低温混凝土生产施工工艺的应用

于 明

中材建设有限公司（100176）

1 工程概况

菲律宾cemex 项目是中材建设有限公司承建的cemex 集团3500TPD 水泥生产线总承包项目，库、水池（有抗渗要求）、大体积基础的混凝土总计15 000 m3（如图 1 所示）。

2 施工难点

本项目地处东南亚的菲律宾， 雨季6～11 月份平均气温30 ℃～35 ℃，旱季12～5 月份平均气温32℃～38 ℃。 而且业主有专项混凝土质量检查部门及专业的工程师，检查核定混凝土配合比、监督检查记录每一车混凝土的搅拌及浇筑时间、温度和塌落度。 要满足混凝土入模温度不得超过27 ℃是非常困难的， 但是经过理论计算也不是不可实现的，只要降低材料及水的温度就能实现。

3 具体措施

3.1 寻找降温对象

混凝土的主要材料是沙子和碎石，沙子、碎石的降温主要有两种方法，一个是洒水降温另一个是搭遮阳蓬降温，但是降温的效果都不明显，采取措施后达不到混凝土出机温度在27 ℃以下。 混凝土的主材还有水泥，水泥的温度受水泥厂供应温度影响较大，而且水泥厂扩建项目也只能使用老厂供应的水泥， 所以要降低水泥的温度也没有更好的措施。 通过混凝土主材降温达到混凝土出机温度在27 ℃以下没有找到有效的措施和方法， 只有在混凝土生产过程中找办法。在混凝土生产过程将冰直接加到骨料中， 能起到有效的混凝土降温效果；另外是将冰加入到混凝土搅拌用水中，降低水温从而降低混凝土的出机温度。

3.2 冰的来源

网上搜索中小型制冰机很多，但是哪种型号的制冰机从能力上都难以满足混凝土生产的需要，如果提前制冰储存还要建冷库费用较高，施工现场的混凝土搅拌站实施起来较为困难。 如果建造大中型制冰厂，施工企业还承受建造的费用开支。 在当地市场卖冰，经过联系在距施工现场50 km 处就有制冰厂，制冰厂有三种产品可供选择，第一种是碎冰、第二种是直径50 mm 长度300 mm 左右的冰棒、第三种是300 mm×150 mm×700 mm 的楞台形冰块。经过洽商价格还可以接受并送货到使用地点。 这是一个很好的资源，但是现场接到冰怎么保存和使用还需要妥善处理。

3.3 确定低温混凝土生产流程

采用那种冰怎么使用还要具体分析一下，如果采用碎冰或直径50 mm 长度300 mm 左右的冰棒直接随骨料加入到混凝土搅拌机中方法简单，我国的规范中有公式直接计算加冰的重量，但是混凝土出机时部分冰块没有融化温度达不到要求，又涉及到碎冰在使用过程中现场储存的难题，方法不是最好的。如果采用300 mm×150 mm×700 mm 的楞台形冰块直接加入到水箱内降低水温，再对水箱进行保温处理，方法完美但水箱的保温还是有难度的。 因为项目地处东南亚气温较高，在地面设置地上水箱比较简单，经过几次保温方案论证理论上都达不到保温效果。 如果考虑将水箱埋在地下，在地下建造一个水池再对水池进行外部保温效果会更好，可是搅拌站还要使用，没有施工时间。

3.4 建造搅拌站保温水箱

搅拌站现有水箱为砖混半地下水箱，无法对此进行保温处理，且混凝土生产不能停，所以必须制订一个用时最短的水箱改造方案。 将现场发运物资的空集装箱改造成水箱。 将集装箱倒置在底部开孔作为进出孔洞，集装箱的门焊死缝隙大的地方加钢板焊接，然后打封闭胶做闭水试验，就成为一个理想的水池。 为防止集装箱表面生锈腐蚀后漏水，在集装箱表面涂刷两道沥青漆防腐。 一切准备就绪后开始挖土清理槽底，槽底层铺300 mm 厚细沙子，上铺100 mm 厚聚乙烯泡沫板， 直接吊装就位倒置的集装箱平行放置两个， 集装箱之间间距100 mm 用聚乙烯泡沫板填充起到保温的作用，水箱高出地面300 mm 防止雨水进入，集装箱周围用200 mm 厚聚乙烯泡沫板包围后回填土， 水箱改造在24 h 内完成，既保证水箱蓄水保温质量又没有影响搅拌站的正常使用。 为提高水箱的保温效果，在集装箱内部略低于地面的位置焊接隔板加200 mm 厚聚乙烯泡沫板，形成一个吊顶更有利于水箱保温。

