农村家用水压式沼气池及建造与施工.doc

农村家用水压式沼气池的建造与施工一、池型结构农村家用沼气池，一般可按照以下四种方式进行分类：按储气方式可分为水压式、浮罩式和气袋式，在实际应用中，水压式最为普遍，浮罩式次之；按发酵池的几何形状分为圆筒形池、球形池、长方形池、方池、拱形池、圆管形池、椭球形池、纺锤形池、扁球形状池等，其中，圆筒形池和球形池应用最为普遍；安建池材料分为砖结构池、塑料（或橡胶）结构池、抗碱玻璃纤维水泥结构池、钢结构等，在实际应用中，最为普遍的是混凝土结构池；按沼气池埋设位置分为地上式、半埋式和地下式，在实际应用中，以地下式为主。除此以外，也有按照发醇工艺进行分类的。实际应用最广的水压式沼气池，是指地下埋设、混凝土结构、圆筒形（或球形）的水压式沼气池。水压式沼气池具有构造合理、施工简单、造价较低、管理使用方便等优点，但是，气压不稳定，对产气不利，对燃烧器具的设计也带来困难，同时，对防漏要求很高。（一） 组成与功能 家用水压式沼气池一般由进料口、进料管、发醇间、活动盖、导气管、出料管、出料间（水压间）等组成（见图）。 图3-1 农村家用圆筒形水压式沼气池示意图1、进料口；2、进实管；3、发酵间；4、储气部分；5、出料管；6、进料间（水压间）；7、活动盖；8、导气管1.进料管 一般采取直管斜插方式，在池盖支座附近斜插于料液中，或者以1：0.9坡度斜插于池墙1/2高度处，这样做施工方便，进料顺畅，搅拌方便。2.发醇间 这是沼气池的主题，又可分为发醇部分和储气部分。按一定配料比发醇原料的发醇部分进行发醇，其液面上的空间为储气部分。3.活动盖 设备在池盖的顶部，呈瓶塞状，上大下小。活动盖可以按需要开启或关闭，是一个装配式的部件。其功能主要有： （1）在进行沼气池的维修和清除沉渣时，打开活动盖以排除池内有害气体，并便于通风、采光，使操作安全；（2）在沼气池大换料时，活动盖口可起到吞吐的作用；（3）当采用土模法施工时，可作为挖取芯土的入口；（4）当遇到导气管堵塞、气压表失灵等特殊情况，造成池内气压过大时，活动盖即被冲开，从而降低池内气压，使池体得到保护；（5）另外，当地内发醇表面严重结壳，影响产气时，可以打开活动盖，破碎浮渣层，搅动料液。近年来，随着小型高效沼气池技术的发展，有些采取底层出料且设有较大出料口的沼气池，施工简单，便于出料，因而不再设置活动盖，其出料口已基本取代了池盖的功能。4.出料间 是为储存沼气、维持正常气压和便于出料而设置的，其大小及高度由沼气气压和储气量决定。出料间与发醇间的连接，一般随着出料方式的不同而存在两种方式：当满足沉降、杀灭寄生虫卵的需要，采取中层出料时，出料间通过安装于其下部的出料管，与发醇间连接；为便于出料、免除一年一度的大换料，采取底层出料时，出料间通过其下部的出料口，与发醇间直接相通。 （二） 工作原理在水压式朝气池中，当发醇产生沼气逐步增多时，气压随之增高（沼气气压的大小可由安装于输气管线路上的压力表或压力计显示），出料间液面和池内液面形成压力差，因而将发醇间内的料液压到出料间，直至内外压力平衡为止。当用户使用沼气时，池内气压下降，出料间中的料液便压回发醇间内，一维持内外压力新的平衡。这样，不断的产气和用气，使发醇间和出料间的液面不断地升降，始终维持压力平衡的状态。（三） 圆筒形池的优点 （1）结构受力性能良好，受力各阶段在池内外轴对称载作用下，池体各部位大部分处于受压状态，池墙下部虽有少部分受拉区，但拉力并不大，便于采用砖、石、混凝土等，其抗压强度远大于抗拉强度的脆性圬工材料，使结构厚度大大减薄，沼气池的土建造价相应降低。（2）同一容积的沼气池，在相同受力条件下，圆形池的表面积比较小，仅次于球形池。（3）池死角少，有利于甲烷菌的活动，且容易解决密闭问题。二、现场施工建造方法对于沼气池这样一个密闭装置，到达到结构牢靠、不漏水、不漏气的目的，除了合理设计以外，沼气池的施工是极其重要的一环。应按设计图纸或标准图集，任职细致地进行施工，确保施工质量。家用沼气池质量的好坏，结构和布局是否合理，直接关系到产气的多少和产气质量的好坏。因此，建修沼气池要做到设计合理，机构简单，施工方便，坚固耐用，造价低廉。保证建池质量，做到不漏气、不漏水。现以最普遍的水压式沼气池加以说明。（一） 保证建池的基本技术要求1. 合理的池体结构采用三结合建池，即将沼气池有猪圈、厕所建在一起，并相连通，使人、畜粪尿随时流入沼气池，以达到能经常进料的目的，节省劳动力。同时能利于改善农村的环境卫生；要求圆、小、浅。圆指建造圆筒形或球形沼气池。因球体的表面积最小，省工省料。浅指沼气池的埋置深度要浅，一般是指池盖拱顶的最小埋置深度为30cm左右，上面覆土，由于埋得较浅可充分利用阳光照晒拱顶和水压箱，以提高池温，增加产气量；同时也可使填土荷载与池内基本处于平衡状态。