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    分析：采用CL-80澆注料

    一、是由于煙囪施工技術限制和投資控制要求，不能很好地配合進行煙囪滑模施工，施工工期長、投資較高;

    二、是由于氣候和工程特點，存在難以解決的返堿剝落問題。所以，采用CL-80澆注料雖然有煙囪施工成功案例，但具體到本工程卻是不適宜的。

    而采用耐酸磚雖然結構設計上不如CL-80澆注料經濟，但其在本工程中煙囪施工技術可行，同時滿足施工工期要求，節省了總投資，所以本工程終選擇采用耐酸磚作為煙囪內襯。由此可見，煙囪內襯的選擇，煙囪施工條件的影響是相當重要的。

    1.工程概況
    某高硫焦代油鍋爐改造工程的鋼筋混凝土煙囪，高H=150m、煙囪上口內徑D=5m，基礎底部外徑D=22m。根據高硫焦代油鍋爐改造工程總體統籌進度計劃，該煙囪施工工程計劃為120個日歷天(1月18日-5月18日，包括施工準備時間，但不包括±0.00以下基礎的施工工期)，其中煙囪筒體施工時間為60個日歷天(2月底至4月底)。

    2.內襯選型
    傳統的該類工程煙囪常采用耐酸磚作為內襯，本工程擬采用一種新型的CL-80澆注料作內襯。CL-80澆注料的特點是容重小(為耐酸磚的1/3)，可在一定程度上減小煙囪筒壁混凝土量和基礎鋼筋量;導熱系數低(澆注料為0112W/mk，耐酸磚為019W/mk)，不用加隔熱層。總體而言，在設計上比耐酸磚經濟，并且澆注料與混凝土性能相似，通過預埋鋼筋與混凝土結合，整體受力性能較好。

    3.內襯選型與施工條件的矛盾
    從設計角度CL-80澆注料比耐酸磚更經濟合理，但在具體結合施工方案討論時，發現采用CL-80澆注料有以下兩大方面問題:
    1)施工技術、施工工期與內襯設計難以調和，由于施工工期要求緊，煙囪筒體施工從2月底開始，4月底結束，為周邊建構筑物施工騰出安全施工作業面;加上CL-80澆注料材料物理、化學性能與混凝土相似，適宜澆筑，施工單位初步選擇了雙滑模方案，這樣可以爭取外筒和內襯幾乎同步施工，節約時間。但是雙滑模施工在技術上與CL-80澆注料的細節設計存在不可調和的矛盾，主要有:

    a.同步雙滑模要求內襯與筒壁間至少應有5cm左右空隙(通常使用隔熱層作為分隔)，以便安裝分隔材料，避免混凝土和澆注料的互滲。而CL-80澆注料內襯與煙囪筒壁間不設隔熱層，澆注料通過筒壁預埋鋼筋與混凝土結合，兩種材料直接接觸，雖然整體受力性能較好，卻導致無法實現同步雙滑模。

    b.如果不進行同步雙滑，而采用筒壁和內襯錯開015m滑模的方案。由于混凝土筒壁佳滑升時機為混凝土強度015MPa左右、坍落度在5~6cm左右，根據當地春季氣候條件，預計滑升速度為平均每天215m左右，即1m/8~9h。而CL-80澆注料在24h后方可脫模，同時為避免與混凝土互滲，在混凝土達到一定強度后才可施工同樣標高位置的澆注料，這樣兩者在施工時間上難以配合，筒壁澆筑一段后須等待CL-80脫模，工期將延長3倍，不適合本工程的工期要求。

    c.在雙滑模方案不可行的情況下，是否可采用單滑模方案，進一步探討發現，單滑模采用CL-80澆注料仍然存在種種問題。
    單滑方案即先施工完筒壁，有足夠施工作業面后，再進行內襯的施工。如果采用支模施工內襯，則存在內模板體系復雜，支撐、作業困難等問題。經過進一步市場調查，發現此種澆注料在長江以北的施工案例有很多采用的是噴涂或涂抹方案。這種方案是:先進行主體結構施工，再采用機械噴涂或人工涂抹。對于煙囪這類高聳結構，采用人工涂抹除對作業平臺有要求外，對人員素質的要求也較高，質量保證體系要求很高，施工速度慢。機械噴涂除有上述問題外，還將產生很大的材料損失，經濟上不可行。

