淺析外加劑在冷卻塔混凝土上的應用

【摘要】本文以火力發(fā)電廠冷卻塔工程混凝土中外加劑摻用為探討內容，總結了外加劑在冷卻塔工程混凝土上的應用特點，并定性地分析了其摻用對混凝土水泥用量的影響，總結出在冷卻塔混凝土施工中減少成本的方法，以供施工參考。

【關鍵詞】外加劑、冷卻塔混凝土、應用

1引言

火力發(fā)電廠冷卻塔工程因其結構的特殊性，混凝土中水泥、摻合料及外加劑的使用直接影響著混凝土的施工質量及成本，是在施工中應重視的問題。混凝土的性能取決于組成材料的性能，水泥材料及用量是最直接影響混凝土性能的因素。雖然外加劑所占比重很小， 但對混凝土的性能卻影響很大， 直接影響著水泥用量，能夠明顯改善混凝土坍落度、調節(jié)凝結時間， 提高混凝土施工性能或節(jié)約成本，外加劑的合理摻用對施工成本起著重要的作用。

2冷卻塔混凝土的特點

冷卻塔主體筒壁屬薄壁結構，基礎部位均為大體積混凝土施工，強度等級多為C20～C35甚至C40，這就決定了其水泥用量比一般建筑結構工程混凝土的用量要高。冷卻塔混凝土與一般結構工程混凝土不同，它除強度要求外，還要根據其所處部位和工況條件，需分別滿足抗?jié)B、抗凍、抗裂(抗拉)、抗風化和抗侵蝕等要求。其有如下特點：

1)工程量大，工期長，施工條件困難，易受地質、水文、氣象等自然條件的限制。

2)溫度控制要求嚴格。環(huán)型基礎屬大體積混凝土，通常需要分段澆筑，為防止混凝土結構產生溫度裂縫，保證建筑物的整體性，必須根據當地氣溫條件對混凝土采取嚴格的溫度控制、表面保護等技術措施。

3)應優(yōu)先使用散裝水泥。目前我國的建筑業(yè)施工主要使用袋裝水泥，而冷卻塔防水混凝土則應優(yōu)先使用散裝水泥。使用散裝水泥可以方便施工、降低成本、改善環(huán)境、滿足大規(guī)模澆筑需求，是技術成熟、可靠性高的施工技術。

4)冷卻塔混凝土中應加入摻合料，混凝土通常由膠凝材料、骨料、砂和水等組成。混凝土中加入摻合料后，可以降低水化熱，抑制堿骨料反應，節(jié)約水泥、降低成本，綜合經濟效益顯著。

5)冷卻塔混凝土中必須摻外加劑。近十多年來，混凝土外加劑技術飛速發(fā)展，品種越來越多，性能越來越好，技術也越來越完善，目前一些相關施工規(guī)范中明確規(guī)定了在混凝土中必須摻相應外加劑。

6)施工機械化程度高。由于冷卻塔混凝土本身所具有的工程量大的特點，為了保證施工質量和工期，必須采用機械化的施工手段，選擇技術先進、經濟合理的施工方案。目前，混凝土澆筑施工多采用泵送來完成大體積混凝土施工。

3冷卻塔混凝土中外加劑的摻用特點

《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5144-2001)中明確規(guī)定“水工混凝土中必須摻加適量的外加劑”。混凝土中摻入外加劑后，能夠改善混凝土和易性，利于泵送和振搗，提高混凝土物理力學性能如抗凍性、抗?jié)B性和耐久性等，可以增強混凝土適應環(huán)境的能力。從成本上看，摻用外加劑后可降低混凝土中水泥用量，直接降低材料成本。

目前常用的外加劑類型有：引氣類、減水類、早強類、緩凝類、泵送類、抗凍類等，這些外加劑在冷卻塔混凝土上的使用有如下特點：

1)引氣類外加劑適用于抗凍、抗?jié)B混凝土，即冷卻塔結構各部位混凝土上，尤其在筒壁工程上。

2)泵送類和緩凝類外加劑適用于冷卻塔環(huán)型基礎、水塔環(huán)梁等大體積混凝土施工上，尤其在炎熱氣候條件下，大面積澆筑時可避免或減少冷縫產生、延緩混凝土凝結時間，提高混凝土施工質量。

