水利水电工程混凝土搅拌楼（站）主要技术及发展趋势

　　一、混凝土在工程中的重要性
　　混凝土是当今社会使用量最大、最重要的人造建材，广泛应用于大坝、机场、码头、公路、城市建设等诸多方面。混凝土工程质量将直接影响和决定着建筑工程的质量。因此，混凝土技术的进步，尤其是混凝土搅拌、浇筑工艺的进步必将直接影响建筑业技术的整体水平。
　　目前，在一些中小工程，包括小型水利工程中，混凝土生产仍广泛采用单机生产方式。同时施工队伍水平不齐，致使混凝土生产处于低质量、无监测、无数据的状态，由此造成的工程质量低下，耐久性不高，建筑工程低于设计寿命，致使工程过早损坏的事例也屡见不鲜。因此，要保证工程的优质、高效，生产高质量、高性能和高技术的混凝土，必须全面推广集中搅拌的预拌混凝土生产。
　　二、水利水电事业推动着混凝土搅拌楼技术的发展
　　混凝土搅拌楼是生产预拌混凝土的高质量、高技术的生产成套装置，在水利行业中已形成生产能力从25m3/h到360m3/h的完整系列。从30年代美国第一座混凝土搅拌楼诞生起，混凝土搅拌楼伴随着水利水电大坝工程发展起来，并逐步推向其他建设领域。在我国50年代几乎都是进口国外设备。在60年代末，我国第一座自行设计制造的用电子秤全自动控制的3×1600混凝土搅拌楼出口阿尔巴尼亚，以后相继开发了3×1500和4×3000混凝土搅拌楼，成为葛洲坝、乌江渡、刘家峡等工程的主力机型。在我国水利水电工程中，国产搅拌楼（站）已成主流，特别经过“七五”、“九五”攻关。为万家寨、三峡、五强溪等工程开发研制了240m3/h和360m3/h的大型和特大型、具有温控功能的搅拌楼，在三峡国际竞争中取得成功，在许多方面比进口设备更优秀。图片1是240m3/h的4×3m3搅拌楼，为三峡工程开工生产了首批混凝土，图片2是36Om3/h的4×4.5m3混凝土搅拌楼，其使用为三峡二期工程混凝土浇筑奠定了坚实的基础。由于水利水电大坝工程推动了混凝土搅拌楼（站）技术的发展，因其技术先进，起点高，搅拌楼技术已扩展到整个工程建设领域。图片3应用搅拌楼科研成果，设计制造的适用于生产多品种、高性能混凝土的商品混凝土搅拌站，在建筑业中获得好评。
　　三、混凝土搅拌楼（站）的主要技术
　　建设部关于进一步推行应用10项新技术的通知中，对混凝土搅拌楼（站）提出如下要求：机械上料，计算机计量控制和管理，选用强制式或倾卸式搅拌机，应用散装水泥，并有外加剂和超细活性掺合料的贮存和加入装置，有污水处理装置。这些要求在水利行业搅拌楼中已基本实现：
　　1.搅拌机。在长期的实践中广泛采用的是强制式搅拌机和倾卸式搅拌机。这两类搅拌机对混凝土的水灰比、强度、坍落度的适应性比较宽。倾卸式搅拌机适用于大骨料（150mm）水工混凝土的生产。而强制式特别是双卧轴强制式搅拌机由于其搅拌性能好、搅拌均匀、拌制混凝土振捣性能好更容易浇筑，因此，更适于骨料小于120mm的水利水电工程中碾压混凝土的浇筑工艺。笔者认为对中小工程选用强制式搅拌机较合适。但水工行业在选用强制式搅拌机时，应注意对一般适用于建设混凝土搅拌机的区别，要加大搅拌机的容积，加强机械部件和增大功率，不然将会在使用中带来很多的不便。
