,从3月份开始散装水泥发放过程中多次出现水泥结块、下料嘴堵塞现象,从下料嘴处 清出的水泥块主要有球状(或柱状)和片状两种,5月份以后随着雨水增多,情况尤为严重,水泥早期强度下降 ,6月份进入梅 雨季节后出库水泥强度下降明显,且随着水泥在库内存放时间的延长强度下滑幅度 增大。

      水泥强度下降初期,化验室从使用的熟料、石膏、 石灰石、粉煤灰、矿渣粉以及使用的助磨剂等物料上查找问题未果,后停用磨内喷水系统,但出厂强度仍 在下降,始终找不到水分来源。为查找问题,化验室在入水泥库提升机处安装粉体自动取样器,日常生产时连续 3d 对入库 P·O42.5 水泥取连续样, 每天样品充分混合后一式五份,一份当天成型,两份用取样袋密闭保存,另外两份敞开放置于室内(环境温度 26℃左 右,湿度 65%左右),放置 3d 和 7d 后分别成型,检测强度情况见表 1。

         从表1看出,密封保存的样品放置 3d 和 7d 强度 没有下降,部分水泥试样早期强度(1d 和 3d)还有所 提高,这可能与水泥中 fCaO 消解有关。敞开放置与空 气直接接触的水泥放置 3d 后早期强度明显下降,28d 强度也均有下降但降幅不大, 但是敞开放置 7d 后所 有龄期强度均迅速下降。 而试验阶段这 3d 生产的水 泥入至同一个库中,7d 后对外发放取样检测强度明 显下滑,可见强度下降与各原材料没有关系,主要原因为库密闭性存在问题,导致雨天雨水直接从库顶库侧漏进水泥库中,即使不下雨的天气,由于水泥库内 外通气,而水泥生产时收尘设备开启,水泥库内形成负压,将湿度很大的空气带入库内,而具有较强活性的新鲜水泥直接与大气中的水分接触,水泥中的 fCaO、C3S 等成分与水分发生反应, 生成 Ca(OH)2, Ca (OH)2 又和空气中的 CO2 产生反应, 放热并产生CaCO3 和水,新生成的水又和水泥反应,而放出的热 量会加速这种反应,使水泥受潮加快。 受潮后的水泥 密度降低,部分结块,凝结迟缓,导致水泥强度逐渐降 低。 该公司7月份强度下降较多的 13 个批次出厂 P· O42.5 水泥平均强度与对应出磨 P·O42.5 水泥平均强度见表 2。

        由表 2 可见,出厂水泥存放一段时间后强度出现 了不同程度的下降,虽然早期强度下降较多,但 28d 强度下降不大。该公司将 3 个 P·O42.5 水泥库交替生 产和发放水泥, 水泥发放时在库内停留时间保持在 1~7d,统计连续几个月的出磨和出厂 P·O42.5 水泥对 应强度, 发现 1d 强度每停留 1d 下降约 7%,3d 强度 每停留 1d 下降约 4%, 而 28d 强度在库内停留 3d 以内下降幅度较小,3d 以后每多停留 1d 约下降 2%。

由此亦可以断定,水泥库密闭性有问题。 

2、 水泥库鉴定和分析

       确认此问题后该公司委托权威检测部门对水泥 库进行专业鉴定。发现各库四周均出现不同程度的竖 向裂纹,部分裂纹已内外贯通,造成库壁渗漏,库顶也 有不同程度的裂纹。对渗漏最严重的两个水泥库库壁出现的明显裂纹部位进行测量, 裂 纹宽度范围为 0.36~1.45mm,远超过裂纹最大限值 0.2mm。

       通过采用钻 芯-回弹法综 合进行混凝 土强度检 测 ,库壁处推定值为 39.1MPa 和 38.5MPa,满足设计强度 C30 等级要求。

      检测库壁和库顶配筋情况:库壁环向钢筋实测间 距平均值为 235mm, 不满足 设计要求 (设计值为 100mm);库壁竖向钢筋实测间距平均值为173mm,满足设计要求(设计 值为 200mm);库壁实测钢筋保护层厚度平均值为 50mm,不满足设计要求 (设计值为 30mm);库顶钢筋实测间距平均值为 130mm,也未达到设计要求(设计值为 120mm)。

依据 GB50144—2008 《工业建筑可靠性鉴定标 准》,该库结构可靠性登记评定为三级,不符合国家现行标准规范要求。

       库壁环向实配钢筋间距较大和钢筋保护层厚度较大是引起仓壁开裂的重要原因,裂缝的产生和扩展在使用年限内将影响结构整体安全和正常使用。

3 、水泥库防水和加固 

3.1 水泥库库顶防水

3.1.1 聚氨酯防水涂料施工

1)基层、裂缝及各座脚、管道处理 

将水泥库库顶基层表面清除干净,清理修复不平整的基层。 对水泥库顶裂缝进行修补,对顶部设备各 支架座脚、管道根部进行水泥砂浆找平修补,使之符合防水材料施工要求。

2)附加层施工 

对出入基层面的管道、出水口及阴阳转角处等易漏水的部位,先用聚氨酯涂料按 A∶B=1∶2 的比例配比 搅拌均匀,涂刮一遍,加贴聚酯无纺布,边铺贴平整边 涂刮聚氨酯涂料。

3)第一遍涂膜施工

将聚氨酯涂料按 A∶B=1∶2 的比例配合搅拌均匀,用刷子进行涂刷,涂刷均匀后铺贴无纺布,边铺贴平 整边涂刮聚氨酯防水涂料(涂层—无纺布—涂层),三 道工序同时连续操作施工,使涂层形成整体。