小指能满足一户家庭使用的前提下，应尽量缩小池容，不但可节省建池材料，同时还易解决发醇原料的不足；有合理的活动盖。它安装在沼气池拱顶部活动盖口上，其大小为65-75cm；直管进料。用直水泥管斜插入发醇间，不应拐弯，有利于发醇原料进的主池体的发醇间，也便于人工搅拌；中层出料。进出料间的下口上沿位置，应在同一水平线上，即设在池墙的1/2处比较合适；进出料口加盖。盖的大小要与进出料口大小相适宜。加盖可保温又能保持卫生、安全；进、出料间的上口水平位置，应高于池盖，这样可使进、出料间起到水压箱的作用，避免产生较多时，发醇液溢到池外；沼气池削球壳体的矢跨比一定要合理。矢跨比，即弧形拱盖和池底的矢高（拱弧高）与池内的直径比（见图）。 3-2 矢跨比示图 矢跨比=F:D根据无弯矩薄膜内力计算，削球壳体的池盖矢跨比为1：5，池底矢跨比为1：8；这是池盖的环向内力，由压力变为拉力的分界线。因此，要求沼气池的矢跨比等于或大于这个数值，一般池盖矢跨比取值为1/5 1/4，池底矢跨比取值为1/10-1/8；在高水位地区建池，池底要求建成锅底形（即反拱形）。锅底形池承受的地下水压力大，而且省工省料。地下水位不高的地区，可建成平底形池底。2.正确合理选择及使用建筑材料选择建筑材料要因地制宜；要正确使用建池材料。如石灰。须先用水发透，过筛除去杂块方可使用。砂子不能混有杂草、泥土，用前一定要过筛。水泥要防潮湿，若水泥结块，应降低标号使用。碎石一定要洗净后再使用要保证建池材料的标号和质量，建池用的胶凝材料，必须上水硬性的。（a）水泥标号325或425号皆可；（b）砖应在75号以上，同时要求平整、无裂纹、翘曲等；(c)石块应经过修整，一般修成15cm厚即可；(d)石灰要用块石灰，使用前必须用水熟化，过滤成石灰膏，并经储存7天左右可用；(e)砂子要用中砂；（f）石子要用卵石或碎石，料径为0.5-2cm；(g)混凝土一般用100号或150号，其水泥、砂子、石子之比为1：3：5或1：2：4。3、沼气池设计的几何尺寸 现以圆筒形沼气池为例作一介绍。为了便于施工时查阅，现将圆筒形沼气池不同容积的主要设计尺寸如下（见表）：池型容积（m3）用地范围埋置深度（H）池内直径（D）池墙高（H）削球形池盖削球形池底出料时间（水压箱）长宽曲率半径（P1）矢高（f1）曲率半径（P2）矢高（f2）长（d1）宽（d2）64.582.882.142.401.01.740.482.550.301.00.884.883.182.242.701.01.960.542.860.341.21.0105.183.482.343.001.02.180.603.180.381.31.0125.383.782.403.201.02.320.643.400.401.41.0(二)建池材料 目前，我国农村建池用材料有：混凝土：、砖、料石，这里主要介绍上述几种材料及制品的材性、配制和使用，对有关胶凝材料的硬化机理只作一般性的阐述。1、普通粘土砖 普通粘土：砖采用粘土制成砖坯，经过干燥、入窑、高温(9001 000f)焙烧而成的地方性材料。建池用的砖无特殊要求，青砖、红砖，手工砖或或机制砖均可使用。普通粘土砖从强度划分为50、75、100、150、200号五种。任一一项强度指标达不到者，应降低标号使用：50号砖只限于手工砖使用。其质量符合下列主要技术要求： 几何尺寸：240mmll5nlm53mm； 容量：16001800kgm3； 外观：尺寸应整齐，各平面应平整，无过大翘曲，一般应无裂纹；敲击声脆，断面组织均匀。建池用砖，一般选用50号、?5号、100号二种，其几种尺寸可不受上述限制，但不得用欠火砖。池盖用砖，棱角应完整无缺，否则影响砌筑质量。 2、石材 在山区、丘陵或盛产石材的地区建造沼气池，可用石材加工正成板石或条石砌筑发酵间和出料间。用于建造沼气池的石料，多选用组织紧密、均匀、无裂纹、无风化或弱风化的砂岩或石灰岩。这样的岩石易于加工。 石材的抗压强度是用5cm5cm5cm的立方试件用标准试验方法所得的抗压极限强度。按抗压强度，石材的标号划分为100，150、200、300、400、500，600、800、1000九种。抗压强度的大小取决于岩石的矿物成分，结晶粗细，胶结物质的种类及均匀性、荷重与节理方向等因素。 用于建造沼气池的石材，有耐水性要求。石材的耐水性，用软化系数表达(石材浸入水中后的抗压强度和干燥状态下的抗压强度比值称为石材软化系数)。高耐水性的石材，软化系数大于0.9；中耐水性者，软化系数为o.70.9；低耐水性者为0.60.?。