碱矿渣混凝土施工技术

徐建华，徐科庶，杜玉荣，刘璐

（重庆建工第四建设有限责任公司，重庆 400020）

0 引言

碱矿渣作为一种环境友好型材料，正在被多个国家研究和开发，被誉为二十一世纪最具有开发潜力的新型胶凝材料。与目前的硅酸盐水泥混凝土相比，碱矿渣水泥混凝土具有高强、耐久、节能、水化热低、抗化学腐蚀性强、抗冻融性好等特点，可广泛应用于普通混凝土结构和钢筋混凝土结构的加固改造、水泥混凝土路面的修补、工程抢修、抗腐蚀混凝土建设、含有毒金属离子的废物和放射性废物的治理和处置等工程领域。也可有效解决我国特性胶凝材料供应不足的问题，并产生了良好的技术、经济效益。碱矿渣充分利用了工业废渣和自然资源，是一种很有发展前途的新型建筑材料。

1 碱矿渣混凝土施工工艺

1.1工艺流程（图1）

1.2 操作要点

1.2.1 施工准备

（1）由具有资质的单位出具设计配合比，其各项指标应满足设计和施工要求，且应明确设计配合比的各项材料技术指标。安设数控配料机、强制式搅拌机，设计制作碱溶液自动送配料及循环保温储存装置，并逐一调试，进行单机调试和联合运行调试，并进行生产调试至正常。

图1 碱矿渣混凝土施工工艺流程图

1.2.2 配料

按照复核后的施工配合比，在数控配料机上设置好各仓的出料重量，并按“水淬高炉矿渣粉→碎石→石粉→砂”的顺序出料，由传送带运送到搅拌机料斗中待用。经多次试验，按此顺序配料能够减少粉尘飞扬，也更利于混凝土搅拌均匀。

1.2.3 搅拌及出料

采用的投料搅拌顺序如图2。

图2 投料搅拌顺序

将搅拌机料斗中配好的干混料投入到搅拌机料筒，干拌30s搅拌均匀。按复核后的施工配合比，在碱溶液储存罐的数控装置上设置好每盘出液量，待干料拌合均匀后即可出液。碱溶液沿送料管道输送，从搅拌机料筒上方流入筒内。矿渣粉和外加剂的活性从加入碱溶液后开始激活，形成胶凝材料。加入碱溶液后搅拌120s，胶凝材料反应充分，达到工作性能。然后进行开盘鉴定，符合要求后方可出料。

1.2.4 运输

运输方式采用吊斗和塔吊配合完成运输，因为混凝土运输时间的长短，直接影响碱矿渣混凝土的浇筑和浇筑后凝结快慢。经多次实测总结：碱矿渣混凝土在5℃～20℃气温条件下，初凝时间为40～60min，终凝时间为180～300min。从开始加入碱溶液拌合到浇筑振捣成型的时间不应超过拌合物的初凝时间，否则不仅混凝土坍落度过低，无法入模，而且浇筑后很快凝结，这样在连续浇筑过程中，会形成狗洞或振捣不密实。

1.2.5 浇筑

（1）布料和赶平

在混凝土入模板到终凝的阶段工序较多，操作人员及机械会对面层的成型质量带来影响。为了减小这个过程中产生的影响，按照预先划分的浇筑区域布料浇筑，由远而近进行（图3）。同一区域的混凝土，应按先竖向结构后水平结构的顺序，分层连续浇筑；竖向结构物每层浇筑厚度不宜超过300～500mm；浇筑楼板时，应沿短边同向浇筑。后浇带间距不得超过30m。摊铺碱矿渣混凝土的虚铺厚度为实际厚度的1.1～1.2倍。因碱矿渣混凝土黏性较大，应先用振动棒或平板振动器拖动混凝土赶平，再用滚筒粗平，最后用抹子抹压精平。

图3 吊斗布料

（2）振捣

用频率≥180Hz的插入式高频振动棒振捣，插入的间距不大于振动棒的振动作用半径，约为500mm。连续多层浇筑时振动棒应插入下层拌合物约50～100mm，振捣时机是在下层初凝前，振捣延续时间宜为20～40s。

（3）收光整平

当混凝土接近初凝时，用平板振动器进行二次抹压，抹压完毕后，立即用塑料薄膜覆盖（图4）。严密覆盖与二次抹压相结合的方法，是可以防止碱矿渣混凝土结构开裂的重要措施之一，此过程必须严格执行。覆盖的作用是减少混凝土表面水分散失形成塑性收缩裂缝。而二次抹压是对其表面已有的塑性收缩微细裂缝和缺陷进行及时的封闭处理，以免发展扩大。

图4 碱溶液润湿收面光后随即用塑料薄膜覆盖

图5 模板拆除后的效果

1.2.6 养护

混凝土去除表面覆盖物或拆模后，应对混凝土采用洒水养护，在混凝土表面处于潮湿状态时，迅速采用土工布等材料将暴露面混凝土覆盖或包裹，再用塑料布将土工布等保湿材料包覆。包覆期间，包覆物应完好无损，彼此搭接完整，内表面应具有凝结水珠。有条件应尽量延长混凝土的包覆保湿养护时间，保湿养护不少于14d。到位的养护措施可以降低早期收缩。模板拆除后的效果见图5。

1.2.7 清理及废料处理

当日浇筑完成后，应用清水清洗搅拌机及运输设备。用专用铁桶收集废料、洗罐废水，加盖封装，定时集中外运，做到工完场清。

2 结语

该方法针对碱矿渣混凝土的特性，通过自行设计碱矿渣混凝土自动配料系统、现场搅拌防尘棚装置、碱溶液循环加热保温系统，采用碱溶液工厂化配制，形成了碱矿渣混凝土的搅拌、振捣、收平、养护等工作性能要求和成套施工工艺，实现了碱矿渣混凝土现浇结构的施工，解决了碱矿渣混凝土批量生产及现场施工技术难题，对碱矿渣混凝土的推广应用奠定了一定的基础。