17 低水泥用量堆石混凝土技术
一、技术名称:低水泥用量堆石混凝土技术
二、技术类别:减碳技术
三、所属领域及适用范围:建筑行业混凝土浇筑施工
四、该技术应用现状及产业化情况
低水泥用量的堆石混凝土可以替代常规混凝土,主要应用于坝体、防渗墙处理、围 堰、护坦、边墙、各种基础回填、混凝土换基部位及各种堤防工程、挡土墙工程、沉井 回填部位等。目前,该技术已在北京、山西、河北、四川、湖北、安徽、广东、云南、 新疆、黑龙江等地成功实施了近60个工程项目,预计未来在公路、铁路、市政、港口、 电力、灾后重建等领域也将具有广阔的发展前景。截止2013年底,低水泥用量堆石混凝 土累计完成浇筑方量近70万m3,累计减少水泥使用量约12万吨。
五、技术内容
1. 技术原理
低水泥用量堆石混凝土施工技术主要是利用高流动性、抗分离性能好、穿透能力强的专用自密实混凝土(SCC),依靠其自重完全充填块石空隙而形成的完整、密实、低水 化热的大体积混凝土。由于该技术利用了较高比例的堆石,混凝土中堆石的体积比例一 般可达55%~60%,能够替代混凝土原材料中的部分水泥,最大限度地降低了胶凝材料用 量,实现CO2减排。
2. 关键技术
(1)自密实混凝土配合比设计技术
采用适当比例的块状石料、石料颗粒(粗骨料)、沙粒(细骨料)、粉煤灰、水泥及水混合,形成符合强度要求的自密实混凝土;
(2)工业固体废弃物循环利用技术
将尾矿、建筑垃圾等按一定比例掺入堆石混凝土中,实现工业固体废弃物的循环利用;
(3)堆石混凝土施工工艺技术
堆石混凝土施工方式包括常规堆石混凝土和抛石型堆石混凝土两种。前者是将堆石先入仓,然后浇筑自密实混凝土;后者是在合适的施工条件下,利用自密实混凝土的缓冲作用,先浇筑高抗分离的自密实混凝土,后抛入堆石,形成完整密实的混凝土。
3. 工艺流程 堆石混凝土技术的原理示意图见图1。
六、主要技术指标
1. 每立方米混凝土工程,可减少水泥使用量约0.17吨;
2. 堆石混凝土容重可达2500kg/m3;
3. 堆石混凝土渗透系数可达到10 m/s~11m/s;
4. 工程钻孔压水检测透水率低于1Lu;
5. 强度等级C15~C25的堆石混凝土绝热温升不超过17oC。
七、技术鉴定情况
该技术于2008年通过由水利部组织的科技成果鉴定,2009年获得水利先进实用技术 推广证书及新疆维吾尔自治区科学技术进步奖三等奖。目前已获得国家发明专利7项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:河南国网宝泉抽水蓄能有限公司、中国长江三峡集团公司、国电大渡河 流域水电开发有限公司、格尔木那陵格勒河水电开发有限责任公司等。
典型案例1
案例名称:广东中山市长坑三级水库重建项目
建设规模:总库容为161.32万m³,混凝土施工量1.7万m3。项目建设条件:对水库的 主体工程进行重建,采取传统施工设备即可满足要求。主要建设内容:采用堆石混凝土 施工技术,工程中总共使用堆石混凝土1.7万m3。主要设备为自卸汽车,装载机、挖掘机、 泵车、吊罐等通用工程设备。项目投资额1913万元,其中堆石混凝土投资额约110万元, 建设期4个月。项目减排量1480tCO2,由于采用该技术节约了水泥用量并大幅缩短工期, 相对传统工程节约投入128万元。项目减排成本为-800~-400元/tCO2。
典型案例 2
案例名称:四川向家坝水电站沉井工程
建设规模:混凝土施工总方量为1000多万m3,施工量为7万m3。项目建设条件:新建水电站工程,采取传统施工设备即可满足要求。主要建设内容:不需要增加硬件及预算 的投入,仅需要对施工工艺进行改进和优化。主要设备采取传统施工设备即可满足要求, 即需要自卸汽车,装载机、挖掘机、泵车、吊罐等通用工程设备。项目投资额3200万元, 其中堆石混凝土投资额约450万元,建设期2个月。项目减排量6360tCO2,由于采用该技 术节约了水泥用量并大幅缩短工期,相对传统工程节约投入455万元。项目减排成本为-800~-400元/tCO2。
九、推广前景和减排
潜力随着低水泥用量堆石混凝土技术在水利、水电、铁路、公路等行业进一步应用,预 计未来5年堆石混凝土浇筑方量将增加至1500万m3,在行业内推广比例可达5%,可形成年 碳减排能力135万tCO2。
由武汉节能协会办公室整理