需要。为此,葛洲坝和三峡工程都需进一步科技攻关,采用更先进和更经济的工艺,并使混凝土拌和后温度降至7!,且效率更高、成本更低。
2.1葛洲坝低温混凝土生产工艺
葛洲坝混凝土浇筑特点是板、框架结构多,平面尺寸大而厚度较小,混凝土凝固后的降温幅度比丹江口更大,所以混凝土拌和后温度必须降至7℃才行。可行的办法是参照美国德沃夏克7℃混凝土的生产工艺,即采用隰水冷+风冷+加冰拌和 的生产方式。当时,外购是不现实的,只有自行设计。长江委的设计人员通过研究,设计出了具有世界先进水平的低温混凝土生产系统。
(1)水冷系统。首先改进冷水浸泡工艺,采取更先进的皮带输送淋冷水工艺。即修建专门的隔热廊道,其中布置两条宽1.4m、长150m的皮带,皮带在廊道内缓慢运行,在骨料上喷淋3~4℃的冷水。按7月份的平均温度设计,所使用的4种骨料由初温28.4℃分别降至6℃(大石)、7℃(中石)、8℃(小石)和13℃(粉末石)。冷水的制冷循环系统装机容量为4652kW,制冷量400万kcal/h,制冷水的螺旋管蒸发器面积为2560m2。为节省冷冻容量,对废水加药沉淀过滤后重复使用。为避免水冷后的骨料在风冷时结冰,对水冷后的骨料用振动筛脱水。
(2)风冷系统。其工艺为:利用拌和楼顶部的储料仓通冷风,冷却后直接进入拌和机,紧靠拌和楼另建制冷楼。常用的KL型空气冷却器体积大、重量大,为此专门研制了GKL型高效空气冷却器,其传热系统比KL型大1倍,在同样生产能力时,其面积只有后者的一半。这使制冷楼的体积和荷载大为降低。普通的离心式鼓风机,其转速低、体积大、重量大。设计者选用高效的轴流式鼓风机,转速高、体积小、重量轻,使冷耗大为降低,安装也很容易。
(3)制冰工艺。混凝土生产用冰代替水拌和,可以利用由冰化成水所释放的冷量。如果用常规办法先制冰砖,再破碎,不仅损耗大,且拌和时间仅3min,有的冰块尚未融化掺在混凝土中,会影响混凝土的质量。设计人员从国外杂志上了解到铠片冰机 原理,经过科研攻关,研制成功国产铠片冰机 ,投入实际运用,效果良好。
经过上述工艺生产出的混凝土达到了温度降至7℃(按7月份气温)的要求。
2.2三峡工程混凝土生产工艺
三峡工程位于峡谷区,施工场地狭窄,且其低温混凝土生产规模比葛洲坝大得多,所以不能套用葛洲坝的工艺,必须进一步优化升级。如果用两次风冷,取消水冷工序,占地面积就可大为缩小。经初步研究,设想第一次风冷用0℃以上冷风将粗骨料冷至10℃的时间比水冷所需时间要短很多,还可使骨料含水量降至1%以下。第二次风冷再用-8℃冷风将粗骨料降至0℃,又不致结冰。再加片冰拌和,可使混凝土温度降至7℃以下甚至更低。
为验证上述设想,先在一期混凝土生产系统中做中间试验。经过1a连续3次生产性试验,混凝土出机口温度为3.7~7.3℃。参加专家评审会的专家们一致认为:二次风冷粗骨料工艺设计是成功的,运行是很好的,设备选型基本上是合理的。二次风冷新工艺与以往的先水冷后风冷工艺相比,具有工艺简单、温度调幅大、冷量利用率高、占地面积少、施工期短、便于安装拆除、运行操作简便,以及节省设备和土建费用等优点。并决定在三峡二期工程中推广使用。
三峡工程二期5个混凝土系统全部采用二次风冷加片冰拌和工艺。夏季7℃混凝土生产能力达1720m3/h,制冷系统用电负荷77409kW。2000年和2001年的夏季共生产低温混凝土500多万立方米,合格率87%(要求85%),2004年三期工程温控合格率更提高到97.6%。三峡的二次风冷工艺与伊泰普相比可减少制冷容量1/4,占地面积只有伊泰普的1/6,