大型儲油罐免拆模板現澆發泡水泥保溫技術★

胡惠玲 李 清 馬令勇 姜 偉,2 杜 彬 李 棟

(1.東北石油大學土木建筑工程學院，黑龍江 大慶 163318； 2.黑龍江八一農墾大學，黑龍江 大慶 163318； 3.大慶市碧千里科技開發有限公司，黑龍江 大慶 163318)

為應對突發事件，防范石油供給風險，確保國家能源安全，石油儲備是國家應對危機的重要措施之一，其中大型儲油罐設施建設是基本需求。然而，由于冬季溫度過低，儲油罐熱損失較大，造成內部原油凝固不利于輸運，因此儲油罐保溫是一項重要的工程。傳統儲油罐通常采用天然氣加熱爐加熱導熱流體，從而實現對儲油罐內部原油進行加熱，但消耗大量能源。為保障儲油罐保溫效果，一般采用保溫材料、金屬支撐塊和扁鋼制作保溫層及其固定結構，或在儲油罐外包巖棉或內覆復合硅酸鹽作為其保溫措施，但冷橋較多、施工繁瑣、成本較高，而且保溫效果欠佳[1-5]。為解決儲油罐的保溫問題，開發了免拆模板現澆發泡水泥保溫技術。本文研究將免拆模板現澆發泡水泥保溫技術應用于儲油罐外保溫工程，探討其施工構造原理、關鍵技術、工藝流程及操作要點，為大規模推廣該技術提供參考。

1 構造原理

免拆模板化學發泡水泥技術中涉及的發泡水泥外保溫系統連接構件和面板層在工廠加工?，F場鋼制儲油罐外壁作為基層，其外側安裝方鋼龍骨，將W型壓型鋼板作為面層，同時作為澆筑發泡水泥保溫層模板，以方鋼龍骨作為面層連接構件，利用灰漿制備澆筑裝置將化學發泡水泥通過預留孔洞澆筑到基層墻體與面層間縫隙，發泡成型后作為外保溫層。免拆模板化學發泡水泥儲油罐外保溫構造，構造層由基層立面、發泡水泥保溫層、方鋼龍骨、連接件(截鋼管)、面層板、射釘等組成，如圖1所示。

2 關鍵技術

2.1 免拆模板技術

傳統水泥澆筑施工通常在澆筑水泥前安裝澆筑模板，待水泥澆筑完成并凝固后拆除模板進行二次施工，施工程序復雜，施工效率較低，影響工期。免拆模板技術，將模板直接與基層連接，既省去了外保溫系統的基層找平和保溫粘結層，節約建筑材料，又可縮短工期。由于儲油罐為圓柱體，傳統的免拆模板如硅酸鈣板等復合保溫板，已不再適用，本技術采用W型壓型鋼板作為外層模板，解決了弧形外壁對模板的限制。這一技術有效解決了傳統外保溫技術給儲油罐“穿棉衣”式的保溫形式，實現了建筑與保溫層同壽命。

2.2 現澆發泡技術

發泡水泥作為多孔結構材料具有良好的保溫性能，在建筑外保溫方面應用較多。目前發泡水泥通常用于制作發泡水泥保溫板，再將其作為墻體等立面外保溫層，制約發泡水泥在弧形墻面等不規則立面外保溫中應用?，F澆發泡水泥具有流動性強、可塑性高、整體性好、耐火性強等優點，能夠改善發泡水泥保溫板的局限性，可靈活應用于不同形式的建筑及構筑物。發泡水泥的保溫性能的優劣，主要取決于其內部的多孔結構，因此為保證材料的保溫性能，發泡技術尤為關鍵。為使水泥漿中產生密集且均勻分散氣泡，從而使水泥具有較強的保溫性能，施工過程中研制了新的發泡技術。本技術采用化學發泡方法，將水泥與一定溫度的水按照水灰比10∶7混合攪拌成水泥漿，再按照水泥與雙氧水比例為100∶85將水泥漿與雙氧水混合后灌入泥漿泵，輸送至預留保溫層。輸送水泥管道長度不宜過長，以10 s左右輸送至管口為宜。水泥與雙氧水的比例合適時，發生化學反應能夠產生均勻穩定的氣泡，并分散在水泥漿中?？筛鶕疁馗叩秃褪┕ぬ鞖膺M行適當調整比例，以避免化學反應過慢產生的氣泡密度不足，導致降低發泡水泥保溫效果，甚至因化學反應過于劇烈產生氣泡過多，出現水泥漿塌落和氣泡溢出現象。

2.3 速凝技術

在施工過程中，發泡水泥澆筑采用分段澆筑方法，發泡水泥凝結硬化速度直接影響工程施工效率。發泡水泥的速凝技術，有利于縮短工期，降低成本。發泡水泥的膠凝材料及外加劑(促凝劑)都是影響發泡水泥凝固的主要因素。本技術將普通硅酸鹽水泥和快硬硫鋁酸鹽水泥混合使用，利用快硬硫鋁酸鹽水泥凝結硬化速度快的優點，結合普通硅酸鹽水泥能夠彌補快硬硫鋁酸鹽水泥凝結后強度不高且倒縮的缺點。發泡水泥凝結硬化的時間與本技術采用合理的外加劑配比，可實現在澆筑3 min～5 min達到初凝狀態，20 min～40 min凝固且具有一定的承載力，即可以進行下一段澆筑，大大縮短了工期。

