混凝土搅拌预冷技术

在大体积混凝土施工中,由于混凝土浇筑面积、体积、混凝土的水化热、外部约束条件和混凝土物理特性等因素,造成混凝土温度裂纹,其中温度变化是主要因素。在浇筑的混凝土断面内,初期温度上升膨胀、表面应力过大而发生裂纹,混凝土在达到最高温度后,降温发生收缩,而外部受基岩的约束,发生内部裂纹。温度的变化主要由混凝土浇筑温度、水泥的水化热造成的温度上升、周围气温等因素支配,浇筑温度是主要的因素。

预冷混凝土能有效 防止裂缝的产生

采用预冷混凝土浇筑,降低浇筑温度,可以获得降低温度应力、减少裂纹发生、增强后期强度的良好效果。实验资料介绍,浇筑温度降低10-15℃,温度应力减小1一1.2MaP,降低温度裂纹幅度,而且后期强度比非预冷混凝土提高10%。混凝土预冷好处很大,预冷后,混凝土浇筑温度比周围气温低得多,凝结过程中温度升高,使混凝土的温度接近于气温,这种温升使温度均一并接近于大坝的最终温度。因此,不管在温热地区还是在炎热地区,采用混凝土预冷措施是保证混凝土浇筑质量的一项有效措施。在大坝浇筑中,当周围环境温度25一38℃时,浇筑温度应控制在8 ~ 15℃;在温暖地区,当周围环境温度30~40℃时,浇筑温度一般控制在15 ~25℃。

预冷混凝土技术的基本原理和常用方法

预冷混凝土就是符合温控要求、达到一定出机口温度的预拌混凝土。其制冷工艺可分为混凝土搅拌前的材料冷却、搅拌过程中的冷却和搅拌后的冷却。在大型工程中往往采用搅拌前先将原材料进行冷却,达到规定温度后按一定的配比进行搅拌,最终以热平衡达到设定的出机口温度。通常采用冷水搅拌,水从预冷前20℃降到5℃,混凝土出机口温度可降低1.7℃~2.3℃;粗骨料平均降低1℃,混凝土机口温度的降幅约为0.6℃。也有以片冰替代搅拌水的方法,每10吨片冰可使1扩混凝土机口温度下降1.2弋一1.6℃。常用的预冷工艺技术有真空预冷、液氮预冷、水冷、风冷和加片冰。

真空预冷

水在沸腾蒸发时要吸收气化热(2453kJ/掩),在标准大气压力(0.IMaP)下,水沸腾温度为10℃,当压力下降到610aP时,即使0℃,水也沸腾。真空预冷就是利用这个原理,将一定含水率的骨料放入真空容器内减压,使骨料表面水蒸发而达到冷却骨料的目的。冷却设备由真空冷却槽(骨料仓)、真空泵、冷冻机、冷凝器等组成。水蒸发的气体经冷凝器脱水,再由真空泵排入大气。真空冷却骨料温度可以下降6一7℃;在美国的Hiwassee大坝,骨料经冷水喷淋,经压缩空气吹干,利用水的汽化热,使骨料平均降温2℃。真空预冷主要应用在混凝土生产能力不大的工程中。

液氮预冷

液氮预冷工艺早在07年代美国和澳大利亚已在工程中大量应用,其原理是将一l%℃的液态氮对材料进行喷吹冷却。我国秦山核电站的混凝土浇注也采用过这种工艺图。采用液氮制冷具有应用范围大、工艺简便的优点,但经济性差,非常适合于混凝土总量相对较少的工程,可以节省庞大复杂的制冷设备。每1时混凝土下降1℃的液氮使用量,砂冷却工艺为7一10甲时·℃;喷入搅拌车为12-17k岁m甲.℃,喷人搅拌机为9一1k3岁衬·℃。当用液氮直接喷吹材料时要防止瞬间冻结,应使材料处于运动状态下吹人液氮。

水冷

水冷主要用4℃冷水喷淋骨料,常用喷淋在保温的胶带输送机喷淋廊道中进行,带速0.5而3分钟可将骨料降至10℃。骨料经喷淋后需脱水处理,表面含水率控制在1%,为下阶段的风冷作好技术准备。水冷效果较好,但水的净化处理比较困难。另外骨料也可在料罐中用4℃冷水浸泡1小时。如用下进上出流动冷水,约半小时骨料平均可降到10℃左右。

风冷

骨料风冷从1982年东江工程首台预冷混凝土搅拌楼料仓风冷以来,所有的预冷搅拌楼都采用了附壁式连续风冷的方式。基本原理是在骨料仓壁外置冷风机组,由制冷车间向冷风机供氨,风机通过交换器制成一15一3℃的冷风,连续循环向骨料仓吹冷风,达到降温的目的,平均降温10℃,预冷时间约需30一45分钟。

加冰预冷

在搅拌过程中,以厚1.5~2毫米的片冰代替50%~100%搅拌水,用片冰的溶化吸热(335kJ/kg)来降低混凝土的机口温度,通常冰的利用率为80%,每1时混凝土加40 ~ 60kg冰,机口温度可降温度5 ~ 10℃。片冰由制冰机生产,冰库贮存调节,由排冰机、螺旋机出库,经气力或皮带输送机送到搅拌楼进配料计量搅拌,加片冰是极为有效的制冷手段之一