3.5 水箱能力

标准集装箱净尺寸12 m×2.35 m×2.4 m， 集装箱保温吊顶到顶面共400 mm，实际高度空间2 m，安全蓄水能力 12 m×2.35 m×1.7 m=48 m3， 混凝土用水量170 kg/m3，一个水池可浇筑280 m3混凝土，混凝土浇筑总量超过250 m3时使用两个水池，混凝土浇筑速度60 m3/h， 一个水池的低温水可持续使用4 h。 如果大方量混凝土浇筑同时开动两个搅拌站，浇筑速度提高一倍，就要两个水箱交替使用。

3.6 加冰

冰厂送到现场的冰为 300 mm×150 mm×700 mm 的楞台形， 每块30 kg， 到现场实测温度为-6℃； 现场混凝土搅拌用水为地下井水水温30 ℃左右。 经现场混凝土骨料及水泥的实测温度及计算得知， 要想得到27 ℃的混凝土必须将水温控制在10℃以内， 又经过热平衡计算要想将30 ℃水温降到10 ℃以内必须加入等量的-6 ℃的冰。 为此每次浇筑混凝土前联系制冰厂提前至少2 h 送达现场搅拌站，必须考虑提前量给冰一个融化时间，将水箱提前注入与冰的送货量相等的水，加水量利用水箱内的标尺控制。 冰运到搅拌站要立即加入水箱内，待大部分融化后测量水温达到要求后，开始正常搅拌混凝土。 如果遇到中午和下午大气温度特高时，混凝土出机温度高于27 ℃，可以先将水箱内的水洒到碎石上面降温后，再进行混凝土搅拌。 为保证低温水的使用补偿施工过程中温度损失每次订购冰要两种， 一种碎冰或冰棒另一种为冰块数量各占50%，冰块还要额外增加订货量的10%～15%。 冰送到搅拌站后首先将碎冰或冰棒加入水箱，使冰迅速融化立即降低水温然后加入冰块，冰块溶化大部分后加入整块的额外增加订货量10%～15%的冰块，随着额外增加冰块的溶化补偿水温的损失。

3.7 混凝土的运输及浇筑

根据搅拌站到浇筑场地的距离，考虑运输过程及混凝土浇筑过程的保温。 可以采取混凝土运输罐车和混凝土泵管表面洒水或采取包裹等方式保温。由于现场搅拌站运输距离较近，控制好混凝土运输罐车的发出速度和数量，避免混凝土运输罐车现场等待就解决了。

4 应用推广

集装箱改造保温水箱在使用过程中， 效果较好。 如果是商用搅拌站还要加深水箱的埋深及表面防腐，水箱就能更好的保温也能长期使用。 还能就此方法将集装箱改造成冷库，自己购买中小型制冰机，提前制冰储存供低温混凝土使用。

5 结语

低温混凝土应用较为广泛施工工艺并不复杂，但是各环节相互联系较为密切，是一个整体的管理系统。 为保证混凝土温度符合要求且连续供应，需要各环节都要指定专职负责人，及时准确的掌握并传递信息，深入到冰块的供应、冰块的添加融化、混凝土搅拌、运输浇筑等每个环节和节点。 采用当地的有利资源通过改进，到现在为止本项目已经完成大体积混凝土近5 000 m3， 温度控制达到业主要求，保证了工程质量争得了业主的信任。

图1 正在施工的菲律宾cemex 项目