1、极端高温高强度预冷混凝土生产浅析摘要：本文通过在极端高温高强度预冷混凝土生产过程中的经验累计，总结了如何针对特殊环境下高强度生产预冷混凝土的一些方法、实验数据及改进措施，以达到更加经济有效的改善温控砼生产效果的目的，切实的指导于生产实践。 关键词：极端高温高强度预冷混凝土生产 中图分类号：TU528 文献标识码： A 1、前言 目前我国的大中型水电站大坝、厂房建设步伐越来越快，混凝土浇筑强度越来越高，对所需要的混凝土质量要求也越来越高。因此，如何克服在恶劣气候环境下（极寒、极端高温、高海拔等） ，高强度的生产品质优良的混凝土，确保电站建设需要，是时下需要解决的首要问题。以四川金沙江观音岩水电站
2、为例：观音岩高低混凝土系统生产上的特点是工期持续时间短，生产的混凝土量大（混凝土以二、三级配为主，混凝土供应总量约 454104m3。 ） ；混凝土月浇筑强度高（混凝土浇筑高峰月强度 45 万方/月，并能同时生产碾压及常态两种预冷混凝土） ；混凝土温控要求高（混凝土出机口温度要求：碾压混凝土：12、常态混凝土：10） ；温控时间长，几乎全年需要生产预冷混凝土，从而要求混凝土生产系统能在此极端高温条件下长期可靠地连续高强度生产，并保证预冷混凝土的质量。 2、采取的主要措施 众所周知，西南地区气候炎热，日照时间长。观音岩常年平均温度都在 26以上，高温季节时间较长，极端高温可达 39.9。因此为保
3、证在此气候条件的混凝土的设计浇筑温度，必须要加强对混凝土生产的温度控制。同时，作为施工企业，如何在保证质量以及高强度生产要求的前提下，采用最经济，最实用，同时满足环保要求的生产技术手段。 温控混凝土生产的预冷措施主要是对粗骨料进行风冷、混凝土搅拌加冷水及加片冰以达到控制混凝土出机口温度的目的。采用合理、经济、节能的预冷组合方案，优化设计和运行参数，发展和采用节能设备，健全和科学运行管理，充分利用自然条件，以确保混凝土温控的稳定性。 2.1 预冷混凝土各项参数指标确定 混凝土自然出机口热平衡计算 当地多年平均气温 26，历年极端最高气温 39，多年平均水温18，经计算 6 月份混凝土自然出机口温
4、度约 24.2，自然出机口温度计算见表 2-1。大坝混凝土出机口温度要求：碾压混凝土：12、常态混凝土：10。由计算表 2-1 可以看出，必须采用适当的制冷措施，才能达到浇筑要求。 表 2-1 以观音岩低线混凝土生产系统为研究对象。根据设计要求，低线混凝土系统 12碾压预冷混凝土小时产量为 500m3/h。经过生产运行反复试验对比得出，本工程混凝土生产系统风冷骨料及冷水片冰的参数指标按照如下数据确定，可保证夏季混凝土出机口温度满足设计要求： A 根据系统设计配置 4000m3 调节料仓一个，所有骨料由成品储料大罐经过筛分楼二次筛分水洗之后进入调节料仓。调节料仓设有六台冷风机分别对大石、小石、中
5、石进行一次风冷，使骨料初温降为小石 8左右、中石 7左右、大石 6。温度达到之后，预冷骨料再经皮带运输至拌和楼料仓，运输至拌和楼料仓之后，再由拌和楼冷风机对粗骨料进行二次风冷，使骨料终温降至小石 4左右、中石 3左右、大石 2左右。一次二次风冷粗骨料温度都经过大量实验数据分析，既保证了生产强度，又保证了混凝土温度（表 2-2，2-3） ，具有最合理最经济的效果。 B 改变传统的氟利昂机组制冷水的方式，克服了氟利昂机组出水量少且需要专人操作的缺点，预冷混凝土所用拌和用水为制冷车间蒸发管式冷水箱所制冷水，冷水箱容积为 20m3，冷水产量为 40t/h。冷水供应拌和混凝土及制冰用水。拌和用水为 24