用于沼气池的石材，-般取软化系数为0.70.9，已能保证建池质量。 3、石灰 石灰是山石灰岩经高温煅烧而成。凡含氧化镁小于7的称为钙石灰，大干7的为镁石灰。 (1)石灰的熟化：施工现场，石灰在使用前，一般都浇-定数量的水，使之熟化。熟化后的石灰称为熟石灰或消石灰，其主要成分是氢氧化钙。 熟化过程中加少量水，生成粉状熟石灰，随着加水量的增加，则成石灰膏或石灰浆。 石灰熟化的速度与石灰岩的成分和煅烧质量有关。过火石灰的表面有玻璃状硬壳，但熟化速度慢，而且未熟化颗粒也多。当石灰未彻底熟化前用于混凝土或砂浆中，由于它能继续熟化，体积膨胀导致混凝土发生裂缝或局部脱落，危害很大。欠火石灰中心有石灰石硬块，熟化后往往渣子较多。钙质石灰熟化速度较镁质石灰快，施工现场适于采用。（2）石灰的硬化：石灰的硬化包括以下两种反应： 由于石灰浆内水分的蒸发，使氢氧化钙从饱和溶液中析出胶体，以后又从胶体转化为结晶体，这一过程称为石灰的结晶。 在丧表面与空气相接触的氢氧化钙吸收空气中的碳酸气(二氧化碳)生成碳酸钙。这-过程称为石灰的碳化。 由于空气中碳酸气(二氧化碳)含量稀薄，又由于面层结成的碳酸钙薄层阻碍碳酸气的深入也阻碍内部水分的燕发，因此，石灰的硬化速度是相当缓慢的。 (3)块灰的外观检查：块状生石灰、碎屑、粉末越少越好，-般不得超过总重的30%；煤渣、石屑等杂质含量不得大于8%。过火、欠火块灰要少。 (4)石灰的等级划分：石灰的活性、产浆量及未熟化颗粒含量是划分石灰等级的依据。 活性，以氧化钙和氧化镁的含量表示，含量越多，活性越高、质量越好。活性用化学分析法测定。 产浆量：以每千克块灰产浆的升数表示。欠火、过火或杂质含量过多的石灰，其产浆量都较低。 未熟化颗粒含量：指石灰中不能熟化的渣子（干重）所占的百分比。未熟化颗粒越多的石灰，其质量越差。 (5)石灰的应用；在建造沼气池的工程中，熟石灰被用作砌筑砂浆和密封砂浆的改性材料。石灰掺入水泥砂浆中可以增加砂浆的韧性、保水性、和易性。必须指出，由于石灰是气硬性材料又能溶解于水，而埋设在地下的沼气池长期处于潮湿环境，因此，石灰不得单独作为胶凝材料建造沼气池，而且，即使石灰作为改性材料用于砂浆中，也应加以控制。使用过程中，石灰膏应过筛，消除石灰膏中未熟化的颗粒，否则将造成隐患。 4、水泥 建池用水泥有普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。 （1）普通硅酸盐水泥：普通硅酸盐水泥的主要矿物成分有四种：一是铝酸三钙：水化速度最快，水化时放热量最高，硬化时体积收缩也最大，强度的发展是早期快而不高，后期强度却有下降趋势。如果这种成分在水泥中含量过多，会使水泥很快边硬，产生急凝，无法施工。这种矿物占水泥总重的7%15%。二是硅酸三钙：水化速度较快，体积收缩较小，水化时放热量及放热速度次于铝酸三钙，强度发展也较快，且不断增长，是决定硅酸盐水泥强度的主要成分，这种矿物占水泥总重的37%60%。三是铁铝酸四钙：水化速度也很快，仅次于铝酸三钙，其早期强度发展较慢，后期强度发展较快，体积收缩较大，这种矿物成分占水泥总重的10%18%。四是硅酸二钙：水化速度、水化放热与体积收缩都最慢、最低和最小。强度发展是早期较慢、后期较快，是保证水泥后期强度的主要成分。这种矿物占水泥总重量的15%37%。普通水泥的硬化，水泥加入适量的水，调整塑料性浆体，产生物理、化学反应，浆体逐渐变浓、失去塑性、称为初凝。随着时间的延长，达到开始具有强度时称为终凝。终凝后继续增长成为硬化。凝结和硬化总称为硬化过程。由此，水泥硬化过程也就是水泥颗粒与水作用的过程，故水泥的凝结和硬化速度与下述主要因素有关：水泥颗粒的矿物组成，铝酸三钙和硅酸三钙含量大的水泥，凝结硬化快；水泥的细度：水泥颗粒越细，总表面积越大，与水接触面积越大，则水化越快，凝结硬化也越快；硬化时的温湿度：湿度越大温度越高，则水化越快，凝结硬化也越快。反之，凝结硬化越慢，温度低于0，凝结硬化停止；水泥中加水的比例：加水太多，水泥并不能马上吸收，反而变稀，增大颗粒间距，凝结硬化减慢。（2）火山灰质硅酸盐水泥：火山灰质水泥的抗蚀和抗水性都较强，可用于在下，水中及有侵蚀的工程；水化热低；在常温下，凝结硬化较慢，但在较高温度（7585）和较高湿度（相对湿度95%100%条件下）强度发展较快；低温时，强度增长很慢，故不宜低温（8以下）施工。硬化时需水量多，应保持充分的温湿度。（）渣硅酸盐水泥：矿渣水泥的主要性质与火山灰质水泥相似，故使用范围及应用特点也与它基本相同。但其抗蚀和耐水性普通水泥好而次于火山灰质水泥，矿渣水泥的泌水性较大而耐热性较好。 5、普通混凝土（1）混凝土的组成材料：水泥：（a）品种选择，沼气池内发醇液的pH值一般为7-8，故水泥可采用一般水泥的任何品种。