低溫混凝土生產施工工藝的應用

于 明

中材建設有限公司（100176）

1 工程概況

菲律賓cemex 項目是中材建設有限公司承建的cemex 集團3500TPD 水泥生產線總承包項目，庫、水池（有抗滲要求）、大體積基礎的混凝土總計15 000 m3（如圖 1 所示）。

2 施工難點

本項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 ℃。 而且業主有專項混凝土質量檢查部門及專業的工程師，檢查核定混凝土配合比、監督檢查記錄每一車混凝土的攪拌及澆筑時間、溫度和塌落度。 要滿足混凝土入模溫度不得超過27 ℃是非常困難的， 但是經過理論計算也不是不可實現的，只要降低材料及水的溫度就能實現。

3 具體措施

3.1 尋找降溫對象

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，一個是灑水降溫另一個是搭遮陽蓬降溫，但是降溫的效果都不明顯，采取措施后達不到混凝土出機溫度在27 ℃以下。 混凝土的主材還有水泥，水泥的溫度受水泥廠供應溫度影響較大，而且水泥廠擴建項目也只能使用老廠供應的水泥， 所以要降低水泥的溫度也沒有更好的措施。 通過混凝土主材降溫達到混凝土出機溫度在27 ℃以下沒有找到有效的措施和方法， 只有在混凝土生產過程中找辦法。在混凝土生產過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溫度。

3.2 冰的來源

網上搜索中小型制冰機很多，但是哪種型號的制冰機從能力上都難以滿足混凝土生產的需要，如果提前制冰儲存還要建冷庫費用較高，施工現場的混凝土攪拌站實施起來較為困難。 如果建造大中型制冰廠，施工企業還承受建造的費用開支。 在當地市場賣冰，經過聯系在距施工現場50 km 處就有制冰廠，制冰廠有三種產品可供選擇，第一種是碎冰、第二種是直徑50 mm 長度300 mm 左右的冰棒、第三種是300 mm×150 mm×700 mm 的楞臺形冰塊。經過洽商價格還可以接受并送貨到使用地點。 這是一個很好的資源，但是現場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 長度300 mm 左右的冰棒直接隨骨料加入到混凝土攪拌機中方法簡單，我國的規范中有公式直接計算加冰的重量，但是混凝土出機時部分冰塊沒有融化溫度達不到要求，又涉及到碎冰在使用過程中現場儲存的難題，方法不是最好的。如果采用300 mm×150 mm×700 mm 的楞臺形冰塊直接加入到水箱內降低水溫，再對水箱進行保溫處理，方法完美但水箱的保溫還是有難度的。 因為項目地處東南亞氣溫較高，在地面設置地上水箱比較簡單，經過幾次保溫方案論證理論上都達不到保溫效果。 如果考慮將水箱埋在地下，在地下建造一個水池再對水池進行外部保溫效果會更好，可是攪拌站還要使用，沒有施工時間。

3.4 建造攪拌站保溫水箱

攪拌站現有水箱為磚混半地下水箱，無法對此進行保溫處理，且混凝土生產不能停，所以必須制訂一個用時最短的水箱改造方案。 將現場發運物資的空集裝箱改造成水箱。 將集裝箱倒置在底部開孔作為進出孔洞，集裝箱的門焊死縫隙大的地方加鋼板焊接，然后打封閉膠做閉水試驗，就成為一個理想的水池。 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。 一切準備就緒后開始挖土清理槽底，槽底層鋪300 mm 厚細沙子，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， 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 防止雨水進入，集裝箱周圍用200 mm 厚聚乙烯泡沫板包圍后回填土， 水箱改造在24 h 內完成，既保證水箱蓄水保溫質量又沒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，形成一個吊頂更有利于水箱保溫。

3.5 水箱能力

標準集裝箱凈尺寸12 m×2.35 m×2.4 m， 集裝箱保溫吊頂到頂面共400 mm，實際高度空間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/m3，一個水池可澆筑280 m3混凝土，混凝土澆筑總量超過250 m3時使用兩個水池，混凝土澆筑速度60 m3/h， 一個水池的低溫水可持續使用4 h。 如果大方量混凝土澆筑同時開動兩個攪拌站，澆筑速度提高一倍，就要兩個水箱交替使用。

3.6 加冰

冰廠送到現場的冰為 300 mm×150 mm×700 mm 的楞臺形， 每塊30 kg， 到現場實測溫度為-6℃； 現場混凝土攪拌用水為地下井水水溫30 ℃左右。 經現場混凝土骨料及水泥的實測溫度及計算得知， 要想得到27 ℃的混凝土必須將水溫控制在10℃以內， 又經過熱平衡計算要想將30 ℃水溫降到10 ℃以內必須加入等量的-6 ℃的冰。 為此每次澆筑混凝土前聯系制冰廠提前至少2 h 送達現場攪拌站，必須考慮提前量給冰一個融化時間，將水箱提前注入與冰的送貨量相等的水，加水量利用水箱內的標尺控制。 冰運到攪拌站要立即加入水箱內，待大部分融化后測量水溫達到要求后，開始正常攪拌混凝土。 如果遇到中午和下午大氣溫度特高時，混凝土出機溫度高于27 ℃，可以先將水箱內的水灑到碎石上面降溫后，再進行混凝土攪拌。 為保證低溫水的使用補償施工過程中溫度損失每次訂購冰要兩種， 一種碎冰或冰棒另一種為冰塊數量各占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償水溫的損失。

3.7 混凝土的運輸及澆筑

根據攪拌站到澆筑場地的距離，考慮運輸過程及混凝土澆筑過程的保溫。 可以采取混凝土運輸罐車和混凝土泵管表面灑水或采取包裹等方式保溫。由于現場攪拌站運輸距離較近，控制好混凝土運輸罐車的發出速度和數量，避免混凝土運輸罐車現場等待就解決了。

4 應用推廣

集裝箱改造保溫水箱在使用過程中， 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期使用。 還能就此方法將集裝箱改造成冷庫，自己購買中小型制冰機，提前制冰儲存供低溫混凝土使用。

5 結語

低溫混凝土應用較為廣泛施工工藝并不復雜，但是各環節相互聯系較為密切，是一個整體的管理系統。 為保證混凝土溫度符合要求且連續供應，需要各環節都要指定專職負責人，及時準確的掌握并傳遞信息，深入到冰塊的供應、冰塊的添加融化、混凝土攪拌、運輸澆筑等每個環節和節點。 采用當地的有利資源通過改進，到現在為止本項目已經完成大體積混凝土近5 000 m3， 溫度控制達到業主要求，保證了工程質量爭得了業主的信任。

圖1 正在施工的菲律賓cemex 項目