[发明专利]混凝土生产细骨料专项冷却系统与冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土预冷措施，特别指混凝土生产细骨料专项冷却系统与冷却方法。

背景技术

在水利工程中，大体积混凝土的应用非常广泛。对于大体积混凝土来说，温度应力是非常重要的荷载，为了防止温度裂缝的产生，保证水利工程建筑物的安全运行，必须控制混凝土的温度变化，预冷混凝土是一种十分有效的控制手段。混凝土的预冷是指对生产混凝土材料中的一种或几种进行冷却，其目的是降低混凝土生产温度(出机口温度)，从而把混凝土温度变化控制在允许范围内，以减小裂缝产生的几率。

国外混凝土预冷技术措施，首先是由美洲一些大型水电工程建设中提出，并在工程施工实践中得到发展。自三十年代美国兴建胡佛坝以来，混凝土温度控制技术全面发展，预冷混凝土技术水平也相应迅速提高。五十年代初，美国发展了预冷骨料技术，丰富了预冷混凝土综合措施内容，使炎热天气下混凝土出机口温度大幅度降低。七十年代初，美国德沃歇克坝采用对粗骨料进行水冷和风冷的方法使夏季混凝土出机口温度可降低至7.2℃。七十年代至今，以预冷粗骨料与加冰拌和为主要措施，组成综合冷却的基本型式，已经十分成熟并被各国广泛采用。

国内自二十世纪七十年代以来，混凝土预冷技术取得长足进步。葛洲坝工程采用皮带机廊道内对骨料淋洒冷水、拌和楼料仓通冷风连续冷却粗骨料及加片冰搅拌混凝土等，简称“三冷法”综合预冷措施，夏季混凝土出机口温度可以控制在7℃。九十年代三峡工程采用的二次风冷骨料新技术、高效空气冷却器专利技术、大型片冰制冰设备、冰库及片冰运输称量等成套设施等，使得国内混凝土预冷综合技术日渐成熟并达到国际先进水平。

目前混凝土预冷措施有骨料堆场降温、加冷水及加冰搅拌混凝土、骨料预冷、一种或多种组合材料综合冷却等。但纵观国内外混凝土预冷的成熟技术，仅限于预冷粗骨料,特别是当遇到需要生产低级配混凝土的时候，由于粗骨料的用量少，很难达到出机口7℃的要求；因此，对细骨料——砂进行预冷的研究，自混凝土预冷技术出现以来，一直未停止，国内外工程自上世纪二三十年代起，对砂料进行风冷、冰冷、真空预冷等方面进行了大量研究和实践，主要的预冷方法有导热法，强制对流法和真空气化法。但至今尚未形成可靠、经济、实用的砂料预冷方法。

表1为某大型水电站各级配混凝土配合比，可见，若为三级配、四级配混凝土，砂的用量占砂石骨料总用量的25％以上；若为二级配混凝土，砂的用量比例可高达40％。

表1某大型水电站各种级配混凝土配合比

由此可见，水利水电工程中生产预冷混凝土时面临的问题有：

(1)目前成熟预冷混凝土生产工艺中均未对砂采取专项预冷，而粗骨料有一次风冷和二次风冷等预冷措施，导致粗、细骨料因不能同步预冷而温度差异较大，严重影响骨料的预冷效果；

(2)砂在混凝土骨料中所占比例较大，且砂的温度随环境温度变化明显，当外界环境温度较高时，只进行粗骨料预冷，不进行细骨料预冷，预冷混凝土、尤其是含砂量接近40％的低级配预冷混凝土的出机口温度难以达到要求；

(3)在缺乏有效的专项冷砂技术的情况下，难以生产低级配预冷混凝土，对混凝土的施工产生严重制约；

(4)砂在未预冷状态下进入混凝土拌和楼，生产预冷混凝土时需要在拌和过程中加入大量的冰或冷水对骨料进行预冷，会增加大量的人力、设备和资金的投入。

因此，细骨料(即砂料)的预冷成为了混凝土预冷措施研究的新方向。

发明内容

本发明的目的在于克服混凝土预冷措施只针对粗骨料而提供的混凝土生产细骨料专项冷却系统与冷却方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

混凝土生产细骨料专项冷却系统，它包括储砂罐、混凝土拌和楼以及若干台皮带机，所述储砂罐通过皮带运输机与砂料预冷设备连接，所述砂料预冷设备通过皮带运输机与机械振动筛连接，所述机械振动筛通过皮带运输机与混凝土拌和楼连接；所述砂料预冷设备还与冷水机组连接，所述机械振动筛还与沉淀池连接。

所述砂料预冷设备为预冷砂罐或洗砂机。

应用所述的混凝土生产细骨料专项冷却系统的冷却方法，包括如下步骤：

步骤一、冷水机组产生的冷水若干输入到砂料预冷设备，并控制冷水流量；同时储砂罐的通过皮带机运输砂料至砂料预冷设备，控制砂料流量；冷水机组产生的冷水温度范围控制在2°至12°之间；

步骤二、预设砂料目标温度，将冷水、砂料在砂料预冷设备中混合，对砂料进行冷却，形成含水砂料；