引漢濟(jì)渭黃金峽樞紐預(yù)冷混凝土出機(jī)口溫度控制措施淺析

厙海鵬

（陜西省引漢濟(jì)渭工程建設(shè)有限公司，陜西 西安 710010）

大體積混凝土澆筑中，由于水泥在水化反應(yīng)時，會釋放出較大的水化熱，因而使混凝土的內(nèi)部溫度升高[1]，內(nèi)外溫差如果過大，混凝土易產(chǎn)生裂紋、裂縫，影響混凝土質(zhì)量。為防止混凝土內(nèi)外溫差過大，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，通常采取各種方法措施，采用的主要措施是降低混凝土入倉溫度，降低混凝土出機(jī)口溫度。降低混凝土出機(jī)口溫度，是大體積混凝土澆筑過程中，溫度控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。本文結(jié)合引漢濟(jì)渭工程黃金峽戴母雞溝混凝土拌和及制冷系統(tǒng)設(shè)計要求，以及系統(tǒng)在實際生產(chǎn)運行生產(chǎn)中出現(xiàn)的狀況進(jìn)行分析與探討。

1 工程概況

引漢濟(jì)渭黃金峽水利樞紐位于陜西省洋縣境內(nèi)，距洋縣82 km，漢中市136 km。黃金峽水利樞紐由擋水、泄洪、泵站電站、過魚等建筑物組成[3]，黃金峽主體工程及導(dǎo)流工程混凝土合計總量為136.8 萬m3。戴母雞溝混凝土拌和系統(tǒng)主要布置于左岸壩下游約300 m 的戴母雞溝棄渣場高程440 m平臺上，系統(tǒng)設(shè)置于右岸下游引漢濟(jì)渭工程黃金峽戴母雞溝，布置區(qū)域靠近溝口，主要承擔(dān)黃金峽工程136.8 萬m3混凝土的供應(yīng)任務(wù)?；炷辽a(chǎn)系統(tǒng)規(guī)模能夠達(dá)到每月8 萬m3混凝土生產(chǎn)強(qiáng)度，夏季預(yù)冷混凝土生產(chǎn)強(qiáng)度每月能夠達(dá)到5萬m3，出機(jī)口溫度低于20℃?；炷辽a(chǎn)系統(tǒng)配置了1 座HL240-4F3000型自落式拌和樓，1 座HL120-2F3000型自落式拌和樓。

2 預(yù)冷混凝土設(shè)計參數(shù)

根據(jù)洋縣氣象站氣象要素統(tǒng)計成果（見表1），黃金峽樞紐在7 月份平均氣溫最高，戴母雞溝混凝土拌和系統(tǒng)混凝土出機(jī)口溫度以7 月份平均溫度25.9℃為設(shè)計控制月，混凝土出機(jī)口溫度小于20℃，常態(tài)、碾壓混凝土生產(chǎn)強(qiáng)度150 m3/h。

表1 氣象要素統(tǒng)計成果表

根據(jù)以下公式：

式中：N 攪拌機(jī)的功率；kW；T 攪拌時間，min；V 攪拌機(jī)容量（出料容量），m3；△Q 運輸及二次篩分增加的機(jī)械熱，一般可取200 kcal～400 kcal。

計算得出態(tài)混凝土、碾壓混凝土出機(jī)口溫度（見表2、表3）。

表2 常態(tài)混凝土出機(jī)口溫度計算

表3 碾壓混凝土出機(jī)口溫度計算

經(jīng)過計算得出：將骨料溫度降低到到10℃，加入加2℃～4℃冷水，混凝土出機(jī)口溫度在20℃以下，就能控制好混凝土出機(jī)口的溫度。

3 制冷系統(tǒng)工藝流程

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，制冷系統(tǒng)協(xié)調(diào)以幾種冷卻方法相結(jié)合的方式，來達(dá)到夏季混凝土預(yù)拌的溫控要求。本系統(tǒng)由一次風(fēng)冷、制冰系統(tǒng)和冷水拌和系統(tǒng)組成。

風(fēng)冷系統(tǒng)：包括放置在制冷車間的2 臺100 萬kcal 和2臺50 萬kcal 螺桿式制冷壓縮機(jī)制冷主、輔機(jī)和放置在冷風(fēng)平臺的冷風(fēng)機(jī)組成。冷風(fēng)機(jī)以及配風(fēng)倉和相應(yīng)的風(fēng)道組成冷風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。骨料冷卻采用連續(xù)冷卻，骨料倉各安裝1 套FGKL-1300型高效空氣冷卻器對粗骨料實施風(fēng)冷，使其骨料溫度達(dá)到10℃。

攪拌站供料線配置1 組骨料調(diào)節(jié)料倉，按級配分為6 個料倉：大石，中石，小石料，3 個砂倉。每個料倉配置一臺冷風(fēng)機(jī)，建成獨立的風(fēng)冷系統(tǒng)。骨料、冷風(fēng)在料倉內(nèi)相互流動，冷風(fēng)將骨料由初溫冷卻至小于10℃以下，空氣冷卻器冷源均由制冷車間提供。

制冷車間：含放置在車間的2 臺100 萬kcal 和2 臺50萬kcal)螺桿式制冷壓縮機(jī)。

冷凝水系統(tǒng)：安裝1 臺20t 立式蒸發(fā)器，生產(chǎn)2℃～4℃冷水20t/h。

制冰系統(tǒng)：由放置在制冷車間的2 臺100 萬kcal 和2 臺50 萬kcal 螺桿式制冷壓縮機(jī)制冷主、輔機(jī)提供冷源，在制冰車間通過片冰機(jī)制冰，冰庫儲存，然后通過氣體輸送裝置輸送到攪拌站調(diào)節(jié)冰倉。

