DL T 5179-2003（条文说明） 水电水利工程混凝土预热系统.设计导则.pdf

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1、DL/ T 5179 2003 水电水利工程混凝土预热系统设计导则条文说明37 DL/T5179一2003目录3 总则.39 4 设计条件. 41 5 般规定. 42 6 预热方式及选择.46 7 预热工艺流程及预热设施布置.49 7.1 骨料储存与供应.49 72 混凝土组成材料预热.52 7.3 混凝士拌和与运输.57 8 预热系统规模及热负荷.63 9 设备选择与布置.68 9.1 B日热设备选择与布置.68 9.2锅炉及锅炉房.74 10 管道及管道保温设计.76 11 安全防火与环境保护.80 12 主要技术指标.81 38 DL/T 5179 - 2003 3总则3.0.1 本条指

2、出了水电水利工程建设中混凝土预热系统的重要性。混凝土预热是低温季节混凝土温度控制设计和施工中的一项不可缺少的重要措施。在低温季节采用预热措施，能有效地恢复骨料的松散性，使骨料能顺利地被运输、计量，并防止混凝土早期受冻，保证水化作用正常进行。在严寒地区，如前苏联、北欧、北美及中国的东北、西北地区，由于受气候条件的限制，低温季节混凝土施工是很难避免的。例如，导流工程必须选在枯水季节施工，而枯水季节一般又都在低温季节。在这些地区，由于低温季节延续时间很长，低温季节施工的混凝土量也很大。从已建工程的统计资料看，前苏联地区低温季节施工的混凝土量，已占到工程混凝土总量的50%，如布拉茨克水电站达到了52%

3、，乌斯季依里姆水电站达到了53%。据中国北方地区10个工程的统计资料，低温季节施工的混凝土量平均占工程混凝土总量的30.4%，如恒仁工程达到了32.6%,拉古哨电站达到了35%，白山工程达到了32.7%。如此且大的混凝土工程量，要求的混凝土预热系统规模也相当大。因此，做好混凝土预热系统设计、提高和完善混凝土预热工艺，不仅是这些地区工程混凝土施工质量的可靠保证，也是缩短工程工期、节省工程投资的重要环节。混凝土预热系统为这些地区混凝士工程的全年均衡施工、工程提前竣工和提前收益创造了条件。3.0.2 在SDJ338中，对混凝土预热系统设计做了几点原则性的规定。本标准是在此基础上做出的具体条文规定。3

4、.0.5 混凝土预热系统不是一个独立的系统，它是砂石料混凝土系统中的一个子系统，是一个具育低温季节施工特点的混凝土生39 DL/T5179一2003 产系统。因此，在混凝士预热系统的设计中，必须与砂石料系统和混凝土系统结合进行，统一规划和布置。同时也应当适应常温季节混凝土的生产要求。40 DL IT 5179 - 2003 4设计条件4 0.1 4.0.4 混凝士预热系统所在地区的气象、水文、地质条件是设计必须了解掌握的基础资料之一。气温、风速等气象资料是设计预热系统的依据，了解风向可研究系统对周围环境的影响。建筑结构设计必须了解地质条件：地形资料是布置方案必须掌握的设计依据。4.0.5 4.

5、0.7 了解水工枢纽布置，各建筑物混凝土工程量及其级配、标号，了解施工总进度方面有关低温季节混凝土施工部位、工程量及进度安排，以及低温季节混凝土浇筑温度及其他温控措施，能了解服务对象对该系统的具体要求。这是确定系统工艺和规模的前提和基本依据。41 DL/T 5179 - 2003 5一般规定5.0.1 由于低温条件下的混凝土硬化和施工有其特殊性，因而对混凝土生产系统也提出了一系列要求。混凝土硬化离不开水和温度，水决定水化反应能否进行，温度决定水化反应的速度快慢。对于普通水泥的混凝土硬化，15的周围环境温度是正常温度，但随着周围环境温度的改变，混凝土的初凝时间和硬化过程将会发生相当大的变化。这种

