低溫混凝土生產(chǎn)施工工藝的應(yīng)用

于 明

中材建設(shè)有限公司（100176）

1 工程概況

菲律賓cemex 項(xiàng)目是中材建設(shè)有限公司承建的cemex 集團(tuán)3500TPD 水泥生產(chǎn)線總承包項(xiàng)目，庫(kù)、水池（有抗?jié)B要求）、大體積基礎(chǔ)的混凝土總計(jì)15 000 m3（如圖 1 所示）。

2 施工難點(diǎn)

本項(xiàng)目地處東南亞的菲律賓， 雨季6～11 月份平均氣溫30 ℃～35 ℃，旱季12～5 月份平均氣溫32℃～38 ℃。 而且業(yè)主有專(zhuān)項(xiàng)混凝土質(zhì)量檢查部門(mén)及專(zhuān)業(yè)的工程師，檢查核定混凝土配合比、監(jiān)督檢查記錄每一車(chē)混凝土的攪拌及澆筑時(shí)間、溫度和塌落度。 要滿足混凝土入模溫度不得超過(guò)27 ℃是非常困難的， 但是經(jīng)過(guò)理論計(jì)算也不是不可實(shí)現(xiàn)的，只要降低材料及水的溫度就能實(shí)現(xiàn)。

3 具體措施

3.1 尋找降溫對(duì)象

混凝土的主要材料是沙子和碎石，沙子、碎石的降溫主要有兩種方法，一個(gè)是灑水降溫另一個(gè)是搭遮陽(yáng)蓬降溫，但是降溫的效果都不明顯，采取措施后達(dá)不到混凝土出機(jī)溫度在27 ℃以下。 混凝土的主材還有水泥，水泥的溫度受水泥廠供應(yīng)溫度影響較大，而且水泥廠擴(kuò)建項(xiàng)目也只能使用老廠供應(yīng)的水泥， 所以要降低水泥的溫度也沒(méi)有更好的措施。 通過(guò)混凝土主材降溫達(dá)到混凝土出機(jī)溫度在27 ℃以下沒(méi)有找到有效的措施和方法， 只有在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中找辦法。在混凝土生產(chǎn)過(guò)程將冰直接加到骨料中， 能起到有效的混凝土降溫效果；另外是將冰加入到混凝土攪拌用水中，降低水溫從而降低混凝土的出機(jī)溫度。

3.2 冰的來(lái)源

網(wǎng)上搜索中小型制冰機(jī)很多，但是哪種型號(hào)的制冰機(jī)從能力上都難以滿足混凝土生產(chǎn)的需要，如果提前制冰儲(chǔ)存還要建冷庫(kù)費(fèi)用較高，施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土攪拌站實(shí)施起來(lái)較為困難。 如果建造大中型制冰廠，施工企業(yè)還承受建造的費(fèi)用開(kāi)支。 在當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)賣(mài)冰，經(jīng)過(guò)聯(lián)系在距施工現(xiàn)場(chǎng)50 km 處就有制冰廠，制冰廠有三種產(chǎn)品可供選擇，第一種是碎冰、第二種是直徑50 mm 長(zhǎng)度300 mm 左右的冰棒、第三種是300 mm×150 mm×700 mm 的楞臺(tái)形冰塊。經(jīng)過(guò)洽商價(jià)格還可以接受并送貨到使用地點(diǎn)。 這是一個(gè)很好的資源，但是現(xiàn)場(chǎng)接到冰怎么保存和使用還需要妥善處理。

3.3 確定低溫混凝土生產(chǎn)流程

采用那種冰怎么使用還要具體分析一下，如果采用碎冰或直徑50 mm 長(zhǎng)度300 mm 左右的冰棒直接隨骨料加入到混凝土攪拌機(jī)中方法簡(jiǎn)單，我國(guó)的規(guī)范中有公式直接計(jì)算加冰的重量，但是混凝土出機(jī)時(shí)部分冰塊沒(méi)有融化溫度達(dá)不到要求，又涉及到碎冰在使用過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存的難題，方法不是最好的。如果采用300 mm×150 mm×700 mm 的楞臺(tái)形冰塊直接加入到水箱內(nèi)降低水溫，再對(duì)水箱進(jìn)行保溫處理，方法完美但水箱的保溫還是有難度的。 因?yàn)轫?xiàng)目地處東南亞氣溫較高，在地面設(shè)置地上水箱比較簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)幾次保溫方案論證理論上都達(dá)不到保溫效果。 如果考慮將水箱埋在地下，在地下建造一個(gè)水池再對(duì)水池進(jìn)行外部保溫效果會(huì)更好，可是攪拌站還要使用，沒(méi)有施工時(shí)間。

3.4 建造攪拌站保溫水箱

攪拌站現(xiàn)有水箱為磚混半地下水箱，無(wú)法對(duì)此進(jìn)行保溫處理，且混凝土生產(chǎn)不能停，所以必須制訂一個(gè)用時(shí)最短的水箱改造方案。 將現(xiàn)場(chǎng)發(fā)運(yùn)物資的空集裝箱改造成水箱。 將集裝箱倒置在底部開(kāi)孔作為進(jìn)出孔洞，集裝箱的門(mén)焊死縫隙大的地方加鋼板焊接，然后打封閉膠做閉水試驗(yàn)，就成為一個(gè)理想的水池。 為防止集裝箱表面生銹腐蝕后漏水，在集裝箱表面涂刷兩道瀝青漆防腐。 一切準(zhǔn)備就緒后開(kāi)始挖土清理槽底，槽底層鋪300 mm 厚細(xì)沙子，上鋪100 mm 厚聚乙烯泡沫板， 直接吊裝就位倒置的集裝箱平行放置兩個(gè)， 集裝箱之間間距100 mm 用聚乙烯泡沫板填充起到保溫的作用，水箱高出地面300 mm 防止雨水進(jìn)入，集裝箱周?chē)?00 mm 厚聚乙烯泡沫板包圍后回填土， 水箱改造在24 h 內(nèi)完成，既保證水箱蓄水保溫質(zhì)量又沒(méi)有影響攪拌站的正常使用。 為提高水箱的保溫效果，在集裝箱內(nèi)部略低于地面的位置焊接隔板加200 mm 厚聚乙烯泡沫板，形成一個(gè)吊頂更有利于水箱保溫。

