羅茨風機基礎(chǔ)施工控制研究

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅(qū)羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

在冶金行業(yè)中，大型高爐鼓風機是非常重要的復雜設(shè)備，具有永久性、隱蔽性、及不可修復性等特點，決定了高爐鼓風機工程必須質(zhì)量優(yōu)良、經(jīng)久耐用。如何對羅茨風機的基礎(chǔ)施工控制達到質(zhì)量最大化的效果，一直都是一項重要的內(nèi)容。接著，我們就來對羅茨風機做一個基礎(chǔ)的認識以及其基礎(chǔ)施工中可能出現(xiàn)的問題和如何控制做出一個大體的研究。
一、 羅茨風機基本介紹
1.羅茨風機的定義
大型高爐鼓風機組是指為4000立方米以上大型高爐配備的動力供風設(shè)備，包括羅茨風機、自控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及驅(qū)動機等、羅茨風機風量可達到700-1000Nm3/min，驅(qū)動功率可達到30000-60000kW，羅茨鼓風機中壓縮機屬于高技術(shù)密集型透平機械，其中最重要的因素當屬可靠性，其次能耗、調(diào)節(jié)范圍、噪音等參數(shù)也是衡量其技術(shù)先進與否的關(guān)鍵。
2.羅茨風機的生產(chǎn)背景
隨著中國經(jīng)濟建設(shè)中環(huán)保、節(jié)能戰(zhàn)略的推進，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實行，高爐大型化成為冶煉行業(yè)的發(fā)展方向。這就對大型高爐鼓風機國有化提出了緊迫要求。目前山東錦工羅茨風機從瑞士公司引進技術(shù)后不斷發(fā)展，已具備制造羅茨風機的能力，完全可以滿足大型高爐的要求。
而同時，隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)高速、穩(wěn)定發(fā)展，中國的鋼鐵行業(yè)也進入了新一輪快速發(fā)展。寶鋼作為中國最具競爭力的鋼鐵企業(yè)之一，也通過新建項目及對現(xiàn)有設(shè)備進行挖潛擴大產(chǎn)能，提升競爭力。隨著GDP的持續(xù)、穩(wěn)定增長，也面臨著日益嚴峻的環(huán)保形勢，出臺了一系列節(jié)能減排的強制性措施，其中最主要的就是高爐大修擴容。而隨著高爐的改造，也提高了對風量、壓力的需求。鼓風機作為高爐的主要設(shè)備，其出口的風量、風壓也隨之提高。這樣，安全問題也隨之產(chǎn)生，羅茨風機的基礎(chǔ)施工控制問題也就需要很好的解決方案。
3.羅茨風機基礎(chǔ)施工特點及方法
鼓風機基礎(chǔ)具有永久性、隱蔽性及不可修復性等特點，其結(jié)構(gòu)形式為二層框架形式。正是因為其這些特點，決定了大型高爐鼓風機基礎(chǔ)施工必須質(zhì)量優(yōu)良、經(jīng)久耐用。
為此，國內(nèi)外很多羅茨風機的基礎(chǔ)施工都采用的是大體積混凝土一次澆注施工的方法。雖然這方法比較成熟，不過這同時也具有一些弊端。大體積混凝土的施工，往往由于水泥用量過大，沙石等材料配比不嚴密，水灰比大，澆注速度快等原因造成混凝圖裂縫，而裂縫的產(chǎn)生能嚴重影響到混凝土的質(zhì)量和以后的使用功能，也對羅茨風機的安全提出了挑戰(zhàn)。而且還存在著工期長，過度使用造成人力物力資源的浪費。
二、羅茨風機基礎(chǔ)施工控制
1.羅茨風機基礎(chǔ)施工措施
羅茨風機基礎(chǔ)施工一般分為兩層，一層為基礎(chǔ)底板，一層為柱及框架梁板?；A(chǔ)底板施工過程中底板一般為1.5m至3m厚，混凝土澆筑量大。應按照大體積混凝土施工措施進行施工。框架梁厚度一般大于1m，對于梁板的腳手架搭設(shè)等相關(guān)措施需要進行必要的計算。
2、羅茨風機基礎(chǔ)施工過程中應注意的問題
1）、對混凝土裂縫的解決方案
羅茨風機基礎(chǔ)施工中，混凝土裂縫是不可避免的，只能最大程度上去減少裂縫的數(shù)量和提高混凝土的質(zhì)量，卻不能完全消除裂縫。其中裂縫的成因大概有幾個方面。
首先，混凝土的收縮引起收縮裂縫，主要因素是用水量和水泥用量，兩者越高，混凝土的收縮就越大，混凝土的逐漸散熱和硬化過程引起的收縮，會產(chǎn)生很大的收縮應力，如果應力超過當時的混凝土極限抗拉強度，就會產(chǎn)生裂縫。對于這種裂縫，要求在混凝土澆筑后要及時覆蓋及養(yǎng)護。