6、变化的相对关系，可通过表l获得直观的了解。表1各种温度下的水泥初凝时间温度5 10 15 20 25 30 初凝开始2.50 I.SO 1 0.70 0.50 0.35 初凝终结1.85 1.25 1.00 0.75 0.58 0.50 表1以1sc时水泥的初凝时间为单位。可以看出，随着周围环境温度的升高，水泥的初凝时间缩短了：随着周围环境温度的降低，水泥的初凝时间延长，硬化过程急剧地减缓，当周围环境温度降低到5时，水泥的初凝时间延长到15时的1.85倍2.5倍。因此，当日平均温度降低到5以下时，在工程中必须采取措施，慎重对待。混凝土早期受冻所受到的损害，对结构物来说是永久性的破坏。在混凝土拌

7、和物中，水的冰点大约为-0.52.5。当温度低于4c时，水的体积就会膨胀，当温度降低到3时，拌和物中90%的水将被冻结，水化作用基本停止，冻结使混凝土体积膨胀，使水泥敬结力丧失，这时解冻不能恢复原来的状态。如果在低温季节为新浇筑的混凝士创造一个人工环境，使泪42 DL IT 5179 - 2003 凝土拌和物在正温条件下养护一定时间，获得一定强度后再遭冻结，那么解冻后的混凝土就不致于会造成破坏。因为这时己有相当一部分拌和水固定到水化物中去了，混凝土内可能冻结的自由水量很少，即使冻结，引起的内应力也很小。混凝土早期允许受冻临界强度，DL厅51442001水工混凝土施工规范规定：“大体积混凝土应不

8、低于7.0MPa：非大体积混凝土和钢筋混凝土应不低于设计强度的85%”。由此可知，低温季节混凝土施工的特殊性在于要求创造一个条件，使新浇筑的混凝土在获得允许受冻临界强度之前，始终处在正温的养护条件下。在工程实践中，正温的温度不应低于5。这就必须对混凝土的一种或几种组成材料进行加热，使混凝土拌和物蓄奋相当的热量。这是低温季节混凝土施工对混凝士生产系统提出的要求，也正是混凝土预热系统所要解决的问题。5.0.2 低温季节大体积混凝土施工应掌握三条原则：1 砂石骨料中不能含有冻块，混凝土拌和物应具有一定的温度，并要做到在运输、浇筑、振捣过程中不被冻结。2 在达到允许受冻临界强度前，新浇筑的混凝土应始终

9、在正温养护之下，不能遭受冻害。3 混凝土的内外温差和最高温度不能超过规定的数值。上述三条中，第1、2两条是为了防止混凝土早期受冻，第3条是为了防止混凝土发生温度裂缝。为防止混凝土早期受冻，浇筑温度越高越好：为防止、混凝土发生温度裂缝，浇筑温度则越低越有利。对于大体积混凝土，由于断面大，浇筑以后表面温度虽然很低，内部温度却因水化热不易散发而上升。如果浇筑温度过高，内部温度会很高，内外温差达到一定程度后，内部产生的压应力和外部产生的拉应力会使混凝土发生裂缝。因此，低温季节大体积混凝土浇筑温度的选择应根据建筑物的特点并兼顾防冻和防裂两方面的要求。SDJ338-1989水利水电工程施工组织设计规范规定

10、：“混凝土浇筑温度，大坝不宜低43 DL/T 5179 - 2003 于5，厂房不低于10”。低于5时，混凝土强度增长缓慢，波动剧烈：但混凝土浇筑温度也不能选择得太高，这种限制来源于我国的工程实践。如在拉古哨溢洪道修补扩建工程中，低温季节混凝土浇筑温度最初确定为1015，在实际施工中，人们又总觉得“温度高一点比温度低一点好”，因此实际上浇筑温度经常在1518，最终由于温度高，导致个别坝段发生裂缝。桓仁工程也曾发生过类似情况。本条提出混凝土浇筑温度的选择范围，目的是在可行性研究阶段无温控计算资料的情况下，使设计者能较合理地选定混凝土的浇筑温度和出机口温度。5.0.3 、混凝土出机口温度指的是混凝

11、土离开搅拌机进入混凝土运输设备时的温度。混凝土出机口温度在数值上等于混凝土浇筑温度加上混凝土在运输、浇筑、振捣过程中的温度降低值。混凝土出机口温度是混凝土预热系统设计的基本参数。它决定氓凝土的预热工艺，井在相当大的程度上反映了工程所在地气候的严寒程度。准确选择混凝土出机口温度，对混凝土预热系统的设计至关重要。出机口温度选择过低，保证不了浇筑温度：选择过高又会造成经济上的损失。准确选择混凝土的出机口温度，关键在于正确确定呢凝土在运输、浇筑、振捣过程中的热量损失。表2为部分工程在低温季节施工期所选用的混凝土出机口温度，可供参考。表2部分工程的混凝土出机口温度 日平均气温Z程名称5-5 -5一10-