但地下水含硫酸盐类、碳酸盐类等有害物质超过规定值时，对普通书你有腐蚀作用，应选用矿渣水泥或火山灰质水泥。（b）标号的选择，中小型沼气池的池墙和圈梁所用的混凝土标号一般均在200号以下，故水泥号一般选用325、425号，不需采用包标号水泥。细骨料：在混凝土中凡粒径为0.150.5mm的骨料称为细骨料。一般以天然砂（包括河砂、海砂、山砂）为细骨料砂的质量要求：砂的有害杂质含量：（a）含泥量不应超过砂重的3%；（b）云母含量不超过砂重的3%；（c）硫化物及硫酸盐：折成三氧化硫不应大于砂重的1%。（d）有机杂质：有机杂质一般以比色法测定其含量，规定在砂的样品上部的氢氧化钠溶液的颜色不得深于标准的淡黄色。有害杂质含量多而又必须使用时，可用清水或石灰水冲洗，并重做实验。如其合格，即可使用。砂的颗粒粗细和级配：在混凝土拌合物中，水泥浆包裹在砂粒表面并填充砂粒间的空隙。因此，当砂的总表面积小和空隙率小撕，所需的水泥浆就少。这不但能节省水泥用量，且由于水泥浆的中间层薄，游离水相对减少，粘结力得以发挥，混凝土的强度耐久性及其技术性得以提高。为了使砂的总表面积和空隙率减少，就需要具有优良的级配的砂和按具体情况选择较粗的砂。砂的颗粒级配指砂中各级颗粒的搭配关系；优良的颗粒级配则是指砂的大小颗粒搭配已经使砂的空隙率达到了最小的程度。 砂的级配以筛分法测定，标准筛的孔径分别为5、2.5、1.2、0.6、0.3、0.15mm 。砂的颗粒粗细，经细度模数表示。细度模数在2.5以上者为粗砂，在1.82.5者为中砂，1.8以下者为细砂。砂的选择，首先选用中砂和粗砂。如当地无粗砂和中砂，只有细砂时，则须控制混凝土的砂率及用水量，以降低水泥用量。粗骨料：在混凝土中，凡粒径大于5mm的骨料称为粗骨料，粗骨料一般采用卵石和碎石。卵石质量要求：有害物质含量，含泥量不应大于2%；有机物质含量用比色法测定，应不深于标准色，硫化物及硫酸盐含量，以三氧化硫计，不应大于1%。颗料粗细和级配，卵石的颗粒级配，亦用筛分法测定。标准筛的孔径分别为80、40、20、5mm的圆孔筛。级配好的卵石，空隙率小，容重大。此外，针片状颗粒含量不应大于15%；软弱颗粒含量不应大于10%。碎石：碎石的强度应大于混凝土强度的1.5倍，其质量要求与卵石相同。碎石的优点是原岩强度均匀，表面粗糙，与水泥浆结合力强，较纯洁；其缺点是混凝土的和易性小，施工时不如卵石那样易于浇灌和捣实。但石子的选择，必须根据就地取材、经济合理的原则，综合考虑。水：一般用饮用水（如自来水、井水、河水）拌合混凝土。其它如泉水、沼泽水、海水等可能含有对水泥有害的物质，应当通过化学分析以检验其酸碱度、硫化物等，也可以用质量好的水做混凝土强度的对比试验，如结果一致，即可使用。（2）建池用混凝土的质量要求：建造沼气池的混凝土，应考虑混凝土拌合物的易性和强度，其它如混凝土的抗渗性、抗冻性、耐热性以及胀缩性等也应符合有关要求。 混凝土拌合物和易性是指混凝土拌合物在保证质地均匀，各组成成分不离析的条件下，适于施工要求的综合性质。 和易性好的混凝土拌合物，易于搅拌均匀；浇灌时不发生离析、泌水现象，有一定的流动性，易于充满模板，也易于捣实，使混凝土内部质地均匀致密，强度和耐久性得到保证。 由于施工要求的不同，混凝土可分为塑性混凝土和干硬性混凝土，其和易性以坍落度或工作度表示。对于塑性混凝土，可用坍落度测定。对于低流动性或干硬性混凝土用工作度来测定。 混凝土的强度：混凝土强度的主要指标为抗压强度。混凝土拌合物用20cm20cm20cm的立方体试模成型，在标准条件下（温度203、相对湿度90以上） 养护28天进行抗压试验，以所得强度（N/cm2）划分等级（标号）。 混凝土抗压强度、除与粗、细骨料的质量有关外，水泥标号、水灰比、养护龄期、养护温度以及密实度等与混凝土强度有很大关系。水泥标号和水灰比是影响混凝土强度的主要因素。当其他条件相同时，水泥标号越高，则泥混凝土强度越高；水灰比越大，则混凝土强度越低。试验表明，当水泥、粗细骨料相同的条件下，混凝土28天的抗压强度与水灰比的关系是非线性的，但为了计算方便，多采用直线关系。普通混凝土，在无外加剂而又标准养护的条件下，其强度的增长是初期快，后期缓慢。混凝土7天龄期的强度为5.886.86N/cm2、28天为9.807N/ cm2、3个月为1.25 N/ cm2 、6个月为1.5 N/ cm2、1年为17.16 N/ cm2、2年为19.6 N/ cm2、4-5年为22.07 N/ cm2.。