其次，混凝土內(nèi)外部溫差過大也會產(chǎn)生裂縫。其主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)外部溫差過大。尤其是大體積混凝土，更易產(chǎn)生此類裂縫。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑，澆筑后，水泥因為水化引起水化過熱，而混凝土體積大，熱量聚集在起內(nèi)部不易散發(fā)，升溫顯著；而混凝土外部則散熱較快，形成較大的溫度差，使其內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力。此時，混凝土齡期短，抗拉強度很低。當表面產(chǎn)生的抗拉應力超過其極限抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。
對于混凝土裂縫的控制，可以從外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部原材料兩個方面加以控制。
外部結(jié)構(gòu)而言，可以在混凝土基礎(chǔ)頂面和底面配置φ16@200鋼筋網(wǎng)來控制溫差裂縫。還可設(shè)置一道寬800mm的后澆帶來釋放溫度應力，確?；A(chǔ)整體剛性連接較好，滿足結(jié)構(gòu)應力需求。
內(nèi)部原材料來說，可以選擇其他水化熱較低種類的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥，有利于克服因溫度應力而產(chǎn)生的混凝土裂縫。還可以控制沙石的含泥量，提高混凝土的密實性、耐久性和抗裂性。也可以在混凝土中摻加標準粉煤灰來提高其抗?jié)B性和耐久性，減少收縮；摻加適應比例的減水劑和引氣劑，大大減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善其和易性降低水灰比，有助于提高混凝土的抗裂性能；同時在其中摻加微膨脹劑，補償收縮及減少溫度應力。
施工過程中的控制
對于以上對混凝土裂縫的控制并不都是萬全之策，同時還需要在基礎(chǔ)施工過程中達到很好的控制。
由于羅茨風機基礎(chǔ)表面積較大體積基礎(chǔ)要大很多,故此在施工過程中有些大體積混凝土施工措施可以進行省略,一般采用以下措施既可:
1) 控制混凝土入模溫度在25度以下，初凝在4小時以上。這樣做的目的是為了使材料水冷和風冷充分降溫，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)也加強保溫以免冷量損失，降低混凝土初始溫度。加強保溫保濕工作，降低內(nèi)外溫差。這樣的話可以使混凝土裂縫最小化，也能最大程度上保證羅茨風機的安全問題，使其能更經(jīng)久耐用。
2) 澆注過程中由于受到支護措施的限制，在混凝土澆注過程中，采用分層澆注的方法施工，一層大約厚300mm，澆筑速度控制在500mm/小時。這樣既可以保證腳手架支護系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又使得混凝土水花熱得到了充分的時間散發(fā)，能有效地減少澆注完畢后混凝土內(nèi)外溫差，防止裂紋的產(chǎn)生
2、預埋地腳螺栓的施工
羅茨風機基礎(chǔ)由于其動載荷較大，一般梁板鋼筋相對很密，故此地腳螺栓的安裝難度相當之大。故此在羅茨風機施工過程中對于地腳螺栓或套管埋設(shè)要放在頂板模板和鋼筋安裝過程中去安裝，切不可等鋼筋安裝完畢后再進行地腳的安裝。施工流程為：
首先待梁底板鋪設(shè)完畢后進行放線，確定地腳螺栓的位置。
然后用角鐵或埋件將地腳螺栓底板進行固定
固定完畢后進行鋼筋綁扎
綁扎完畢后進行預埋件的埋設(shè)，此時由于下部位置固定，則預埋件只需要固定在底板上即可
待鋼筋調(diào)整完畢后，在上方對預埋件進行精調(diào)，同時在上部進行固定。
4.其它的一些控制方法
除以上主要列出的羅茨風機基礎(chǔ)施工出現(xiàn)的一些問題和基本解決方法之外，還可以借鑒使用一些早已研發(fā)出來的技術(shù)工作和施工措施，如低水化熱控制；基礎(chǔ)底部滑動層控制；控制澆筑層厚；低塌落度控制；自動測溫、恒溫控制等。
結(jié)語：羅茨風機對于現(xiàn)代我國冶金行業(yè)已經(jīng)是大勢所趨，是發(fā)展的必要，我國也已經(jīng)有了自己的羅茨風機創(chuàng)造研發(fā)技術(shù)和能力，這表明我國在重工業(yè)產(chǎn)業(yè)中也是位列世界的前茅！以上我列舉了一些對羅茨風機基礎(chǔ)施工控制的研究，也只是我個人的一點小小見解，可能不夠完善不夠全面，還望大家多提寶貴意見，幫助我完成這次學術(shù)研究！

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