6、*500=12t，制冰用水为500*30=15t，能够满足冷水供应及温控需求，冷水温度控制在 2左右为宜。 C 预冷混凝土根据温度需求需要适量加入片冰，片冰加入量根据温度要求及用水量做实时调整，片冰温度控制在-5左右。 确定各原材料预冷参数之后，代入表 2-2,2-3 进行计算，并进行现场实测，满足温控要求。 12预冷碾压混凝土热平衡计算见表 2-2 12碾压预冷混凝土热平衡计算 表 2-2 10预冷常态混凝土热平衡计算见表 2-3 10预冷常态混凝土热平衡计算 表 2-3 通过一次风冷、二次风冷、加入片冰、冷水等生产工序过程控制，对比分析，各项工序保证达到合理经济的参数指标，根据混凝土出机口
7、温度进行实时调整冷水及冰加入量，保证持续高强生产状态下混凝土的出机口温度并达到最经济效果。 2.2 设备结构及工艺改进 A 由于温控砼产量较大，骨料输送线的骨料来不及长时间储存就要进行风冷。为了避免当地长日照产生温升，所有骨料输送线均设遮阳棚，遮阳棚采用镀锌薄铁皮制作，可以起到很好的遮阳效果，由现场检测试验得出，骨料在输送过程中温升很小。 B 由于混凝土生产强度过大且片冰用量较高，片冰采用皮带机进行输送，既克服了传统的气力输送输送量不足难以满足高强度预冷混凝土生产需求，还克服了传统的气力输送片冰容易堵管的缺点，保证了生产的顺利进行。 C 在每个骨料仓及回风道安装温度检测仪，通过计算机自动监测手
8、段，对骨料及冷风温度进行监测，确保风冷骨料温度能够真实、有效、及时的反映并通过分析判断，自动作出对制冷机组、风机及进出空气冷却器氨液量的调整，以控制风温及制冷设备的启停，解决风冷骨料过程中、小石容易冻仓的难题，且避免骨料温度低于目标值造成不必要的能耗，更加经济。 D 为克服极端高温及长日照，一改调节料仓以往采用钢结构制作的形式，调节料仓采用混凝土结构，料仓侧壁厚 40mm，有效的避免的阳光直射造成的温升，同时对已预冷的骨料起到了很好的保温效果。 E 由于气温较高，冰库温度难以由人来时刻监测控制。冰库降温采用二台氟利昂机组实行自动化控制，当温度传感器显示温度高于库温设定值以上，氟利昂机组自动启动
9、对冰库进行降温，克服了传统的由人来监控库温实施降温容易超温的弊端，更加经济可靠。 2.3 其他辅助措施 A 严格控制水泥卸车温度。由现场试验人员对每车水泥温度进行检测，高于 50严禁卸料。 B 在一次风冷调节料仓至拌和楼料仓之间所有胶带输送机、拌和楼外部围护、一次风冷调节料仓，采用 80mm 保温彩板设良好的隔热保温设施，防止骨料在输送及储存过程中冷量损失。 C 为确保骨料风冷效果及满足风冷骨料用量，骨料预冷仓（调节料仓及拌和楼预冷仓）必须坚持三分之二进料，在料仓内部安装料位报警器，料位低于料仓三分之二就发出低位报警信号。 D 加强对预冷混凝土温度的检测工作，每隔 1 小时由现场试验检测人员进
10、行抽样检查，根据混凝土温度实时调整冰及冷水加入量，确保质量，避免浪费。 E 实验室进行不同配合比的实验，对配合比进行优化，在保证强度的前提下选用水化热最低的配合比以降低混凝土的出机口温度。 F 在砼运输车辆上加装遮阳棚和其他保温设施，以免日晒、雨淋而影响砼的温控质量。 G 严格控制二次筛分用水量，避免因为骨料含水率过高导致冻仓事故的发生，同时避免因含水过高，用冰量减少而导致超温不合格温控砼。3、结束语 在整个预冷混凝土生产过程中对于一次风冷、二次风冷骨料的终冷温度以及片冰冷水的温度的控制是非常重要的，不仅要满足高强度预冷混凝土的生产质量要求，还要考虑其经济性，设备结构及工艺改进、辅助措施也起到了不小的作用。从观音岩预冷混凝土生产的情况来看，骨料风冷、冷水片冰的温度控制以及设备工艺改进、辅助措施都能满足观音岩极端高温条件下高强度预冷混凝土的生产要求,为企业在今后类似极端高温环境下高强度生产预冷混凝土积累了宝贵的经验。 参考文献： 彦启森. 制冷技术及其应用中国制冷学会制冷专业工程师继续教育系列丛书.2006,06 李少华. 制冷工艺.2007,06 郭庆堂.实用制冷工程设计手册.1994,04 作者简介： 姓名：胡辉，性别：男 学历：本科，出生年月：1983 年 5 月，籍贯：湖北荆门， 职称：助理工程师，研究方向：砂石拌和，工作单位：葛洲坝集团第五工程有限公司