3 工藝流程與操作要點

3.1 施工工藝流程

免拆模板現澆發泡水泥保溫技術應用在儲油罐的外壁外保溫時，采用工業化生產與現場澆筑相結合的方式，即先把免拆模板澆筑發泡水泥外墻外保溫系統的連接構件、面層在工廠加工。現場將連接構件安裝于儲油罐外壁(基層)，將W壓型鋼板(面層)用掛裝構造安裝在連接構件上，在面層與基層之間澆筑發泡水泥保溫層。

具體工藝流程如下：施工準備(基層施工質量驗收合格)→彈基準線→搭接豎向方管及橫向的環管龍骨→校核連接構件焊接位置→用連接構件將龍骨與儲油罐外罐焊接→射釘槍固定W壓型鋼板→澆筑發泡水泥保溫層→驗收。

3.2 施工操作要點

3.2.1施工準備

外保溫工程施工應在基層施工質量驗收合格后進行，借用軟件繪制龍骨施工圖，設置控線及掛基準線，根據龍骨施工圖及外保溫技術要求，在罐體的適當位置掛水平線以控制連接構件及面層的垂直度、水平度和平整度。

另外，對于基層罐壁的準備工作應滿足以下條件：

1)當在既有儲罐改造工程應用免拆洗模板澆筑發泡水泥外保溫系統時，基層儲油罐外壁表面應進行處理，用鋼刷等工具清除鐵銹及其他污染物，為后續的連接件焊接提供條件。2)儲罐壁體應完好無損，基層表面清理干凈并保持干燥，在現場溫度不低于5 ℃時進行基層的拉拔試驗，拉拔強度不應低于0.35 MPa。發泡水泥保溫層與基層連接應保證其抗拉強度、壓剪強度。

3.2.2連接件安裝

基層罐體外側搭建方鋼龍骨作為發泡水泥及面層的承重和連接構件。方鋼龍骨水平方向為間距600 mm的規格為30 mm×20 mm×2 mm的環形鍍鋅鋼管，豎直方向為間距1 200 mm的30 mm×20 mm×2 mm的鍍鋅鋼管。橫豎方向方管通過焊接進行連接，形成整體的網格狀龍骨，如圖2所示。在連接件安裝過程中，免拆模板澆筑發泡水泥外保溫系統的龍骨用連接構件焊接于基層儲油罐外壁上，如圖3所示。連接構件水平、豎向的間距依據面層的規格、龍骨間距及連接構件的規格需要現場確定，但豎向連接構件的間距不宜大于600 mm。

3.2.3面層安裝

W型壓型鋼板面層通常采用射釘錨固連接工藝。安裝面層時，安裝應牢固，防止澆筑發泡水泥保溫層時，位移過大，影響面層板的平整度；采用訂裝面層工藝時，螺釘位置的面層板邊緣不得擠裂，如發生裂縫、開口，應更換位置增加射釘。射釘固定位置應釘在龍骨上，鍍鋅射釘的間距應不大于200 mm。

3.2.4發泡水泥澆筑

發泡水泥澆筑要按順序操作，出料口離基層不宜太高，避免破泡，一般不超過0.5 m。大面積澆筑時，宜采用分段澆筑的方法，用模板高度將施工面分割成若干層面分層施工，也可采用分段分層、全面分層的澆筑方法。每次澆筑發泡大概300 mm，待20 min～40 min發泡定型后，可進行下一次澆筑，直至將縫隙完全填充。采用分段流水作業澆筑發泡水泥時，應注意發泡水泥發起的高度為澆筑高度的1.2倍～1.3倍。發泡水泥澆筑應及時檢查保溫層飽滿度及面層的情況，如有漏澆應及時補澆，面層如有位移，偏差超過規定要求時，應停止施工，進行調整并符合要求后，方可繼續施工。罐體頂部應預留直徑約500 mm的下人入口，并在入口的側壁預留發泡水泥保溫層的澆筑入口，待頂部澆筑完畢后，應對下人入口進行保溫處理，通常用苯板或聚氨酯作為保溫材料。

3.2.5質量驗收

化學發泡水泥外保溫技術工程應按照現行國家標準GB 50300—2013建筑工程施工質量驗收統一標準[6]和JGJ/T 29—2015建筑涂飾工程施工及驗收規程[7]等有關規定進行施工質量驗收。根據GB 50411—2019建筑節能工程施工質量驗收標準[8]，外墻采用保溫漿料做保溫層時，應在施工中制作同條件試件，檢測其導熱系數，干密度和抗壓強度。發泡水泥試件檢測結果見表1，施工完成圖見圖4。

表1 檢測報告

4 技術優勢

免拆模板化學發泡水泥外保溫技術在儲油罐中應用，增強儲油罐的保溫性能，能夠有效降低儲油罐的能耗。其技術優勢如下：

1)發泡水泥為多孔結構材料，具有良好的保溫性能。免拆模板化學發泡水泥外保溫整體性強，可塑性高，不宜開裂脫落，在保證保溫效果的同時，有效解決保溫體系與建筑主體同壽命的難題，而且提高了儲油罐保溫的可靠性、安全性和防火性。

2)免拆模板化學發泡水泥外保溫技術，施工方便、工藝簡單，簡化了施工工序，且節約了材料消耗。同時，該技術應用范圍較廣，不僅能夠應用于規則立面的新老建筑及構筑物外保溫，而且能夠應用于不規則形體保溫。本技術施工過程有效改善當前儲油罐外保溫技術弊端，為今后構筑物外保溫防火技術應用提供參考。