    因而在煙囪等高聳結構中很少采用上述兩種方法。

    2)澆注料物理性能和化學成分與混凝土相近，混凝土在特定條件下發生的返堿問題在澆注料上也同樣存在。
    當地春、夏季潮濕炎熱，在本案例煙囪施工期間，3月還有一段返潮天氣，與北方干燥氣候很不一樣，屆時室內由于空氣不流通，濕氣聚集，空氣濕度達到95%左右，往往會在四壁凝結水汽，形成水滴。
    堿性建筑材料施工后在室內的部分由于空氣濕度大，水份不能及時排出，如果暴露在空氣中，會產生一系列化學反應(如內墻水泥砂漿抹面在這樣條件下常常發生返堿現象)。而暴露室外部份由于空氣流通、水汽不會聚集，反而很少發生返堿。由于澆注料的物理化學性質與水泥相近，所以也很可能會發生返堿問題。

    返堿現象具體表現為:未經干燥的水泥等澆筑體長期處于濕熱環境條件下，表面會起皮疏松，長期不處理，反應會逐漸加深，終導致逐層剝落。產生該現象的主要原因為:澆筑體的疏松多孔結構決定了澆筑體有一定的含水率，其中的一些堿金屬和堿土金屬物質遇水將會逐漸轉化為氫氧化物，當澆筑體中的水足夠多時，在毛細壓作用下，水可以沿毛細孔上升達10cm左右，這些氫氧化物也隨著澆筑體中的自由水逐漸遷移到澆筑體表面，到達表面后，與空氣接觸發生化學反應生成碳酸鹽產生膨脹，致使澆筑體表面起皮疏松脫落。以混凝土為例，主要化學反應方程式為:氫氧化物遷移到澆筑體表面，與空氣接觸生成不溶于水的碳酸鹽:
    Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O

    而CL-80同為澆注料，與水泥物理、化學性質是相近的，澆筑時含水率高、流動性大，澆注后覆蓋混凝土筒體，直接暴露在筒內空氣中，煙囪為高聳構筑物，內部空氣不流通，返潮季節非常容易發生返堿。廠家在實踐中同樣發現，耐火澆注料澆注完成后，在南方濕熱氣候下不能及時烘烤會出現表面返堿，若不及時處理，就會逐漸加深而產生逐層剝落現象，并且內部逐步酥散。澆注料返堿的現象和原因與水泥澆筑體是一致的，關鍵在于游離水的存在，要解決此問題就及時將游離水排出，在堿金屬和堿土金屬物質遇水轉化為氫氧化物遷移前就形成穩定化合物，從而杜絕返堿現象的發生。

    如果要解決上述問題，及時烘烤澆筑體，排出澆筑體中的自由水，使得堿金屬和堿土金屬物質在轉化為氫氧化物遷移前，就發生相互反應形成穩定化合物，從而杜絕返堿現象發生。但是由于本工程前列臺鍋爐要到轉年4月底才具備點火條件，距離煙囪澆注料施工完畢有一年時間，也就是說澆筑完畢后過一年時間才可用鍋爐烘烤，要經歷兩次返潮期，返堿現象不可避免會發生，將會造成無法挽回的經濟損失(僅材料費就損失180萬元)，而且技術上也難以重新修補、更換內襯。若采用其他方式進行預烘烤(如廠家提出澆筑完成后自煙囪下部采用木材、煤或焦炭等進行點火烘烤，分段采用煙囪底部小火(150~200℃)≥24h、煙囪底部中火(250~350℃)≥48h、煙囪底部大火(150~200℃)≥36h、自然降至常溫后封閉底口、烘烤完后頂部設置防雨措施的方案)，技術上難以實施、效果難以控制、費用上也存在問題，不可行。

    反之，若采用耐酸磚作內襯，則筒體施工采用單滑模方案，平均2~3m/d，60d完成滑模;筒體滑模完成后內襯砌筑不影響周邊建構筑物的施工。耐酸磚不會發生材料返堿現象，砌筑采用活動吊盤，吊盤用Φ48×315管組裝而成，比+10.00m處內襯直徑小350mm，用6臺手扳葫蘆(3t)作為升降系同統，用于平臺的提升和下降，平臺中央設一個1000×800孔洞作為內襯材料的運料口，上料完畢用木板封堵，這樣就解決了煙囪筒體和內襯施工工藝和工期問題。所以，采用耐酸磚作內襯符合本工程的煙囪施工條件。