长江勘测规划设计研究院砼预冷二次风冷骨料技术创新.doc

长江勘测规划设计研究院砼预冷二次风冷骨料技术创新
（一）案例内容
摘要：长江勘测规划设计研究院(以下简称长江设计院)砼预冷二次风冷骨料技术打破传统“水冷+风冷”的做法，采用“风冷+风冷”，创造了砼出9机温度低于7℃的神话。新技术同时具有工艺简单，温控调幅大，冷量利用率高、占地面积小，施工期短，便于安装拆除，运行操作简便，可节省设备和土建费用等优点。新技术在三峡一、二期工程中应用成功，标志着我国砼预冷技术进入了世界先进行列，为今后水利水电工程砼施工提供了新的可靠技术保证。以龙慧文为首的创新团队，打破传统的思维窠臼，经过6年的艰苦实验，迎来了二次风冷技术的辉煌。而长江设计院，也为他们的成功创造了良好的企业文化氛围和创新条件。
2007年2月27日，全国科学技术奖励大会在京隆重举行，党和国家领导人出席大会并为获奖者颁奖。长江设计院的“砼顶冷二次风冷骨料技术研究与应用”获得国家技术发明二等奖。作为该项发明的技术带头人，院施工设计处副处长、教授级高级丁程师龙慧文代表长江设计院赴京领奖。
二次风冷技术创新的背景
1．知识背景
在水利水电工程混凝土施工中，为防止大坝因温度应力产生危害性裂缝，保证建筑物的整体性与耐久性，必须对混凝土进行温度控制。在夏季高温季节采用混凝土预冷技术降低混凝土出机口温度是混凝土温控的关键措施。混凝工预冷是指对组成混凝土的一种或几种原材料进行冷却，以达到降低混凝土浇筑温度的技术措施，目的在于消除水泥水化热影响，将混凝土内部温升控制在允许范围内，防止大体积混凝土因温度应力产生裂缝。
2．技术背景
混凝土预冷工艺在大型水利水电工程大体积混凝土施工特别是大坝混凝土浇筑中的应用尤为广泛。自上个世纪30年代美国胡佛坝采用预冷混凝土技术以来，国内外水电行业一直致力于研究可靠、经济、便于运行管理的混凝土预冷技术，到上个世纪70年代，在美国的德沃夏克坝、巴西的伊泰普大坝施工过程中，工程技术人员找到了以水冷骨料为主的混凝土预冷措施，混凝土出机口温度最低可达到7℃，此方法一直沿用到20世纪90年代中期。
1993年国务院三建委发文明确长江设计院负责三峡工程的设计工作，而三峡工程是千年大计，施工质量要求极为严格。三峡工程地处I山区，施工场地狭窄，工程规模宏大。另一特点足其混凝上工程量大，高峰月强度持续时间长，且不可避免地在高温季节浇筑基础约束区混凝土。混凝土温控要求夏季混凝土出机口温度为7℃，是当前世界上温控要求最高、生产规模最大的预冷混凝土生产系统。
三峡地区夏季月平均气温28℃以上，混凝土自然拌和出机口温度30℃以上，要求生产7℃预冷馄凝土，降温幅度达23℃以上。当时国内外常用的混凝土预冷技术是水冷骨料、风冷保温及拌和时加片冰和冷水的“三冷法”，针对三峡工程特点及对混凝土温控的要求，若采用常规混凝土预冷方法是无法满足程需要的。常规预冷方法是以水冷为主的预冷工艺，它存在的主要问题是：(1)占地面积大，每m3/h预冷混凝土占地面积为50平方米以上。以三峡现有施工场地不可能布置下这套工艺系统；(2)工艺环节复杂，运行操作困难；(3)系统运行不稳定，预冷混凝土温度不能稳定地达到7℃，对混凝土施工质量有影响；(4)冷量损耗大，工艺环节多，水处理复杂；(5)工程投资大；(6)运行费用高，且常规混凝土预冷方法一般可使预冷混凝土出机口温度达到7℃—10℃，但到7℃时很不稳定；(7)运行过程中产生工业废水，污染环境。
为解决三峡工程混凝上预冷系统布置困难，按常规方法不能做到7℃及7℃以下预冷混凝土的问题，为保证三峡工程如期进行，保证大坝施工质量，需研究并设计一种工艺可靠、中间环节少、性能优越、便于快速施工、运行简单、占地面积小、工程投资省、预冷混凝土质量稳定可靠的混凝土预冷措施。
二次风冷技术创新及实施效果
1．技术创新
二次风冷技术的创新之处在于把“三冷法”中的主要步骤“水冷+风冷”变成了“风冷+风冷”二次风冷法。当时，国内外常用的混凝土预冷技术是水冷骨料、风冷保温及拌和时加片冰和冷水的“三冷法”。
为了解决实际工程中的问题，针对大多数砼拌和系统将骨料二次筛分放在地面，地向为调节骨料用量必须设置调节料仓的情况，利用骨料二次筛分后所设的地面骨料调节料仓兼做风冷仓，对骨料进行第一次风冷，以代替以往工程中常规采用的水冷骨料工艺，骨料第一次风冷完成后再通过正常的上料胶带机进人拌和楼贮料仓，再对骨料进行第二次风冷，以达到所需的骨料温度。第一次与第二次风冷骨料两者的相同点在于其组成形式基本相同，所用设备也基本—样，配风形式，冷风循环系统，外部的制冷主、辅机形式都大致相同。不同点在于布置形式、冷却地点不一样，第一次风冷在地面料仓，第二次风冷在拌和楼料仓；氨制冷系统蒸发温度不一样，一次风冷蒸发温度为—10℃左右，二次风冷则为—20℃左右。料仓形式不一样，第一次风冷的