12、I&-20 20 青铜峡5 14 16 20 八盘峡7 10 14 18 44 DL/T5179 - 2003 表2（缤）日平均气温王程名称5-5 -5-10 -16-20 20 潘家口8 12 14 18 刘家峡5 14 12 14 桓仁10 15 10 15 18 23 臼山9 JI 11 13 13 15 布拉茨克7 12 8 13 10 16 12 18 （前苏联）克拉斯诺雅尔斯克79 9 JI 11 15 （前苏联）5.0.4 在计算围护结构的基本耗热量时，假设传热过程是在稳定状态下进行的，即各种传热参数都不随时间而改变，其中室外计算温度也采用某一固定数值。但是，在整个供暖期中，室外

13、空气温度是经常变化的，这样就出现室外计算温度究竟采用多少的问题。采用值过低，会造成设备投资的浪费：采用值过高，则不能保证供暖的效果。综合国内外确定供暖室外计算温度的原则，可以归纳为两种：第种是根据国护结构的热惰性去选择一个足以影响室内温度的统计周期内的平均温度作为供暖室外计算温度。例如原苏联建筑法规规定：供暖室外计算温度要按50年中最冷的八个冬季里最冷的连续五天的日平均气温的平均值来选定。第二种是在实际出现室外温度的基础上进行统计，开允许有一定的时间可以低于设计值，根据不保证时间得出供暖室外计算温度。我国采用第二种方法来确定供暖室外计算温度。45 DL/T 5179 - 2003 6 预热方式

14、及选择6.0.1 水的加热方法很多，在一般小型工程中，用烧水锅炉加热拌和水即可。但在寒冷地区的一些大中型水电水利工程中，热水需要量很大，拌和水加热通常都采用蒸汽直接加热法或蒸汽间接加热法。例如桓仁工程水加热是在专门的热水泵房内进行的，热水泵房内设有两个加热水箱，用蒸汽直接加热，热水供应能力达到6时血。又如白山工程水加热采用蒸汽间接加热，选用的是定型产品一一汽水热交换器，把水加热到60。汽水热交换器的优点是加热热量损失小，冷凝水可回收，缺点是加热管容易产生水垢。在日本和加拿大的一些工程中，为准确控制水温，拌和水加热过程往往分两段进行。例如日本的桂泽坝，拌和水使用的是空气压缩机中排出的冷却水，加热

15、方法是先将空压机冷却水（约8）送入加热水箱，在加热水箱中用80kW电加热器把水加热到60，然后送入拌和楼计量水箱中，再用蒸汽把水加热到要求的温度。日本的奥新冠坝，拌和水加热也是先用电加热，然后再用蒸汽补充加热。加拿大的Desjoachims坝和Stewartville坝，先在水箱中用蒸汽直接加热拌和水，然后为补偿热损失，在拌和楼称量水箱中采用蒸汽直接加热法进行校正加热，使水温达到82.2（最高温度）。6.0.2 6.0.3 关于骨料加热，国内外广泛地运用着多种多样的方法。蒸汽直接加热法在欧美国家相对使用得多些，般都在小型工程的露天骨料堆场中加热骨料。加拿大渥太华河堤防工程、Chutea Car

16、on坝、DesJoachims坝和Stewartville坝的骨料都是采用蒸汽直接加热的。日本的桂泽坝和德国热查城的堤防工程也是采用蒸汽直接加热骨料的。加拿大用蒸汽直接加热砂子时，往往只加热46 DL IT 5179 - 2003 到使冰冻融解的程度，温度不超过4.5，为减少热量损失，在加热部位还用帆布盖住。蒸汽（或热水）间接加热法，在大中型水电水利工程中使用得最广泛，加热地点可在露天骨料堆料场中，也可在预热料仓或拌和楼顶部骨料储仓中。我国北方地区20世纪6080年代修建的）些大中型水利水电工程中，骨料预热大都采用此法。如桓仁工程和潘家口工程采用的是料仓热水间接加热，拉古哨、刘家峡和龙羊峡工程

