混凝土拌和系统设计

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1、混凝土拌和系统设计,混凝土系统概述,随着我国水电建设事业的迅速发展，水电施工技术也日趋成熟和完善，工程施工中对混凝土的需求强度要求也越来越高，很多水电工程的大坝混凝土月浇筑强度超过了20万m，随着大坝混凝土机械化浇筑强度逐步加大，对附属企业的生产能力也提出了更高的要求，混凝土系统作为水电施工不可或缺的一部分，是水电施工环节中最为重要的一环。为前方混凝土浇筑做出不可磨灭的贡献。,混凝土系统组成,混凝土生产统一般由于由拌和楼、胶凝材料储运系统、骨料储运系统、外加剂系统、空压机系统、制冷系统等组成，将骨料、胶凝材料及外加剂等按照规定配合比拌制成混凝土。,混凝土拌和系统工艺简图,拌和楼,空压机,胶凝材

2、料系统,制冷系统,外加剂,骨料输送系统,混凝土,混凝土系统设计注意事项,1、混凝土生产系统的布置位置应尽量靠近浇筑地点，并应满足爆破安全距离要求。从拌和楼到浇筑点的距离越短越好，比便于保证混凝土运输的时间应满足规范要求。 2、系统布置方式，应综合考虑地形、地质条件、导流方式、水工建筑物的布置型式和混凝土浇筑方法、现场交通条件及骨料供料方式等因素。 3、集中设置的混凝土生产系统，应能适应主体工程施工过程中的混凝土各种施工方法和运输方式，满足各时段各部位对浇筑强度和混凝土品种、标号、数量的要求。 4、在集中设置较困难且无明显优点的下述情况，宜研究分散设置： 1)坝体高、河床宽，混凝土浇筑设备不能兼

3、顾坝体高低部位，左右岸交通又不能沟通； 2)水工建筑物布置分散，运输不便，混凝土集中供应困难； 3)各主体建筑物施工强度及混凝土级配要求相差悬殊； 4)混凝土工程量大，浇筑强度很高，进出料线路布置困难，不宜集中布置多座大型拌和楼； 5)坝址上下游骨料来源分散，距离较远，骨料及混凝土运输需要有过坝措施且不经济和对混凝土质量有影响，对坝体施工有干扰； 6)其他因施工进度安排上的需要，如分期设置等。,混凝土系统设计注意事项,5、根据施工导流分期或建筑物不同高程的施工，需要分期设置混凝土生产系统时，应研究后期混凝土生产系统能够利用前期系统全部或部分设备的可能性，以及设备调配、拆迁安装、试运转等所需要的

4、时间安排。 分期设置的混凝土生产系统，主要设备总量配备应根据各期浇筑强度，选定各期的主要设备数量，再根据可能的拆迁转移时间，作出总的调度平衡。,混凝土生产系统生产能力确定,1、混凝土生产系统的规模应由混凝土施工进度安排的浇筑强度确定，以小时生产能力或月生产能力表示。 2、混凝土生产系统生产能力应满足浇筑高峰时段的要求，按高峰月强度计算需要的小时生产能力，月有效生产时间以500h计，不均匀系数按1.5考虑，并按充分发挥浇筑设备能力校核。 3、根据碾压混凝土的特点，在系统生产规模设计中，应考虑所选择的搅拌机型、搅拌时间等对生产能力的影响。 1）搅拌机型式：用于生产碾压混凝土的拌和设备，宜选用强制式

5、搅拌机；如因条件限制，选用自落式搅拌机时，必须考虑生产率降低的因素； 2）拌和时间：用强制式搅拌机拌制碾压混凝土，其纯拌和时间可按60s75s考虑；用自落式搅拌机拌制，其纯拌和时间可按150s考虑； 3）投料方式：用自落式搅拌机生产碾压混凝土时，其投料顺序应通过试验确定。 4、需要生产低温混凝土的系统，设计时尚应考虑： 1）系统设计时应按混凝土温控要求配置预冷设施，并应满足低温混凝土浇筑需要； 2）考虑加冰对拌和设备生产能力的影响。自落式搅拌机拌制混凝土加片冰时，不降低搅拌机的生产能力。加粒冰拌和，搅拌时间宜适当延长。 3）强制式搅拌机在加片冰或粒冰生产时，均会降低搅拌机生产能力。,原材料储存