3)防凍類、早強類外加劑適宜于混凝土施工時溫度較低、且需提高施工進度的部位。如冷卻塔筒壁施工往往要4、5個月甚至跨越時間更長，極有可能經歷冬季施工，這就有可能要在混凝土中加防凍劑。而翻模施工法在拆模及澆筑時對混凝土又有一定強度要求，應在混凝土中加入早強類外加劑以提高混凝土早期強度，以滿足施工進度需要。

4)膨脹劑、抗裂防滲劑等外加劑適合于大體積混凝土及結構易出現(xiàn)裂縫的部位，如環(huán)型基礎、池壁的施工。它以補償收縮的原理來減小混凝土出現(xiàn)裂縫的概率及程度，可以提高混凝土防水、防滲能力。

5)減水類外加劑適用于各類混凝土施工，其本質是減少混凝土用水量。在水膠比一定的條件下，降低用水量也即降低了水泥用量。外加劑減水率的大小直接影響著水泥用量，當然也間接影響了混凝土施工成本。

在冷卻塔工程實踐中，通常幾種外加劑配合使用以滿足施工各方面的需要，或采用復合型外加劑，其同時具有兩項或多項影響混凝土性能的參數，如引氣減水劑、早強減水劑、高效緩凝減水劑、復合防凍泵送劑、早強防凍劑等等。混凝土設計參數不同首先會影響外加劑摻量，同時水泥產品的地域性差異（如水泥穩(wěn)定性、達到同類產品標準值的高低差異、水泥的富余系數不同等）也會影響同一品種外加劑在不同項目混凝土上的摻量，在降低水泥用量方面會有很大差異。應根據外加劑材料性能及工程實際情況，如混凝土強度及抗凍、抗?jié)B要求及采用機械、澆筑方法等特點選用，摻用時外加劑的摻量首先應按生產廠家的推薦摻量執(zhí)行，同類型外加劑因生產廠家不同，其產品原料、配比、用量不同直接導致了其性能上的差異，也間接影響混凝土施工成本。一般地，外加劑產品使用說明書上都會提供一個摻量范圍（例如山西凱迪的KDNOF-5引氣減水劑摻量為0.3～0.7%），這個摻量范圍使其產品在使用前必須先進行試驗。不同的外加劑摻量直接影響著混凝土減水率、引氣量、抗凍性、抗?jié)B性及耐久性等混凝土物理性能，通過試驗才能最終確定一個適合施工的摻用比例。

這些都是在冷卻塔混凝土摻用用外加劑施工時需要綜合考慮的問題，合理選用外加劑才能在保證混凝土性能、提高混凝土質量的同時降低水泥用量、降低成本。

4外加劑對水泥用量的影響

以冷卻塔常用C30混凝土摻入高效減水劑為例，見《電力建設工程預算定額》建筑工程（2006年版）“混凝土配合比（中砂、碎石最大粒徑20mm、此規(guī)格為常用規(guī)格)”，現(xiàn)澆與泵送C30混凝土的水泥用量分為413Kg（定額編號4000022）、454Kg（定額編號4000084）。分析可見，泵送混凝土即便在加入了3.43Kg的高效減水劑后其用水量仍然增加了約20Kg、水泥量增加了約40Kg（砂、石總量基本持平）。我們知道，高效減水劑的減水率可達20%以上，如果泵送混凝土中未摻用高效減水劑則用水量和水泥用量會大更多，分析說明在混凝土中摻用相應外加劑對水泥用量影響是很大的。

目前，冷卻塔施工混凝土多為大體積、大灰量，故多采用機械泵送以提高施工進度。所以，在冷卻塔混凝土中合理摻用不同的外加劑，可以減小水泥用量、降低施工材料成本，這是我們在冷卻塔混凝土施工時必須重視的問題。

5結論

水泥生產能源消耗大、環(huán)境污染高，我們通過總結冷卻塔混凝土與一般建筑結構混凝土的不同之處，分析、比較了粉煤灰及不同外加劑在冷卻塔混凝土施工中的應用特點。總結出在冷卻塔混凝土施工中應大力提倡摻用粉煤灰、外加劑，以減少水泥用量、提高混凝土性能、保證混凝土施工質量、降低混凝土施工成本，具社會經濟、環(huán)境效益。

參考文獻

1、建筑施工手冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2004

2、侯君偉.建筑工程混凝土結構新技術應用手冊.北京.中國建筑工業(yè)出版社，2001.9