17、采用的是露天料堆蒸汽间接加热，白山工程和红石工程则采用料仓蒸汽间接加热：在拌和楼（站）顶层的储料仓内，则都采用蒸汽（或热水）间接加热。热风加热法适合于对粗骨料加热，加热地点通常选择在拌和楼顶层的骨料储仓内，我国尚无使用先例。日本穴内川坝、美国Iropuois坝使用过，日本黑部四坝曾在二次筛分和拌和楼配料设备中用吹热风的方法对粗骨料进行过加热。在国外一些小型工程中还使用过烟气加热法、火焰直接加热法。烟气加热骨料在前苏联和法国使用过，通常是在专门的鼓筒加热装置内进行。火焰直接加热骨料可在转动滚筒内进行，也可在拌和机拌和筒内进行。目前，在我国水电水利沥青混凝土心墙工程和高速公路工程中，较多采用火焰直

18、接加热骨料的方法。另外日本的太仓坝还使用过电加热器加热骨料，瑞士成功地使用过红外线加热器加热骨料。6.0.4 为防止外加剂发生化学变化而影响使用质量，在无确切依据的情况下，无论对液态的、固态的或粉剂状的外加剂，都不能用蒸汽直接进行加热。对于粉剂状外加剂，一般可在使用前通过预先运进暖棚的方法来提高它的初始温度。固体外加剂应先用水溶解，然后与液态外加剂一样，可在稀释的同时来提高它的温度，热水水温应根据所使用的外加剂酌情确定。严防因水温太高而产生固体结晶沉淀，同时要防止外加剂47 DL/T 5179 - 2003 的作用因水温太高而有所损失。6.0.5 水泥不允许以任何方式加热的原因是：1 用热水或

19、蒸汽间接加热水泥时，微小的渗漏都会使水泥结块。2 水泥颗粒温度的变化会引起水泥颗粒表面水汽的凝结，导致水泥硬化。3 用高温干烟气加热水泥时，水泥容易过热，水泥过热时会破坏水泥中“二水石膏”中的结晶水，使二水石膏脱水变成半水石膏，在拌和时会发生假凝，影响混凝土后期强度。对于小批量水泥，要提高水泥的温度，可在使用前运入暖棚内自然升温。6.0.6 在混凝土拌和楼顶层料仓中用蒸汽直接加热法预热骨料时，会产生大量冷凝水，使骨料含水率增加（尤其是砂子，吸水性大）导致计量工作变得复杂，精度下降。另外，由于料仓卸料口不能密封而使蒸汽外地，拌和楼内将会弥漫水汽，工作条件极为恶劣，而且这些水汽浸湿电气仪表又会影响

20、拌和楼的正常运行，因此在拌和楼顶层料仓不得采用蒸汽直接加热法。6.0.7 采用热风预热和冷风预冷工艺相似，可共用拌和楼顶层的骨料贮仓，节省投资。我国尚未使用过此种工艺预热骨料。日本穴内川坝曾采用烧油热风设备，通过风机将热风直接送入拌和楼顶层的骨料仓内，对骨料进行预热，风机送风量是18（胁时角，混凝土拌和物的温度控制在610范围内。48 DL IT 5179 - 2003 7 预热工艺流程及预热设施布置7.1 骨料储存与供应7.1.1 采用水力冲洗筛分的骨料，在进入低温季节施工前一个月，应将低温季节施工所需的全部骨料生产与储备出来，因为：1 低温季节不能进行水力冲洗筛分。2 用水力冲洗筛分生产出

21、来的骨料含有大量的水分，需要有一段正温脱水期，脱去料堆中的自由水，否则骨料会冻结成块，使取料、运输、计量发生困难。3 含水骨料冰冻后混有冰块，而低温季节使用的骨料在进入拌和机时，不允许含有冰块、雪团。供低温季节施工用的骨料要求在进入低温季节前个月制备出来，并不意味着筛洗工作必须在进入低温季节前一个月结束。由于天然砂石料场的地温变化滞后于大气温度的变化，一般来说，停止开来与筛分砂石料的时间，可比大气温度变低时间晚半个月，而翌年开始开采筛分砂石料的时间，也相应要比低温季节结束时间晚半个月到一个月。以白山工程为例，白山地区4月15日结束低温施工期，最低气温己高于一3，但由于砂石料场仍处于冻结状态，无

