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        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

        2021-11-08 08:04:20厙海鵬
        陜西水利 2021年10期
        關鍵詞:混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)

        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(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(huán)節(jié)[2]。本文結(jié)合引漢濟渭工程黃金峽戴母雞溝混凝土拌和及制冷系統(tǒng)設計要求,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(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)設置于右岸下游引漢濟渭工程黃金峽戴母雞溝,布置區(qū)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?;炷辽a(chǎn)系統(tǒng)規(guī)模能夠達到每月8 萬m3混凝土生產(chǎn)強度,夏季預冷混凝土生產(chǎn)強度每月能夠達到5萬m3,出機口溫度低于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 預冷混凝土設計參數(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(tài)、碾壓混凝土生產(chǎn)強度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(tài)混凝土、碾壓混凝土出機口溫度(見表2、表3)。

        表2 常態(tài)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(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(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,來達到夏季混凝土預拌的溫控要求。本系統(tǒng)由一次風冷、制冰系統(tǒng)和冷水拌和系統(tǒng)組成。

        風冷系統(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(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冷,使其骨料溫度達到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機,建成獨立的風冷系統(tǒng)。骨料、冷風在料倉內(nèi)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(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(diào)節(jié)冰倉。

        4 出機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,導致出機口溫度偏高。針對本制冷系統(tǒng)影響出機口溫度的原因,通過生產(chǎn)過程中常發(fā)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(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,將會導致骨料溫度偏高?;蛘吖橇显谌雮}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(chǎn)過程中,一般會使用新生產(chǎn)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(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(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。

        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(tǒng)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(tǒng)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(wěn)定。要做好片冰的質(zhì)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(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、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?;炷两M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)在預拌混凝土生產(chǎn)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(tǒng)資源進行了合理配置,對系統(tǒng)的各個溫控環(huán)節(jié)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(jīng)驗,同時結(jié)合電站實際,進行了改進優(yōu)化,達到了混凝土預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。

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