4 出機(jī)口混凝土溫度偏高的原因分析

在實際生產(chǎn)過程中，容易忽略對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)因素的變化，導(dǎo)致出機(jī)口溫度偏高。針對本制冷系統(tǒng)影響出機(jī)口溫度的原因，通過生產(chǎn)過程中常發(fā)生的不利因素進(jìn)行匯總并分析。

4.1 砂石骨料的影響

堆放在料倉的骨料較薄時，厚度低于20cm，如果沒有防曬措施或防曬設(shè)施簡陋，高溫時段骨料的儲存溫度將會升高[4]。在風(fēng)冷料倉開始補(bǔ)料時，未風(fēng)冷的骨料與風(fēng)冷后的骨料混裝后，骨料溫度不均，骨料溫度存在較高的可能性。如果骨料含水過大，進(jìn)入風(fēng)冷料倉后，骨料容易發(fā)生冰凍。一旦凍倉，工作人員為盡快化凍，一般會用拌合水沖刷冰凍骨料，將會導(dǎo)致骨料溫度偏高。或者骨料在入倉過程中，風(fēng)冷時間比較多，骨料溫度未降到設(shè)計要求溫度，工作人員開始進(jìn)行拌料。

4.2 人工砂的影響

人工砂中含水率比河砂含水率通常要高，容易超出砂石骨料的含水率控≤6%的要求，擠占了混凝土攪拌中冰水的添加量，導(dǎo)致冰水的添量不足，降溫效果達(dá)不到要求，導(dǎo)致混凝土的出機(jī)口溫度高于20℃。

4.3 水泥、摻和料的影響

混凝土在生產(chǎn)過程中，一般會使用新生產(chǎn)新進(jìn)場的水泥、摻和料，而且容易忽視新進(jìn)場的水泥、摻和料的溫度，往往由于受水泥、摻和料溫度影響，容易造成混凝土出機(jī)口溫度偏高。

4.4 片冰的影響

由于自行生產(chǎn)的片冰潮濕，含有較多粉狀的冰沫，片冰容易結(jié)成冰塊，使用中，如果稱重不準(zhǔn)確，片冰缺少，導(dǎo)致混凝土拌和溫度過高，片冰過多，影響混凝土質(zhì)量。

4.5 保溫條件的影響

在混凝土拌合時，容易忽略調(diào)節(jié)冰倉到片冰稱量，再到螺旋輸送泵過程中的溫度防控措施，可能導(dǎo)致冷量損失，使片冰表面呈潮濕狀，片冰之間相互凝結(jié)成塊或團(tuán)。

5 防止措施

為更好地控制好出機(jī)口混凝土溫度，黃金峽戴母雞溝混凝土拌和系統(tǒng)在實施過程中，從組織上、工藝上、技術(shù)上等采取一定必要的措施，保證了混凝土出機(jī)口的溫度?；炷翝仓r盡可能避開高溫時段澆筑，溫度控制成本會降低。同時對成品料砂倉、膠凝材料進(jìn)行遮擋，罐避免太陽直曬。對系統(tǒng)低溫設(shè)備、管道用橡塑海棉等保溫材料進(jìn)行包護(hù)，給膠帶機(jī)搭建防曬棚，防止骨料在輸送中溫度升高。成品料倉放料口交替放料，保持骨料溫度相對穩(wěn)定。要做好片冰的質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)，溫度要低于-5℃，厚度不超過3 mm,不得含直徑約4 mm 以上結(jié)塊冰，儲存冰片的冰庫，能夠具備可調(diào)節(jié)混凝土生產(chǎn)時的用冰片用量，同時要確保進(jìn)、出庫片冰質(zhì)量。儲冰庫內(nèi)，存放冰塊的冰倉溫度控制在-10℃及以下。在運輸過程中，要采用封閉式保溫隔熱，有效隔離周圍高熱氣溫與片冰的接觸，減少冷量損失。注重溫控混凝土生產(chǎn)的連續(xù)性，盡量集中生產(chǎn)，可有效防止系統(tǒng)間歇生產(chǎn)時間段產(chǎn)生的溫度回升。混凝土組成材料的溫度也要做好控制，砂石骨料的含水率控制在≤5%以內(nèi)，水泥、摻合料溫度控制在45℃以內(nèi)。

6 結(jié)語

黃金峽戴母雞溝混凝土拌和系統(tǒng)在預(yù)拌混凝土生產(chǎn)過程中，主要圍以控制好出機(jī)口溫度為目標(biāo)，對混凝土預(yù)拌系統(tǒng)資源進(jìn)行了合理配置，對系統(tǒng)的各個溫控環(huán)節(jié)進(jìn)行重點關(guān)注，制定了良好的預(yù)冷溫控措施，如采取了骨料風(fēng)冷、機(jī)口加片冰、冷水的降溫措施，在實施中充分借鑒了同行在預(yù)冷混凝土采用的措施、技術(shù)和經(jīng)驗，同時結(jié)合電站實際，進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化，達(dá)到了混凝土預(yù)冷溫度控制要求的同時，節(jié)約了資源配置?？晒┧姽こ坦芾砣藛T參考。