沙漠地区混凝土生产降温可行性分析

沙漠地区混凝土生产降温可行性分析

王硕

中交第一航务工程勘察设计院有限公司天津市300222

摘要：沙漠地区气候炎热干燥，日照强烈，混凝土生产原材料受环境影响温度较高，混凝土搅拌站生产时易出现混凝土出机温度过高导致的坍损过大,有时甚至出现混凝土“假凝”、“瞬凝”等异常凝结现象，严重影响现场使用。为了改善和解决这些问题，对拌合站生产各个流程进行调查，提出适合沙漠地区实际需要的不同降温措施并应用，获得了良好的使用效果。

关键词：沙漠；混凝土；降温；搅拌站

0.引言

在我国南方地区，夏季气温高，持续时间长。炎热的气候给混凝土生产及施工带来很多不便，使混凝土因为温度过高而导致坍落度损失过大[1]，甚至出现混凝土“假凝”[2]、“瞬凝”等异常凝结[3][4]现象。另外，沙漠环境还会使得混凝土强度降低、外观质量下降、易产生塑性裂缝、易产生应力裂缝等质量问题[5]。为了改善和解决这些问题，对拌合站生产各个流程进行调查，提出适合沙漠地区实际需要的不同降温措施。

1.影响因素调查

1.1水泥进场温度的影响

部分厂家水泥由于熟料周转周期短，出磨温度较高，水泥库存较少，因而水泥出厂时水泥温度过高。大部分批次进场温度都超过65℃，最高甚至可达到100℃。水泥温度过高，在生产时会消耗更多的水[6]，影响混凝土的和易性。

1.2日照对集料温度的影响

集料表层温度随日照变化强烈，温度最高时可达60℃以上。料堆内部温度变化较大，温度随深度降低。表层到15cm温度最高，据表层30cm深度处温度随着日照的时间变化不明显。在混凝土配合比中，粗集料的量占到混凝土量的50%以上。集料温度过高对混凝土的温度影响很大。所以就非常有必要为集料增加遮阳装置，现场实测发现遮阳棚下的集料温度基本随气温变化，阳光直射下的集料随着照射的时间温度越来越高，在下午高温时棚内外集料温度可相差20℃。

1.3遮阳棚对水温的影响

混凝土拌合站用水来自蓄水池，一部分工地现场蓄水池处于露天状态。在阳光照射强，温度高的地区蓄水池温度温度全天处于一个较高的状态。观测结果显示，未加遮阳棚的蓄水池的温度全天维持在30℃附近。但是，加了遮阳棚的养护池的温度最高才25℃。造成温度差异的原因是蓄水池上方的遮阳板紧紧盖在蓄水池上，通风不畅，在夜间温度低时不仅不能通过空气流通带走水的热量，而且加盖子后还会保温。养护池遮阳棚距离水面较高，能阳光对养护池直射，空气流通顺畅，流通的空气通过蒸发作用带走了水面的热量，持续给水池的水降温。降低水的温度有利于降低混凝土的拌和温度。

1.4拌和站搅拌机降温

混凝土搅拌站搅拌锅是各种材料集中搅拌的地方，所有的集料在搅拌锅内充分搅拌后成为混凝土，在搅拌锅内对材料进行降温是最直接，效果最明显的方式。对搅拌锅内的混合料进行降温最直接的方式就是想搅拌锅内投放液氮[7]和碎冰[8]对混凝土进行降温，在条件不允许的情况下也可以利用冷气机向搅拌锅内输送冷气的方法进行降温。

1.5水泥罐降温

原材供应紧张时，水泥厂家为了降低流转周期，导致水泥温度很高，有些批次甚至在80℃以上，在水泥泵入罐体后，罐体内的中心温度很难散发。在工地对拌合站水泥罐表面进行温度测试，结果发现水泥罐体温度最高时可以达到58℃，这么高的水泥罐体温度对水泥的加热作用是显而易见的。在现在无法降低罐内中心水泥温度的情况下，降低罐体的温度就很有必要。

1.6罐车滚筒降温

混凝土拌合站距离部分施工现场较远，混凝土运输时间长，在运输过程中，罐体吸收外部热量使混凝土温度升高。空罐状态下罐体在下午时温度可达到50℃以上，当灌入混凝土后罐体温度降至35℃左右，罐体降低的温度被混凝土吸收。混凝土在运输过程中，罐体仍会持续从外部吸收热量，并将热量传递给罐内的混凝土。对罐体的降温可以通过对罐体洒水来实现。

通过对混凝土运输车搅拌罐进行洒水降温试验结果可以看出，洒水后罐体温度降温明显，试验时气温46℃。在对罐体增加洒水装置后，在10min内罐体温度从最初的64.1℃降到了37.2℃，罐体温度降低26.9℃。由此可见，通过对罐体洒水可以很大程度降低罐体温度。在洒水的同时测量罐体内外降温幅度。对比滚筒内外的降温幅度可以看出，通过洒水降温后，滚筒内外降温幅度大致相同，洒水降温可以有效降低罐体整体温度。

2.解决方案

通过上述调查分析可以看出，从原材到生产再到运输，各个环节都会对混凝土的生产带来不利的影响，所以，对混凝土进行降温需要针对不同环节的特点制定符合实际需求的方案措施，具体措施如下；

1）控制水泥进场温度，如果进场水泥温度过高需要在水泥罐内放置几天，等水泥温度降下来后使用，做到先来先用，后来后用。

2）为了降低集料表层温度，在料堆上增加遮阳棚，减少阳光直射导致的石料表层温度升高。在每天的拌和作业完成后，应将拌合站料仓加满，利用夜间对集料降温。

3）蓄水池的遮阳盖进行改造，遮阳盖宜做成燕尾式，两边高中间低，增加流向水池的风量，增加热量的散发。在一天的拌和任务完成以后，宜将水池加满，利用晚间气温低进行降温。同时在混凝土生产时可向蓄水池内投放冰块来协同降温。

4）对罐体进行淋水，以保持罐体湿润而不大量滴落为宜。条件允许还可以对水泥罐体裹覆黑色防晒网，以降低阳光直射对罐体的加温。

5）具体实施可以对罐车进行简单的改装，将一根撒水管接到罐车的储水罐上，罐自带压力，可以顺利对罐车进行洒水，洒水效果以罐体可以保持湿润不滴水为最好。

3.结论

混凝土生产质量好坏涉及因素较多，沙漠地区工地环境恶劣，呈现高温、低湿、热风的特点。在高温环境下施工，除了要在上述方面提供保障以外，最重要的是试验室人员的质量意识。

参考文献

[1]杨志.泵送混凝土坍落度损失原因及对策[J].水泥工程,2010(6):63-67

[2]张大康.论水泥的瞬凝与假凝[J].水泥,2016(7):17-20

[3]JC/T602-2009.水泥早期凝固检验方法[S]

[4]李聪.现代混凝土假凝和泌水原因分析及预防措施[J].赤峰学院学报(自然科学版),2015.31(7):63-64

[5]李群.高温环境下混凝土施工质量的控制[J].江西建材2008(1):57-59

[6]姜雅峰,杜文辉.水泥温度对标准稠度用水量的影响[J].山西建筑，2017,Vol.43No.33:108

[7]陈国胜.液化氮在降低混凝土出仓温度中的应用[J].国防交通工程与技术,2014(05):64-66

[8]钱世清,吴章熙,邓中强等.温度超过70℃对大体积混凝土质量影响的研究[J].建筑设计,2015(39):266-267