22、法开采，一般情况下要到五月中旬才能开采和生产骨料：相反，白山地区10月15日己进入低温施工期，但料场尚未冻结，还可开采，通常到10月中旬仍能筛洗骨料，10月下旬则白天生产、晚上停筛。为使低温季节使用的骨料能有足够的正温脱水时间，白山工程的做法是，10月份筛洗的骨料随筛随用，在低温季节施工开始之前用完：10月份以前筛洗的骨料储存起来，供低温季节使用。为低温季节施工而储备的骨料数量，宜取进度安排需要量的49 DL/T 5179 - 2003 1.25倍，其中增加的0.25倍裕度，是考虑了低温季节混凝土实际施工量的波动和骨料在运输、操作过程中的损耗。7.1.2 一般来说，为低温季节施工而储备的骨料，

23、采取自然脱水的措施已足够。但是由于低温季节雨雪的影响，尤其是砂子和小石料堆，骨料表面仍会被冻结，形成坚硬的外壳，影响运输和取料。对于未经自然脱水的骨料，其冻结的深度和强度就更大了。因此，对于为低温季节施工而储备的骨料，尚应采取防冻措施，防止或减少冰冻骨料的数量。防冻措施可根据低温季节气温、雨雪情况、储存骨料的数量而采取不同的方式，原则上以经济简便为宜。常用方法杳：1 储量较少时，可采用带屋盖的观面或单面落水式地沟仓库。2 小型露天堆料场，可用草袋等保温材料覆盖。3 大型露天堆料场，可采用增加堆料高度的办法，减少冰冻骨料在总储量中的含量。为了解砂堆的冻结过程，前苏联曾在1958年10月30日19

24、59年4月6日，对水洗砂堆内不同深度的温度变化情况，通过温度传感器进行连续观测。观测期间，室外的周平均气温变动在2-23之间。此时，未设保温覆盖的砂堆，一周的平均冻结深度为lOcm。接近冬季末期，料堆冻层最深达1.2m1.3m。在砂堆表面0.4m厚的范围内，砂子温度完全接近于外界气温，并随外界气温变化而变化。然而，设有lOcm稻草帘保温层的砂堆，冻结深度却在30cm35cm以下，冻结深度减少3倍以上，而且砂子的冻结强度也显著降低。由此可知，保温覆盖的防冻效果是非常明显的。7.1.3 低温季节掺入食盐溶液来提高骨料抗冻能力和松散性的办法是不可取的。虽然掺加食盐溶液能降低冰点、提高骨料的抗冻能力，

25、但在骨料中大量掺入食盐溶液，实际上就等于在混凝土中掺入了氯盐。掺入大剂量氯盐的施工方法是负温混凝土法，不能用作表面系数小于2.5的大体积混凝土施王：不能用作水位变化区50 DL/T5179 - 2003 和直接靠近高压电源的结构施工：不能用作承受动荷载的结构施工。掺入大量食盐溶液后的混凝土，表面有高吸湿性并会出现白霜，这对于具有抗渗要求的水工建筑物是严格禁止的。负温混凝土法仅适用于枝桥桥墩、挡墙、涵洞等非主要工程部位，即使在这些工程部位的负温混凝土施工中，氯盐的掺量也要有所限制，每吨骨料中氯盐掺量不能超过5kg。但这样的掺量不会使骨料具有持久的防冻能力，只能在较短的时间内（小于5昼夜）起到防止

26、骨料冰冻的能力。因此，对于水工混凝士来说，用添加食盐溶液的办法来防止骨料冰冻、保持骨料松散性能，是应严格禁止的，对次要部位的混凝土来说也是不合适的。7.1.4 砂子含水率降低到3%以下，砂堆中已无流淌的自由水，但砂粒仍呈潮湿状态，表面有少量的附着水，这样的砂子冻结后形成不了大块，且冻结强度很低，对砂子的正常取料和运输无大影响。前苏联对水抚静、自然脱水的初期情况进行过一次观测。观测记录表明，水洗砂大部分渗水是沿砂堆斜坡流动的，砂堆的积水是经砂堆基础斜坡方向流出的。水洗砂堆的极限渗水率为0.013cm/s0.021cm/s。在55d的观测期内，观察到砂堆水位前期下降快，后期下降慢：粗砂下降快，细砂