3.5 水箱能力

標(biāo)準(zhǔn)集裝箱凈尺寸12 m×2.35 m×2.4 m， 集裝箱保溫吊頂?shù)巾斆婀?00 mm，實(shí)際高度空間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/m3，一個(gè)水池可澆筑280 m3混凝土，混凝土澆筑總量超過(guò)250 m3時(shí)使用兩個(gè)水池，混凝土澆筑速度60 m3/h， 一個(gè)水池的低溫水可持續(xù)使用4 h。 如果大方量混凝土澆筑同時(shí)開(kāi)動(dòng)兩個(gè)攪拌站，澆筑速度提高一倍，就要兩個(gè)水箱交替使用。

3.6 加冰

冰廠送到現(xiàn)場(chǎng)的冰為 300 mm×150 mm×700 mm 的楞臺(tái)形， 每塊30 kg， 到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)溫度為-6℃； 現(xiàn)場(chǎng)混凝土攪拌用水為地下井水水溫30 ℃左右。 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)混凝土骨料及水泥的實(shí)測(cè)溫度及計(jì)算得知， 要想得到27 ℃的混凝土必須將水溫控制在10℃以內(nèi)， 又經(jīng)過(guò)熱平衡計(jì)算要想將30 ℃水溫降到10 ℃以內(nèi)必須加入等量的-6 ℃的冰。 為此每次澆筑混凝土前聯(lián)系制冰廠提前至少2 h 送達(dá)現(xiàn)場(chǎng)攪拌站，必須考慮提前量給冰一個(gè)融化時(shí)間，將水箱提前注入與冰的送貨量相等的水，加水量利用水箱內(nèi)的標(biāo)尺控制。 冰運(yùn)到攪拌站要立即加入水箱內(nèi)，待大部分融化后測(cè)量水溫達(dá)到要求后，開(kāi)始正常攪拌混凝土。 如果遇到中午和下午大氣溫度特高時(shí)，混凝土出機(jī)溫度高于27 ℃，可以先將水箱內(nèi)的水灑到碎石上面降溫后，再進(jìn)行混凝土攪拌。 為保證低溫水的使用補(bǔ)償施工過(guò)程中溫度損失每次訂購(gòu)冰要兩種， 一種碎冰或冰棒另一種為冰塊數(shù)量各占50%，冰塊還要額外增加訂貨量的10%～15%。 冰送到攪拌站后首先將碎冰或冰棒加入水箱，使冰迅速融化立即降低水溫然后加入冰塊，冰塊溶化大部分后加入整塊的額外增加訂貨量10%～15%的冰塊，隨著額外增加冰塊的溶化補(bǔ)償水溫的損失。

3.7 混凝土的運(yùn)輸及澆筑

根據(jù)攪拌站到澆筑場(chǎng)地的距離，考慮運(yùn)輸過(guò)程及混凝土澆筑過(guò)程的保溫。 可以采取混凝土運(yùn)輸罐車(chē)和混凝土泵管表面灑水或采取包裹等方式保溫。由于現(xiàn)場(chǎng)攪拌站運(yùn)輸距離較近，控制好混凝土運(yùn)輸罐車(chē)的發(fā)出速度和數(shù)量，避免混凝土運(yùn)輸罐車(chē)現(xiàn)場(chǎng)等待就解決了。

4 應(yīng)用推廣

集裝箱改造保溫水箱在使用過(guò)程中， 效果較好。 如果是商用攪拌站還要加深水箱的埋深及表面防腐，水箱就能更好的保溫也能長(zhǎng)期使用。 還能就此方法將集裝箱改造成冷庫(kù)，自己購(gòu)買(mǎi)中小型制冰機(jī)，提前制冰儲(chǔ)存供低溫混凝土使用。

5 結(jié)語(yǔ)

低溫混凝土應(yīng)用較為廣泛施工工藝并不復(fù)雜，但是各環(huán)節(jié)相互聯(lián)系較為密切，是一個(gè)整體的管理系統(tǒng)。 為保證混凝土溫度符合要求且連續(xù)供應(yīng)，需要各環(huán)節(jié)都要指定專(zhuān)職負(fù)責(zé)人，及時(shí)準(zhǔn)確的掌握并傳遞信息，深入到冰塊的供應(yīng)、冰塊的添加融化、混凝土攪拌、運(yùn)輸澆筑等每個(gè)環(huán)節(jié)和節(jié)點(diǎn)。 采用當(dāng)?shù)氐挠欣Y源通過(guò)改進(jìn)，到現(xiàn)在為止本項(xiàng)目已經(jīng)完成大體積混凝土近5 000 m3， 溫度控制達(dá)到業(yè)主要求，保證了工程質(zhì)量爭(zhēng)得了業(yè)主的信任。

圖1 正在施工的菲律賓cemex 項(xiàng)目