引汉济渭黄金峡枢纽预冷混凝土出机口温度控制措施浅析

厍海鹏

（陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西 西安 710010）

大体积混凝土浇筑中，由于水泥在水化反应时，会释放出较大的水化热，因而使混凝土的内部温度升高[1]，内外温差如果过大，混凝土易产生裂纹、裂缝，影响混凝土质量。为防止混凝土内外温差过大，导致混凝土产生裂缝，通常采取各种方法措施，采用的主要措施是降低混凝土入仓温度，降低混凝土出机口温度。降低混凝土出机口温度，是大体积混凝土浇筑过程中，温度控制的关键环节[2]。本文结合引汉济渭工程黄金峡戴母鸡沟混凝土拌和及制冷系统设计要求，以及系统在实际生产运行生产中出现的状况进行分析与探讨。

1 工程概况

引汉济渭黄金峡水利枢纽位于陕西省洋县境内，距洋县82 km，汉中市136 km。黄金峡水利枢纽由挡水、泄洪、泵站电站、过鱼等建筑物组成[3]，黄金峡主体工程及导流工程混凝土合计总量为136.8 万m3。戴母鸡沟混凝土拌和系统主要布置于左岸坝下游约300 m 的戴母鸡沟弃渣场高程440 m平台上，系统设置于右岸下游引汉济渭工程黄金峡戴母鸡沟，布置区域靠近沟口，主要承担黄金峡工程136.8 万m3混凝土的供应任务。混凝土生产系统规模能够达到每月8 万m3混凝土生产强度，夏季预冷混凝土生产强度每月能够达到5万m3，出机口温度低于20℃。混凝土生产系统配置了1 座HL240-4F3000型自落式拌和楼，1 座HL120-2F3000型自落式拌和楼。

2 预冷混凝土设计参数

根据洋县气象站气象要素统计成果（见表1），黄金峡枢纽在7 月份平均气温最高，戴母鸡沟混凝土拌和系统混凝土出机口温度以7 月份平均温度25.9℃为设计控制月，混凝土出机口温度小于20℃，常态、碾压混凝土生产强度150 m3/h。

表1 气象要素统计成果表

根据以下公式：

式中：N 搅拌机的功率；kW；T 搅拌时间，min；V 搅拌机容量（出料容量），m3；△Q 运输及二次筛分增加的机械热，一般可取200 kcal～400 kcal。

计算得出态混凝土、碾压混凝土出机口温度（见表2、表3）。

表2 常态混凝土出机口温度计算

表3 碾压混凝土出机口温度计算

经过计算得出：将骨料温度降低到到10℃，加入加2℃～4℃冷水，混凝土出机口温度在20℃以下，就能控制好混凝土出机口的温度。

3 制冷系统工艺流程

根据现场实际情况，制冷系统协调以几种冷却方法相结合的方式，来达到夏季混凝土预拌的温控要求。本系统由一次风冷、制冰系统和冷水拌和系统组成。

风冷系统：包括放置在制冷车间的2 台100 万kcal 和2台50 万kcal 螺杆式制冷压缩机制冷主、辅机和放置在冷风平台的冷风机组成。冷风机以及配风仓和相应的风道组成冷风循环系统。骨料冷却采用连续冷却，骨料仓各安装1 套FGKL-1300型高效空气冷却器对粗骨料实施风冷，使其骨料温度达到10℃。

搅拌站供料线配置1 组骨料调节料仓，按级配分为6 个料仓：大石，中石，小石料，3 个砂仓。每个料仓配置一台冷风机，建成独立的风冷系统。骨料、冷风在料仓内相互流动，冷风将骨料由初温冷却至小于10℃以下，空气冷却器冷源均由制冷车间提供。

制冷车间：含放置在车间的2 台100 万kcal 和2 台50万kcal)螺杆式制冷压缩机。

冷凝水系统：安装1 台20t 立式蒸发器，生产2℃～4℃冷水20t/h。

制冰系统：由放置在制冷车间的2 台100 万kcal 和2 台50 万kcal 螺杆式制冷压缩机制冷主、辅机提供冷源，在制冰车间通过片冰机制冰，冰库储存，然后通过气体输送装置输送到搅拌站调节冰仓。