27、下降慢。砂堆水位前期昼夜平均下降0.29m0.32m，中期昼夜平均下降0.024m，后期昼夜平均下降0.006m。整个观测期的水位昼夜平均下降值为0.06m0.07m，在一个月内砂堆水位可下降到2m左右，这个深度已在冻土层以下了。如果在此时进入低温季节，砂堆表层无自由水的砂层将起到保温作用，彤、堆中心含自由水的砂子将不再会被冻结，自由水将通过砂堆的基础继续脱水。7.1.l提出，砂子宜在进入低温季节施工前一个月筛洗完毕，确保在正温条件下有一个月的脱水时间c这与白山、桓仁工程关于低温季节施工用骨料的储存经验也是一致的。7. 1.5 当气温低于15用火车或汽车运送骨料时，如果运输距离51 DL/T5

28、179 - 2003 较长，从装车到卸车延续的时间将很长，在肚子和小石就会冻结在车箱底板上：当气温降至一30时，冻结厚度可达lOcm。用此车辆再运送其他骨料时，就会发生混料现象，因此当气温低于一15时，应对车辆底板加热保温。若用人工清除冻结在车辆底板上的砂子和小石，不但劳动强度大、效率低，而且很不安全。解决的办法，一是尽量使砂子和小石脱水，控制其含水率在3%以下，减少冻结数量和冻结强度：二是对车辆箱底板加热保温。用自卸汽车运输骨料时，可利用汽车排烟的余热加热箱体：用火车运送骨料时，可在车箱底部加设加热设备。八盘峡工程的做法是，在车箱底部焊一个铁箱，箱体钻孔，箱内生煤火供热。此法虽解决了骨料冻结

29、间题，但易引起火灾。白山工程的做法是，在车箱底部安装蒸汽排管，通蒸汽间接加热，缺点是耗汽量大。7.2 混凝土组成材料预热7.2.1 制备混凝土时，向拌和机投放外加剂的方式通常有两种，一种是将外加剂溶解在拌和水中随拌和水一起投入拌和机：另一种是在专用的设备内，先用部分拌和水将外加剂稀释，配成定浓度的浆液，然后用专设的管道单独投入拌和机。前一种方式由于骨料含水量常有变化，会使外加剂掺量控制不准，很少采用：大部分工程采用的是后一种投入方式。无论采用前一种还是后一种投入方式，外加剂都要预先稀释。大中型水电水利工程中外加剂用量很大，外加剂的稀释都在专门的加工车间内进行。低温季节稀释外加剂时，为达到防冻、

30、加热的目的，要采用热水稀释。在这种情况下，宜将外加剂稀释系统放在拌和水加热车间，使拌和水加热系统和外加剂稀释系统合并设置，并将车间布置在拌和楼（站）下层或者附近。这样，不仅减少了建筑面积，简化了工艺设施，使布置十分紧凑，而且可使热水和外加剂溶液52 DL IT 5179 - 2003 的供应管路大为缩短，高利于提高供热系统的热效率。例如桓仁工程的热水泵房，建筑物面积为37.1时，设在31.0型拌和楼近旁。泵房内设两个加热水箱，每个水箱的容量是2m3。采用蒸汽直接加热，两个加热水箱交替使用，分别处于加热状态和热水供应状态。热水泵房内还设有外加剂稀释桶个，容量为0.2时，稀释外加剂的热水就近从加热

31、水箱中供给。7.2.2 本条所列混凝土生产线上能进行骨料预热的五个部位都是各工程通常选用的部位3设计人员在选择骨料的预热地点时，应首先考虑利用混凝土系统内的骨料堆存场（仓）、骨料受料斗和混凝土拌和楼顶部的骨料储仓。利用这些部位兼作骨料预热设施，可以节省土建工程费用。如果骨料堆存场（仓）、骨料受料斗距离混凝土拌和设备较远，或工程所在地的气温很低，必须进行二阶预热而又不宜在露天料堆进行时，则可考虑设置专用的骨料预热仓或专门的骨料预热设备，但是这种预热仓或专门的设备，必须设置在距离混凝土拌和设备最近的地方。7.2.3 本条提出骨料预热设施的组织方式，即在考虑骨料预热的升温要求和实现这种要求的可能性时

