引漢濟渭黃金峽樞紐預冷混凝土出機口溫度控制措施淺析

厙海鵬

（陜西省引漢濟渭工程建設有限公司，陜西 西安 710010）

大體積混凝土澆筑中，由于水泥在水化反應時，會釋放出較大的水化熱，因而使混凝土的內部溫度升高[1]，內外溫差如果過大，混凝土易產生裂紋、裂縫，影響混凝土質量。為防止混凝土內外溫差過大，導致混凝土產生裂縫，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，降低混凝土出機口溫度。降低混凝土出機口溫度，是大體積混凝土澆筑過程中，溫度控制的關鍵環節[2]。本文結合引漢濟渭工程黃金峽戴母雞溝混凝土拌和及制冷系統設計要求，以及系統在實際生產運行生產中出現的狀況進行分析與探討。

1 工程概況

引漢濟渭黃金峽水利樞紐位于陜西省洋縣境內，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，系統設置于右岸下游引漢濟渭工程黃金峽戴母雞溝，布置區域靠近溝口，主要承擔黃金峽工程136.8 萬m3混凝土的供應任務。混凝土生產系統規模能夠達到每月8 萬m3混凝土生產強度，夏季預冷混凝土生產強度每月能夠達到5萬m3，出機口溫度低于20℃。混凝土生產系統配置了1 座HL240-4F3000型自落式拌和樓，1 座HL120-2F3000型自落式拌和樓。

2 預冷混凝土設計參數

根據洋縣氣象站氣象要素統計成果（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混凝土出機口溫度以7 月份平均溫度25.9℃為設計控制月，混凝土出機口溫度小于20℃，常態、碾壓混凝土生產強度150 m3/h。

表1 氣象要素統計成果表

根據以下公式：

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

計算得出態混凝土、碾壓混凝土出機口溫度（見表2、表3）。

表2 常態混凝土出機口溫度計算

表3 碾壓混凝土出機口溫度計算

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

3 制冷系統工藝流程

根據現場實際情況，制冷系統協調以幾種冷卻方法相結合的方式，來達到夏季混凝土預拌的溫控要求。本系統由一次風冷、制冰系統和冷水拌和系統組成。

風冷系統：包括放置在制冷車間的2 臺100 萬kcal 和2臺50 萬kcal 螺桿式制冷壓縮機制冷主、輔機和放置在冷風平臺的冷風機組成。冷風機以及配風倉和相應的風道組成冷風循環系統。骨料冷卻采用連續冷卻，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冷，使其骨料溫度達到10℃。

攪拌站供料線配置1 組骨料調節料倉，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機，建成獨立的風冷系統。骨料、冷風在料倉內相互流動，冷風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。

冷凝水系統：安裝1 臺20t 立式蒸發器，生產2℃～4℃冷水20t/h。

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

4 出機口混凝土溫度偏高的原因分析

在實際生產過程中，容易忽略對各生產環節因素的變化，導致出機口溫度偏高。針對本制冷系統影響出機口溫度的原因，通過生產過程中常發生的不利因素進行匯總并分析。

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施簡陋，高溫時段骨料的儲存溫度將會升高[4]。在風冷料倉開始補料時，未風冷的骨料與風冷后的骨料混裝后，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，進入風冷料倉后，骨料容易發生冰凍。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，將會導致骨料溫度偏高。或者骨料在入倉過程中，風冷時間比較多，骨料溫度未降到設計要求溫度，工作人員開始進行拌料。

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，導致冰水的添量不足，降溫效果達不到要求，導致混凝土的出機口溫度高于20℃。

4.3 水泥、摻和料的影響

混凝土在生產過程中，一般會使用新生產新進場的水泥、摻和料，而且容易忽視新進場的水泥、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口溫度偏高。

4.4 片冰的影響

由于自行生產的片冰潮濕，含有較多粉狀的冰沫，片冰容易結成冰塊，使用中，如果稱重不準確，片冰缺少，導致混凝土拌和溫度過高，片冰過多，影響混凝土質量。

4.5 保溫條件的影響

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

5 防止措施

為更好地控制好出機口混凝土溫度，黃金峽戴母雞溝混凝土拌和系統在實施過程中，從組織上、工藝上、技術上等采取一定必要的措施，保證了混凝土出機口的溫度。混凝土澆筑時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、膠凝材料進行遮擋，罐避免太陽直曬。對系統低溫設備、管道用橡塑海棉等保溫材料進行包護，給膠帶機搭建防曬棚，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定。要做好片冰的質量和技術指標，溫度要低于-5℃，厚度不超過3 mm,不得含直徑約4 mm 以上結塊冰，儲存冰片的冰庫，能夠具備可調節混凝土生產時的用冰片用量，同時要確保進、出庫片冰質量。儲冰庫內，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的連續性，盡量集中生產，可有效防止系統間歇生產時間段產生的溫度回升。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，水泥、摻合料溫度控制在45℃以內。

6 結語

黃金峽戴母雞溝混凝土拌和系統在預拌混凝土生產過程中，主要圍以控制好出機口溫度為目標，對混凝土預拌系統資源進行了合理配置，對系統的各個溫控環節進行重點關注，制定了良好的預冷溫控措施，如采取了骨料風冷、機口加片冰、冷水的降溫措施，在實施中充分借鑒了同行在預冷混凝土采用的措施、技術和經驗，同時結合電站實際，進行了改進優化，達到了混凝土預冷溫度控制要求的同時，節約了資源配置。可供水利水電工程管理人員參考。