上一页 1 2 3 4 5 6 下一页 （3）养护温度、湿度与混凝土强度的关系：水泥硬化时，在水分充足的情况下，温度越高、混凝土强度发展越快；当水分不足，温度高时，强度发展边慢，到零度时，硬化不但停止，还可能因结冰膨胀导致混凝土强度降低或破坏。 （4）混凝土捣实与强度的关系：浇灌混凝土时，必须充分捣实。机械振捣，最宜于干硬性和低流动混凝土施工。对流动性较大的混凝土拌合物，应致意掌握振捣时间，如其振捣时间过长，往往产生泌水或分层，使混凝土质量不均，强度降低。（5）混凝土的配合比：配合比设计，在于正确选择混凝土各组成材料的用量，以满足设计与施工要求。目前，一般采用理论计算与试验相结合的简易方法。在实际运用时，以最常见的建池材料为例，配制150克混凝土时，水、325号水泥、中砂、碎石的重量比一般为0.65：1：2.34：4.53；配置50号混凝土时，水、石灰粉、325号水泥、砂、石的重量比一般为1：1：1：3.76：8.77。 6、砌筑砂浆 砂浆由胶凝材料、细骨料和水调制而成。砌筑沼气池砂浆常用水泥砂浆。池盖部位由于施工的需要加少量的石灰膏。 (1)砂浆的性质：砂浆的组成材料经充分拌合，在初凝前应具有良好的和易性，使其不仅在运输和施工过程中拌合物不易产生分层、析水现象，而且易于在砖、石或砌块面上铺成均匀的薄层，能与底面很好的粘结，既能保证工程质量，也能提高劳动生产率。和易性不良的砂浆施工困难，强度、密实度和耐久性能都较差。砂浆的和易性以流动性和保水性表示。 流动性；砂浆的流动性亦称稠度，是用标准圆锥体在砂浆内的沉入深度表示，以厘米为单位。 保水性：保水性是指砂浆拌台后经过运输到使用，砂浆分层离析快慢的性质。 (2)砂浆的强度：砂浆的强度以抗压极限强度为主要指标，即以每边长为7.07cm的立方体试块，在温度为203、相对湿度90%少；以上、室内不通风处养护28天后的平均抗压极限强度，定为砂浆的标号。砌筑沼气所用砂浆的标号常用50、75两种。 当砂浆用于砖上时，砂浆中的水大部分被砖石所吸收，但砂浆具有一定的保水能力，当水泥用量不变时，即使用水量改变，最后砂浆中的水灰比仍基本不变，所以砂浆强度主要取决于水泥活性和水泥用量。水泥用量、水泥标号和砂浆强度之间的关系见表3-2。 表3-2 水泥用量、水泥标号和砂浆强度之关系表 Rc水泥标号 Qc水泥 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 Rs砂浆100 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 110 17 18 20 21 22 23 24 25 26 27 29 120 19 21 22 23 25 26 27 28 30 31 32 130 22 23 25 26 28 29 3l 32 33 35 36 140 24 26 28 29 31 33 34 36 37 39 41 150 27 29 31 32 34 36 38 40 41 43 45 160 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 170 33 35 37 39 41 44 46 48 50 52 55 180 36 38 40 43 45 48 50 52 55 57 60 190 39 41 44 47 49 52 54 57 59 32 65 200 42 45 48 50 53 56 59 62 64 67 70 210 45 48 5l 54 57 60 63 66 69 72 75 220 49 52 55 58 62 64 68 72 75 78 81 230 53 56 59 63 66 70 73 77 8l 84 87 240 56 60 64 68 7l 75 79 82 86 90 94 250 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 260 64 68 72 77 81 85 90 94 98 102 l06 270 68 73 77 82 8G 9l 95 100 105 109 113 280 72 77 82 87 91 96 101 106 110 115 120 290 76 82 87 92 97 102 107 112 117 122 128 300 81 86 92 97 102 108 113 119 124 130 135 注：Qc-1m3砂浆中水泥用量(kg)，Rs-一砂浆养护28天的强度(kgcm2)；Rc-水泥标号。 对砌体来说，砌体抗压强度主要取决于砌筑材料(如砖石、砌块)的强度。实验表明，砂浆强度变化30%40%，相应的砌体强度变化为5%7%。 (3)配制砂浆的原材料：水泥：用于砂浆中水泥品种一般为普通水泥，水泥的标号一般为砂浆标号的45倍较为适宜。如不能达到此要求时，为了满足砂浆拌合物的和易性，可在砂浆中掺入掺合料，常用的掺合料为石灰膏。这样配制的砂浆即为混合砂浆。砂；砂浆常刷天然砂，有时也用炉渣砂，砂的最大粒径不应大于1/51/4灰缝厚度。用于砖砌体，不能大于0.25mm。砂子中的有害物质含量，粘土及尘灰含量：100号以上的砂浆不应超过5%；2550号砂浆，不应超过10%。使用洁净的砂，必须增加搅拌时间，以除去包围在砂粒表面的粘土层。硫化物(折合三氧化硫计）含量不应大于2%。有机物的含量，用比色法鉴定，不应超过标准色。水：凡可饮用的水，均可拌制砂浆。 7、密封材料 作为人工制取沼气的厌氧密闭发醇装置十分重要的是要求沼气池不漏水、不漏气、而目前沼气池的结构层大部分采用混凝土、砖、石等建筑材料，这些材料均存在相当数量的毛细孔道，因此，必须在结构层上罩以密封层，以确保使用要。 对于密封材料除上述两大基本要求以外，还要求具有良好的耐腐蚀性、韧性、粘结性，耐久、耐温、耐磨等性能，且需收缩量小、极限延伸变形大、施工简便、成本低等。目前，我国农村家用沼气池密封材料采用水泥砂浆及石蜡两种材料，其施工技术要点详见的施工技术部分。试验和实践说明，只有掌握要领、精心施工，沼气池的抗渗漏性能均能满足使用要求及检验标准（沼气池昼夜漏气量不大于3%）。应该注意，上述密封材料均属于脆性材料，延伸性能是比较差的， 所以，我国有关部门正在研究性能更为良好且经济的密封材。 （三） 土方工程1、池坑开挖放线 沼气池池坑开挖时，首先要按设计池身尺寸定位放线，放线尺寸为：池身外包尺寸+2倍池身外填土层厚度（或操作现场尺寸）+2倍放坡尺寸。其中，关于放坡尺寸，可根据不同土质确定挖方最大坡度：当土层具有天然湿度，构造均匀，水文地质条件良好，在无地下水时，深度在5m以内，不加支撑的基坑，可分别确定边坡坡度（高：宽）为-砂土1：1，亚砂土1：0.67，干黄土1：0.25。在实际应用中，砂质较多的应加大边坡坡度，如遇地下水时，也要求放大坡坡度。当所要求的坡度较大而又限于场地位置时，要注意土方的开挖对邻近房屋基础的影响，必要时应使用临时支撑。当放位灰线划定后，在线外四角离线约1m处打钉4根定位木桩，作为沼气池施工时的控制桩。在对角木桩间拉上联线，其交点作为沼气池的中心。沼气池尺寸一中线卦线为基准，施工时随时校验。2、淤泥或淤泥质土的土方工程 淤泥和淤泥质土的特点是含水量大而易淤，在挖掘土方时，会有不同程度的回淤，使池坑不易按设计尺寸成形，甚至会由于坑底土掏松或破坏而使沼气池建成后下沉，造成进、出料管与池身联结处发生拉裂事故。如果坑壁侧淤，宜用适当支撑或改用沉井做池 。如坑底升淤，发生回淤量过大时，挖到设计标高后，以大卵石进行地基加固处理。3、流砂土的土方工程 在地下水位以下的亚砂土和粉砂土，在开挖池坑时会造成流砂土，如有相当的排水设备，使地下水位降至挖掘标高，则不会造成流砂土。如在具体情况下，降不低地下水位，而流砂土已造成时，则会增加土方工程量而且会把池底下及池坑四周的土掏松，影响建池和池旁建筑物的质量问题，故不宜再挖；应改变池身的设计标高，将沼气池升高。如果能抽水降低地下水位来开挖土方，也要注意因降低水位而对于紧紧相邻的建筑物发生不均匀沉降的影响。4、土方处理 挖出的土方要堆放在离池坑远一点的地方，同时也禁止在池坑附近堆放重物，以免发生塌方。 （四） 地下水处理地下水位较高地区建池，应尽量选择在枯水季节施工，并采取有效措施进行排水。建池期间，发现有池下水渗出，一般采取排、降的方法。池体基本建成后，若有渗漏。可采用排、引、堵的方法，或进行综合处理。 1、盲沟及集水坑排水 当池坑大开挖，池坑壁浸水时，池坑适当放大，在池墙外侧做环形盲沟，将水引向低处，用人工或机械排出。盲沟内填碎石瓦片，防止泥土淤塞，待池墙砌筑完成后，池墙与坑壁间用粘土回填夯实，起防水层作用。2、深井排水 若地下水流量较大。在池坑2m以外设13个深井，使井底比池底低8001000mm，由池壁盲沟或池底十字形盲沟将水引至深井，用人工或机械抽出深井集水，使水位降至施工操作面以下。3、沉井排水 在高地下水位地区建池，池坑开挖时，由于水位高，土壤浸水饱和，坑壁不断垮坍，如果坑中抽水，由于坑壁内外水的压差造成坑壁外的砂子连续不断地由水带入坑内，此现象称为流砂。产生上述问题后，池子无法继续施工。面对这种情况，可照沉井施工原理，进行挡土排水，防止流砂和土方倒塌，确保施工的顺利进行。 