　　2.计算机控制和多台搅拌楼（站）联网管理。实现计算机计量控制和打印报表等管理是目前搅拌楼（站）最基本的控制要求。在三峡987混凝土系统中，实现了在两座搅拌楼4线出料车道中，对运输车辆自动识别，调度生产，使搅拌楼的生产率提高了15%，并且实现多级配混凝土的同时生产，也实现了工地混凝土浇筑、运输、生产的统一管理。
　　3.双掺技术。为了提高混凝土的品质和耐久性。降低混凝土拌合物成本，掺加高性能外加剂和超细活性掺合料，在搅拌楼（站）中都应有贮存和加入装置。对于干掺外加剂和某些活性掺合料的添加、计量技术还需完善。
　　4.温控技术。由于水利水电工程的大体积混凝土的快速施工，在防止裂缝产生，控制混凝土浇筑温度方面，已取得了成功的经验。在建筑业，用于高层建筑基础大体积的浇筑，也提出了温控的要求。对小方量的生产中可以应用骨料真空制冷，即在真空状态下，利用骨料表面水分的蒸发吸热降低骨料温度。也可利用液氮直接喷入搅拌机或搅拌车达到降温制冷的目的。在大型工程中都采用廉价的氨为制冷剂，以加片冰和风冷骨料来实现温控。而喷淋冷水由于投资较大，冷水回水处理较难而被风冷所取代。在三峡工程中骨料采用二次风冷，取代以往的水冷加风冷的方式，取得了成功的经验。骨料平均降温1℃。混凝土温度可降约0.6℃。在冬季也可进行骨料热风预热，万家寨搅拌楼实现了夏季风冷骨料，冬季供热水、热风预热骨料，达到温控的目的。
　　其中，加片冰是有效的预冷方式，每10kg片冰可降低混凝土温度约1.2～1.4℃。片冰由片冰机生产，贮存在零下12℃的片冰库中，由耙冰机出冰，由螺旋机输出片冰，由搅拌楼的配冰计量装置进行配料。整个制冷系统已完全实现国产化，达到国外同等先进水平。
　　5.关于砂水补偿。控制混凝土的水灰比，获得小的混凝土强度离差系数，提高强度保证率，必须控制、测定砂的含水率，在水和砂子的配料中，进行减水、增砂，达到控制搅拌用水的配比量。因此，很多人都希望计算机在配料计量时能进行砂水自动补偿。
　　但是目前所能配置的砂含水率测量仪是用电容或微波法测量，其精度在0.5%.以每立方米混凝土砂配比为650kg为例，其仪表误差发生的水偏差达3.25kg.而水工混凝土每立方米水的配比量只有150kg左右，其计量允许偏差只有1.5kg，由于仪表产生的水量误差已超过水计量允许误差，因此，以仪表为依据进行自动补偿是不可取的。而仪表只能作为在线监测设备，监视砂子的含水率的变化，起到及时调整配比的参考作用。而实际的含水率还是要通过定时直接测量的办法测定，再输入计算机自动调整配比值。如二滩工程是每小时检测一次，以保证水灰比的稳定。
　　四、开发适应中小水利工程的小型移动式混凝土搅拌站
　　“十五”计划中很大一部分水利工程是中小型的，如渠道、堤坝、河闸等工程，而相对于这些工程的混凝土生产设备还是落后的，如果仍大量使用人工的单机生产方式，很难保证混凝土的质量，造成水利工程质量不高、耐久性达不到设计要求。
　　因此，必须开发适应这些小型工程能快速转移的、具有先进的搅拌设备和可靠的计量装置、应用计算机控制的完善的混凝土搅拌站。只有尽快开发出价格低廉、性能优良的小型搅拌站，才能淘汰落后的人工单机生产方式，保证水利工程的质量和混凝土生产数据的资料可查性。移动式混凝土搅拌站在公路、铁路建设中已有生产和应用，但要在水利工程中应用，尚需在搅拌、计量、双掺技术上进行完善。随着水利工程技术的进步，一种适应水利工程的高性能的小型混凝土搅拌站必将会在市场出现。（考试大一级建造师编辑整理）