6、与运输,1、混凝土生产系统设置的骨料堆场(仓)，应存纳一定的骨料储量并有连续向拌和楼供料的能力。 a)混凝土生产系统骨料堆场(仓)以地弄出料的按重力自卸活容积计算和布置，储存容量按以下原则确定： 1)一般为高峰月浇筑强度平均日3d5d用量； 2)如布置特别困难时，最低不少于1d的储量； 3)与砂石加工系统距离较近并用带式输送机运输时，可设只供拌和楼8h16h用料量的调节料仓； 4)骨料有温控要求或有其他原因需要加大储存天数的，应根据布置和需要而定。 b)当混凝土生产系统与砂石加工系统相距较近时，应尽可能考虑共用一个成品堆场。其粗骨料和细骨料的储量应分别满足高峰月浇筑强度平均日3d5d和5d7d

7、的需用量。 2、骨料堆场应设排水系统。对雨天较多的地区，砂堆应考虑设防雨棚。 3、工地水泥储备量应保证混凝土连续浇筑所需用量。以混凝土浇筑高峰月平均日水泥用量作储备基数，储备天数应根据厂家供应条件及交通状况决定。对不同的运输方式，工地所需储备量可按下值选用，公路：4d7d；铁路：7d10d；水路：5d15d。 4水泥卸载能力应满足混凝土高峰月浇筑强度的平均日水泥需用量，同时应符合交通部门规定的车、船卸载占用时间的要求。袋装水泥卸载应尽可能提高机械化程度。,工艺布置,混凝土生产系统布置需要满足以下要求： 1、系统位置应结合地形特点和施工运输条件，尽量靠近混凝土的浇筑地点，并与开挖爆破保持一定的安

8、全距离，所在位置高程不受洪水影响。 2、系统位置宜设在大坝下游。如需要选择在大坝上游，系统高程应在水库正常蓄水位以上。 3、系统交通运输线，应尽量与工区交通主干线、上坝交通线结合利用。 4、 系统的设置应充分合理利用各种有利地形条件，使主要原材料尽可能自上而下运输。系统布置在山坡沟口时，应尽量避开滑坡、山洪或泥石流等地段。 5、 系统布置应以拌和楼为中心，统筹其他组成部分之间的相互关系，如骨料预冷、制冰、储冰、加冰等工艺措施和布置。原材料进料方向和混凝土出料方向应错开。 7、如因地形地质条件限制，天然场地狭小，可首先满足拌和楼及进出运输线路的布置，其他设施可因地制宜紧凑布置。 8、 系统的建筑

9、物或料堆应与输电铁塔、输电设备、输电线保持足够的水平和垂直安全距离。 9、系统的主要建筑物设置高程应根据规范规定的防洪标准确定。受料仓、卸料站、地弄等地下部分的建筑物， 设置在高于地下水位，必要时采取必要的防水和排水措施。,主要设备选择,拌和楼选择,1、拌和楼选择时候应根据工程规模、使用期长短、混凝土的品种、标号、级配、骨料最大粒径、掺合料以及温控要求等，选择拌和楼(站)的型式和数量。选择拌和楼(站)时应注意： 1)所选搅拌机应能拌和混凝土设计的最大骨料粒径 2)拌和楼(站)的骨料仓及液体容器的数量，应能满足混凝土工程多级配不同粒径石料、砂料、水泥、掺合料及外加剂等的存 放； 3)搅拌机出料量

10、应与混凝土运输设备的装载容积相匹配； 4)在同一系统中，宜选择同一类型拌和设备。 2选定的拌和楼(站)的拌和设备生产能力的总和应满足系统确定的生产规模及浇筑强度的需要。 3、拌和楼(站)的生产能力受外加掺合料和温控以及混凝土塌落度、级配、标号交换等因素影响，设备选型时按使用条件进行具体核算。 4、拌制碾压混凝土，宜选择强制式搅拌机组成的拌和楼,胶凝材料储运系统,1、胶凝材料一般在大型电站使用散装，因此场内外运输可考虑灌装运输。 2、胶凝材料机械输送至现场调节储料罐时，根据正压气输送设备应根据输送距离、输送量、地形等具体条件，经比较选用螺旋输送泵、喷射泵、仓式泵等。干燥地区，可比较选用空气输送斜