4)第二遍涂膜施工 

在上道工序涂膜固化后,将配好的聚氨酯涂料再次均匀涂刮一遍。

 5)成品保护

做好的涂膜防水层在未做保护层之前,任何人员 不得进入施工现场以免损坏防水层。施工中若有局部 防水层破坏,应及时采取相应补救措施,以确保防水 层质量。

3.1.2 SBS 聚酯胎防水卷材施工

 1)涂刷基层处理剂

用高压吹风机将已经用聚氨酯防水涂料做好涂 膜防水层的基层浮灰、尘土吹净,在基层面上均匀涂 刷冷底子油,待油干燥后进行大面积卷材施工。

2)SBS 聚酯胎防水卷材大面积铺贴 

对水落口、管根、檐口及阴阳角等部位做防水附加层处理。 然后设置卷材铺设基准线,铺贴卷材按泛 水坡度从下向上铺贴。 铺贴卷材施工选用火焰热熔 法,喷枪距加热面 300mm 左右往返均匀加热,待卷材 表面热熔后立即滚铺,用滚筒辗压排除卷材下面的空 气,确保卷材铺贴平整、粘牢、密实。卷材搭接边宽度, 纵、横向不小于 10cm,所有搭接部分用密封膏嵌缝。 防水层施工完毕全面检查质量,防水层应平整,不得 有皱折、脱落现象。

3.2 水泥库库壁裂纹处理(灌胶)和碳纤维加固 

3.2.1 裂纹处理

1) 库壁外表面打磨处理, 使混凝土裂纹充分显现。 用钢丝砂轮清除裂缝两侧 40mm 内混凝土表面浮 灰、尘土、污垢,使之露出结构主体,并且吹拭干净。

2)埋设灌胶嘴

在裂纹交叉处、 较宽处和端部进行钻孔 (孔径Φ8~10mm,孔深 20~30mm)。 在灌胶嘴侧涂一层环氧 胶泥,将灌胶嘴埋设在钻孔上,裂纹宽度及灌胶嘴安 装间距见表 3。

3)封胶及检查

将经过处理后的裂纹两侧擦净, 涂刷环氧树脂胶,待指触干燥后,用结构胶封缝,其厚度及宽度一般 为 2~3mm 左右,涂胶泥时应防止产生小孔和气泡,并 刮平整,保证密封可靠。

待封胶固化后进行压气测漏, 保证灌胶通道通 畅、密封、无泄漏处,并吹尽裂缝内灰尘,如遇漏气应 及时予以修补密封直至不漏为止。

4)配制胶料及灌胶

根据胶料产品使用要求按比例调制胶料并充分 搅拌均匀。用注胶器吸入配置好的胶料固定在灌胶嘴上自 动灌胶。灌胶压力一般为 0.2MPa 左右,其根据裂缝的 宽度、胶流量进行调节。

5)封口

待缝内胶液达到初凝不再外流时, 拆下灌胶嘴,再用环氧胶泥把灌胶嘴处抹平封口。 9)检验观察裂缝表面密实情况。 

3.2.2 碳纤维加固

1)表面处理 

清除粘贴部位混凝土表面浮浆、油污、杂质,使之露出结构本体后,吹净,擦 除表面浮灰 ,若表面有蜂 窝、裂纹,应进行修补。混凝土表面清理干净并保持干 燥。

2)涂刷底胶 

按比例充分搅拌调制后的底胶,均匀涂刷在混凝土表面。 

3)修补找平

混凝土表面如有凹凸,用修补胶涂抹找平。 

4)配制胶料 

按比例调制粘结胶,对不同胶料分别搅拌混合后再充分搅拌。 

5)粘贴碳纤维

按设计要求的尺寸裁剪碳纤维,将配置后的粘结 胶均匀涂抹在粘贴部分的混凝土表面上。将裁剪好的 碳纤维敷设在涂好粘结胶的基层上,并用滚筒沿碳纤 维方向多次滚压,使粘结胶充分浸透到纤维中。

6)表面防护 

在碳纤维外均匀涂抹一道粘结胶进行保护。

 7)检验

粘贴碳纤维完全固化后, 检验粘贴部位密实度,对局部不密实部位进行修补。

 8)批面防护

再刷一遍水泥掺 802 胶制成水泥浆。 

水泥库裂纹情况及处理见图 1。

  图 1 水泥库裂纹及处理 

4 、水泥库修复后水泥质量情况

     通过近两个月的修复,对各水泥库放空,生产新 鲜水泥入库,一周后开始发放该库水泥,每天对出库 水泥进行取样检测,几个水泥库交替进行试验。 15 个 批次的出厂水泥与同期出磨水泥平均强度见表 4。

表 4 水泥库修复后出磨水泥和出厂水泥强度 MPa

由表 4 可见,出厂水泥没有再出现强度下降的情况,反而略有上升,证明了之前的判断是正确的,采取的修补方法是成功的,本次水泥库的修复效果很好。

5、 总结 

      通过研讨我们认为,影响水泥长期贮存强度降低的主要原因是库内水泥与大气直接接触的程度,混凝 土库的密闭性是关键。 因此,企业在水泥库建造时从设计、施工方选择、地基基础以及施工各环节需严格把关,确保水泥库不漏水、漏气,稳定出厂水泥质量。

 

2019年148期玄机图