4 出机口混凝土温度偏高的原因分析

在实际生产过程中，容易忽略对各生产环节因素的变化，导致出机口温度偏高。针对本制冷系统影响出机口温度的原因，通过生产过程中常发生的不利因素进行汇总并分析。

4.1 砂石骨料的影响

堆放在料仓的骨料较薄时，厚度低于20cm，如果没有防晒措施或防晒设施简陋，高温时段骨料的储存温度将会升高[4]。在风冷料仓开始补料时，未风冷的骨料与风冷后的骨料混装后，骨料温度不均，骨料温度存在较高的可能性。如果骨料含水过大，进入风冷料仓后，骨料容易发生冰冻。一旦冻仓，工作人员为尽快化冻，一般会用拌合水冲刷冰冻骨料，将会导致骨料温度偏高。或者骨料在入仓过程中，风冷时间比较多，骨料温度未降到设计要求温度，工作人员开始进行拌料。

4.2 人工砂的影响

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，挤占了混凝土搅拌中冰水的添加量，导致冰水的添量不足，降温效果达不到要求，导致混凝土的出机口温度高于20℃。

4.3 水泥、掺和料的影响

混凝土在生产过程中，一般会使用新生产新进场的水泥、掺和料，而且容易忽视新进场的水泥、掺和料的温度，往往由于受水泥、掺和料温度影响，容易造成混凝土出机口温度偏高。

4.4 片冰的影响

由于自行生产的片冰潮湿，含有较多粉状的冰沫，片冰容易结成冰块，使用中，如果称重不准确，片冰缺少，导致混凝土拌和温度过高，片冰过多，影响混凝土质量。

4.5 保温条件的影响

在混凝土拌合时，容易忽略调节冰仓到片冰称量，再到螺旋输送泵过程中的温度防控措施，可能导致冷量损失，使片冰表面呈潮湿状，片冰之间相互凝结成块或团。

5 防止措施

为更好地控制好出机口混凝土温度，黄金峡戴母鸡沟混凝土拌和系统在实施过程中，从组织上、工艺上、技术上等采取一定必要的措施，保证了混凝土出机口的温度。混凝土浇筑时尽可能避开高温时段浇筑，温度控制成本会降低。同时对成品料砂仓、胶凝材料进行遮挡，罐避免太阳直晒。对系统低温设备、管道用橡塑海棉等保温材料进行包护，给胶带机搭建防晒棚，防止骨料在输送中温度升高。成品料仓放料口交替放料，保持骨料温度相对稳定。要做好片冰的质量和技术指标，温度要低于-5℃，厚度不超过3 mm,不得含直径约4 mm 以上结块冰，储存冰片的冰库，能够具备可调节混凝土生产时的用冰片用量，同时要确保进、出库片冰质量。储冰库内，存放冰块的冰仓温度控制在-10℃及以下。在运输过程中，要采用封闭式保温隔热，有效隔离周围高热气温与片冰的接触，减少冷量损失。注重温控混凝土生产的连续性，尽量集中生产，可有效防止系统间歇生产时间段产生的温度回升。混凝土组成材料的温度也要做好控制，砂石骨料的含水率控制在≤5%以内，水泥、掺合料温度控制在45℃以内。

6 结语

黄金峡戴母鸡沟混凝土拌和系统在预拌混凝土生产过程中，主要围以控制好出机口温度为目标，对混凝土预拌系统资源进行了合理配置，对系统的各个温控环节进行重点关注，制定了良好的预冷温控措施，如采取了骨料风冷、机口加片冰、冷水的降温措施，在实施中充分借鉴了同行在预冷混凝土采用的措施、技术和经验，同时结合电站实际，进行了改进优化，达到了混凝土预冷温度控制要求的同时，节约了资源配置。可供水利水电工程管理人员参考。