11、槽。 3、胶凝材料储存容量，宜选用装配式钢质水泥罐。,骨料储运系统,1、骨料堆存设备应适应所需综合堆存容量的大小、现场地形、料堆布置形式、堆取料输送量等因素，选择合适的堆存设备。混凝土生产系统靠近砂石生产系统，在设计是可以考虑共用产品骨料堆料场，当混凝土生产系统隔离砂石系统骨料堆存料场较远及有骨料预冷要求时，可以考虑设置调节料仓或增设骨料堆场，依保证混凝土生产系统高峰期骨料强度要求。 2、成品堆场的堆料设备生产能力，应与来料的设备输送能力相适应，并应核算因移动分仓堆料的时间损失对生产能力的影响。堆场出输送机应与拌和楼上料带式输送机规格一致，当堆场出料输送机与拌和楼带式输送机不一致的时候，应设置

12、调节料仓，以保证拌和楼料仓的供应。,空压机系统,1、 混凝土生产系统根据系统用风性质，设置专用压缩空气站，一般随水泥系统设置，不与土石开挖共用。其规模根据用户同时用气高峰确定。 2、专用压缩空压站设计时应注意下列问题： 1)一般水泥气力输送工作压力为0.3MPa0.5MPa，当选用的空气压缩机排气压力为0.7MPa0.8MPa时，应设减压措施。 2)当水泥输送工作压力低于0.35MPa，而用气量大时，宜单独设置中低压空气压缩机。 3)输送水泥用的压缩空气，在空气压缩机与储气罐之间宜设置后冷却器，在储气罐之后应设置油水分离器。 4)当用气点距离压缩压站较远时，应在用气点附近另设置储气罐。 3、对

13、于空压站的压缩空气质量，一般无特殊要求，当应重视油水分离，否则不仅对风动设备产生腐蚀作用，缩短其使用寿命，而且还可能产生其他不良影响。例如：当用于胶凝材料输送时，胶凝材料可能产生结块现象， 4、水电工地的空压机系统使用时间一般较短，设计标准可适当降低。 5、空压机系统压气管网敷设时，应用于检查管理及拆移。,制冷系统,(1)制冷量按照骨料的常态温度及混凝土生产系统出机口温度温度就行计算。 (2)结合现场实际地形，制冷系统布置在靠近拌和楼附近，尽可能缩短氨系统管路距离，减少制冷系统因氨管路焊接焊缝原因存在的氨泄漏事故发生。 (3)氨系统首先应该满足生产工艺的需要，也要考虑经济，选用安全、可靠，并尽

14、可能采用先进工艺。 (4)压缩机及辅助设备的布置应使连接管路最短，流向畅通并便于安装，设备管路上的压力表、温度计及其它仪表均应设置在便于观察的地方，以便于制冷系统运行人员随时观察制冷系统的运行情况。 (5)厂内设备布置应保证操作、检验方便，并尽可能紧凑，压缩机应设于室内，其它辅助设备可设在室外或敞开式建筑中。 (6)片冰机均按独立系统进行配套，以保证均匀稳定供氨液，简化调节和操作运行，提高灵活性及可靠性。 (7)结合和借鉴以往拌和系统设备选型和配置的成功经验，为该系统提供最先进最可靠的一流设备。,外加剂系统,混凝土外加剂主要为改善和调节混凝土的性能、节约水泥而掺加的有机、无机或复合的化合物。混

15、凝土外加剂在工程中的应用越来越受到重视，外加剂的添加对改善混凝土的性能起到一定的作用。 混凝土外加剂按其主要功能分为四类： 1 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。 2 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 3 改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。 4 改善混凝土其它性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、着色剂、防水剂和泵送剂等 混凝土外加剂根据设计要求，根据混凝土性能要求，通过配合比试验，选择合适的配合比，根据混凝土生产系统强度要求及配置浓度要求，选配合适的混凝土外加剂搅搅拌池及贮液池，外加剂根据目前主流搅拌及成本要求，建议采用风力搅拌。外加剂贮液池一般考虑高峰期23d的用量。,结束语,混凝土生产系统其主要功能是为了前方混凝土浇筑提供优质混凝土。结合前方混凝土浇筑的高峰强度，选择适当的拌和楼设备，按照混凝土浇筑的高峰强度及水电站的具体要求，配置合适的胶凝材料储运、骨料储运及空压机系统，根据配合比及混凝土性能要求，选择合适的外加剂，根据水电站的实际地形合理布置，为前方混凝土浇筑提供保证。,参考文献,水电水利工程混凝土生产系统设计导则(DL/T5086-1999) 水利水电工程施工组织设计手册第四册 辅助企业,