简易的沉井方法是用无底无盖的混凝土圆筒放入，随土方开挖，圆筒随之下沉，直至设计位置，最后向筒底抛以卵石，并在沉井法施工的集水井内不断抽水，同时浇灌混凝土池底，并填塞集水井，直至全部完成 （五）圆筒形沼气施工圆筒形沼气池的施工技术，概括起来可以归纳为两大类，第一类为砌块建池技术，第二类为整体建池技术，现分述如下。1、砌块建池施工技术 砌块建池在我国农村沼气池施工中占有相当大的比例，这种技术具有以下特点：可以加快建池速度。利用夏秋季节建池材料资源较先充足的时机，预制砌块，避免冬季集中建池与农田水利工程争物资，争劳力，以达到常年备料、常年建池；适应性强。对于各类地基均可采用砌块建池；混凝土块既可集中预制 ，也可分散生产，可以达到标准化、工厂化成批生产，商品化成套供应，现场装配化施工，从而保证质量、节约材料（特别是木材）、降低成本、施工简便、节约劳力。 （1）砌块类型:就广泛意义讲,所谓砌块就是供砌筑用的预制块体,包括砖、料石 、混凝土砌块，其规格和质量要满足设计要求。 （2）池底施工要点：沼气池池坑开挖后，尽量防止地基土淋雨或浸泡，应立既进行底板施工。当基坑表面被水浸泡或 动破坏时，土层必须清理。底板施工前，按设计要求将墙基用水平器具操平，并在坑壁四周打上水平木桩，作为控制标高。按设计图修整池底，然后用大卵石和碎砖、碎石铺底，对于前者要求石与石之间嵌紧，对于后者要求夯实，再在上面浇灌混凝土棉层，捣固须密实。（3）池墙施工要点。待池底混凝土强度达到50%设计强度后，即可砌筑池墙，砌筑时应注意以下几点：砌筑前必须将混凝土、条石、砖等砌块浸水，使砌块吸足水，面干内湿，这样可避免砌缝收缩开裂或砌块之间粘接不牢。砌块安砌须横平竖直，横缝竖缝均需砂浆饱满，并须错缝。砌完一圈后，必须用楔形小石子或砖块将砌块嵌紧。砌块嵌紧完毕后，再次检查竖缝砂浆是否饱满，并进行内外清缝。为了避免砂浆脱水，注意浇水养护。 （4）墙外回填施工要点：池墙砌体和老土间的回填土必须紧实，这是保证沼气池的质量的一个重要工序。回填土要有一定的湿度，含水量控制在20%25%之间，简易测试办法是受捏成团、落地即散过于过湿均难以夯实。分层、对称、均匀、薄层夯土，每层以虚铺15cm为宜，夯至10cm。回填土的夯实应在砌筑砌块的砂浆初凝前进行。安砌池墙与回填夯实的间隙的时间，夏季不超过3h，冬季不超过6h，更不得过夜。进出料管的施工和回填上应与池墙施工在同一标高处进行。 （5）池盖支座施工要点：圈梁：浇灌池盖和池墙交界处的圈梁混凝土可采用两块弧形板，分别置于池墙内外侧，手扶木板，浇灌低流动性混凝土，并拍紧抹光，待做成所要求的斜面后，立即脱模，移动模板，浇捣下 ，依次全部完成。支墩：在圈梁与老土之间，浇灌大 卵石混凝土（或浆砌块石、卵石），使池盖的水平推力均匀传至地基上。（6）池盖施工要点：待圈梁混凝土强度达到70%设计标号后，方可进行池盖施工。用小型砌块或砖砌筑池盖，可以不需拱架，也不用支撑，即采用无模悬砌卷拱法施工。砌筑时，应选用规则的砖，砖不宜湿透，利用砖仍然能吸收砂浆中少量水分，加快凝结。砖用混合浆，拌合要均匀。砖时灰浆应饱满，为了防止未砌满一圈时砖块下落，可采用口型临时卡具，将新砌筑的砖和已砌完的上一圈砖临时固定住，每隔一块或两块设卡具一道，也可用人工扶住最边缘的砖，或用木棒靠扶，吊重线挂扶等简易可行的办法。待砌完一圈后，各砖块之间应用扁石子、碎瓦片嵌紧。这样，已砌完的砖便形成了开口球壳，由于壳体作用，使其能承受一定荷载。为了保证池盖的几何尺寸，在砌筑时可采用牵线的办法加以校准，即根据设计图的曲率中心，打入木桩，钉上钉子，将细铅丝一端拴住钉子，在其上量得设计图中池盖之曲率半径，以钉子为中心，转动曲率线，便保证了具有等曲率半径削球形池盖的几何形状。 砌筑池盖收口部分，用整块砖砌筑圆度不好控制，须改用半砖砌筑，厚度为11.5cm.。砌筑池盖时可边砌筑、边抹池盖面层砂浆、边回填土，以利施工操作，并可增强壳体的稳定性。施工过程中不允许在池盖局部施工加集中冲击荷载。（7）水泥砂浆封层施工要点：基层刷浆。将基层上的混凝土毛边或砌筑砂浆的灰耳及松散砂浆清除、洗净后，再涂刷水泥净浆一层。用1：2.5水泥砂浆干地底层、中层、每层厚度4mm。每层抹灰均需用抹灰刀压实。所使用的砂需要清水洗净，使含泥量缩小到最低限度。面层抹灰要求抹平，并收磨打光，不现砂粒。为提高密封效果，增加各层之间的粘结力，在各层之间均刷纯水泥浆。在面层抹灰完成后，用水泥净浆涂刷23遍，形成罩面层。施工中注意浇水养护。上一页 1 2 3 4 5 6 下一页 2、整体建池施工技术 所谓整体建池即整体现浇混凝土，其施工要点如下：大开挖池坑时，要求池坑按设计图尺寸修挖圆直。池底现浇与砌块建筑相同。池墙和池盖现浇混凝土，要求模板尺寸准确同时具有足够的刚度，并应在模板的外表面做好隔层。混凝土要拌合均匀，要控制水灰比。为便于操作在混凝土内加入减水剂是较好的方法，混凝土注入模板内，要求捣固密实，不允许有蜂窝麻面现象，确保质量。若采用就地抽槽（即土胎模）浇灌混凝土，要求土模尺寸准确，修筑整齐，厚度基本一致，在捣固时决不允许钢钎与土接触，否则胎模之土落入混凝土中造成隐患，质量得不到保证。在中心取土时，一定要待混凝土强度达到设计标号的70%以后，方可进行。另外，需注意不要用镐或锄头碰动池盖，以免池盖受集中动力荷载敲击引起池盖垮塌，造成伤亡事故。 加强池体的浇水养护，以便混凝土的强度得到充分发挥。沼气池内壁密封层施工和砌块建池相同。在抹灰以前，全池内壁要清洁干净方可刷浆或抹灰。(六)拱形沼气池施工 1、池址选择 拱形沼气池在进行池址选择时，除考虑已述的圆池原则外，极为重要的是应尽量选择地基比较均匀的地带，否则会由于地基土不均匀沉降而引起全池折裂。因此，在不均匀地基上面建池时，应将地基进行处理，使其变形一致。 2、施工要点 (1)沼气池可采用大开挖施工，也可采用土胎模施工池盖，然后从两端取土。后者节约模板是值得推荐的。为保证沼气池的几何尺寸，应事先做好池盖、池底拱形模架，以便随时检查。注意，一定要待池盖(可用砌块或现浇混凝土)或蹬脚(可用浆砌卵石、块石或现浇棍凝土)达到没计强度的7o以后，方能从两端取土。然后进行池底施工，最后进行端墙施工。 (2）大开挖施工拱形池，为节约模板，对于拱形池盖，不必满铺模板，可分段浇灌或砌筑，待达到一定强度(以50设计强度为宜)将拱形模板水平移动，再浇捣第二段，直至全部，但须注意：两段之间应做好拉毛处理(对于混凝土整浇池)，以免新老混凝土粘结不牢，影响池盖施工质量。 (3)拱形池端墙可用砖砌筑或现浇混凝土。对于后者，两边的模板可用砖砌胎模，然后用低标号石灰砂浆抹面作为隔离层。待混凝土达到-定强度后，便可拆模。需注意，端墙回填土质量一定要保证，而且应在端墙达到设计强度后方可进行。 (4)在进行池内壁密封层施工时，除前面淡到的外，还需注意端墙和池盖、池底交接处应局部加厚成圆弧形。 (5)拱支座是受力的重要部位，其施工质量必须保证。对于松软地基，或承载能力很低(应行地基强度核算)的地基应设置计算需要的若干钢筋混凝土水平拉杆，甚至用顶应力钢筋混凝土拉杆(视计算而定)，其拉杆可先预制后再局部现浇节点。如果地基土质较好，以及地下水位较低，池容积不大，因而产生的水平能力不大的情况下，可根据计算要求，在边梁和地基土之间用浆砌卵石（或块石）或浇灌大卵石混凝土，以加强在基土承压面，使其具有足够的地基强度储备。施工中注意混凝土必须灌密实，且与地基紧密结合，并在池盖复土面层做好排水措施，以防雨水的浸透，影响地基承载能力。 （七） 施工安全建池时应严格遵守操作规程，严防事故的发生。1、防止塌方 一般土质较好、地下水位较低的地基，池壁可以不留坡度。要严禁挖成上凸下凹的洼岩洞。对土质不好的松软土、砂土，应采取加固措施，以防塌方。在地下水位较高或雨季施工时，池坑周围要设排水沟，或在池中挖一个深水坑引水2、防止砸坏和摔伤人 开挖地坑、运送 料和建池砌筑时，要防止石料滑落、掉砖或工具失手砸伤施工人员。运输石料和搭脚手；架的绳索，必须坚实、牢固，防止落架或断裂伤人。3、在池内施工要禁用明火照明 可用电灯照明，但要防止电器漏电伤人。4、严格检查 在池内抹刷时，应仔细检查池顶部、池壁等处有无裂缝，或易掉的石块、砖头等。如发现问题，要及时处理，以防漏气漏水。5、及时加盖 池建成后，进出料口要及时加盖，以防人、畜掉在池中淹溺。 三、沼气的质量检查新建的池子和大换料的池子，应经过检查，验收合格后才能投料使用。1、直接检查法 混凝土浇筑的沼气法，灰层的强度养护到70%，方能进行检查。检查的方法是观察池子内外有无裂纹、孔隙、输送沼气的管件是否松动，并用手指或小木棒敲击池内各部位，检查池壁有无翘壳，同时还应检查池壁有无漏水浸入的痕迹。2、 试压检查法 在直接检查的基础上，再以气压法为主，水压法为辅，或者两种方法混合使用，进行检查。（1）两种方法混合使用的检查方法：先向池内灌水，使水位达到进、出料口上端20cm处，观察24h，若水位降低在2cm以内，说明不漏水。然后向池内充气（或灌水增压），使沼气压力表达到设计水柱差的50%标高，观察4h，如果水柱不下降，继续打气至100%，再观察24h，水柱降低在设计水柱标高3%以内时，说明不漏，即可投料使用。（2）直接充气试压法：将空池的进料口和出料口封闭，然后充气，具体要求同上。试压时，要把输气管道全部接通，同时，检查有无漏气现象。 在检查中，如果发现有漏气、漏水现象，就在查明原因。经过修补后，再次进行检查，复查合格后，才能投料使用（装料前必须把多余水排除）。不经过检查的沼气池，不可够勉强使用。