32、，提出两种组织方式：一阶法预热和二阶法预热。一阶法预热的加热地点通常选择在混凝土拌和楼（站）顶层的骨料储仓内，在该仓内一次性地实现骨料的预期温升要求。在严寒地区，外界气温较低，骨料加热温升大，要求在仓内停留的时间长，这种料仓因其容积小而满足不了要求，不能实现一次性预热。因而必须在露天骨料堆料场内或专门设置的骨料预热料仓内，先解冻骨料或加热骨料到要求温度，然后再在拌和楼（站）顶层的骨料料仓内把骨料加热到要求的计算温度或进行保温加热，这就是二阶法组织方式。7.2.4 当室外昼夜平均气温在51时，加热拌和水所带来的热量己能达到要求的混凝土出机口温度，此时不需要加热骨料。53 DL/T 5179 -

33、2003 当室外昼夜平均气温降至一1以下时，骨料表面的水分开始冻结，料堆中将夹有冰雪。混凝土组成材料的初始温度都很低，混凝土运输过程中的热损失也较大，如果这时仅靠把拌和水加热到最高允许温度所带来的热量无法达到混凝土浇筑温度要求，对砂石骨料亦应加热。在相同的生产条件与自然条件下，砂子的含水量总是比粗骨料要高，此时将冻结成块，从而影响砂子的供料和计量，因此必须先行解冻，以恢复其松散性。但粗骨料由于含水率小，只要保存得好，能同时满足以下两个条件，也可以不加热：1 粗骨料比较干燥，没有冻结成块，也无冰块、雪团。2 能满足热平衡要求，即不加热粗骨料，只加热拌和水和砂子也能达到要求的出机口温度。7.2.5

34、 泪凝土的出机口温度，除了要保证混凝土经过运输、浇筑后的温度满足规定的浇筑温度外，还要根据所采用的水泥品种和标号，控制出机口温度，使其不超过附录A所规定的最高允许值。限制混凝土的最高出机口温度，主要是为了避免混凝土过热。混凝土过热是有害的，会加速化学反应，使胡落度损失过快，初凝时间过短，造成施工困难u另外，混凝土拌和物温度过高，需要的拌和水也更多，会使明落度增大，收缩力增加，使混凝土的强度、抗惨和耐久性降低。限制水和骨料的最高加热温度，是为了防止在拌和机内水泥与温度过高的y和骨料直摆接触时发生速凝和“假凝骨料温度过高还容易开裂，而且会降低混凝主的流动性，增加浇筑困难。特别是大骨料，颗粒尺寸大，

35、散热时间长，温度过高会影响混凝土的质量。因此，在一般情况下，如无特殊措施，拌和水和骨料的加热温度都不得超过附录A所规定的最高允许值。7.2.6 粗骨料不加热可省去一套加热设备，经济效果明显。粗骨料不加热时，水和砂子的加热温度必然要提高。如果把水加热到54 DL/T5179 - 2003 最高允许温度还不能满足热平衡的要求，水的加热温度还可以继续提高，考虑到泵送吸程中的汽化影响，水的温度最高可加热到95。例如，前苏联的古比雪犬水利工程把拌和水加热到95：加拿大的Stewanville坝和Chutea Caron坝，也把拌和加热到82.288。但此时必须注意改变投料顺序，即先投入拌和水和骨料（或部

36、分骨料），然后再投入水泥和剩余的骨料。7.2.7 泪凝土的出机口温度是混凝土预热系统设计的基本参数。附录B中式CB.I）、式CB.2）列出了混凝土组成材料加热温度的计算公式，该公式建I.在热平衡原理的基础上，除考虑混凝土组成材料外，还涉及到外加剂在稀释过程中的温升和骨料的相对湿度及水分的局部蒸发，并按骨料中含冰和不含冰两种情况分别列出计算式。这样做出的计算比较精确，能更准确地反映出预热料仓的热耗量。7.2.8 分析混凝土拌和物中各组成材料的热容量，可得出表3所示的大致结果。表3混凝土拌和物的热容量% 材料名称与粗骨料相比较之热容量占混凝土拌和物总热容量的百分数粗骨料100 41 水64 26

37、砂子58 24 水泥23 9 可以看出，热容量排在第二位的是水，水的棋容量占混凝土拌和物总热容量的26%，是粗骨料热容量的64%。加热拌和用水可以得到较好的预热效果，有许多优点：首先是水的质量热容大，是骨料的5倍，是良好的热载体：其次，水加热设备简单，工艺成熟，有许多种加热方法可供选用：另外，水加热设备易于密封，55 DL IT 5179 - 2003 输送管道易于保温，热损失小，设备造价和运行费用均较低。因此，在确定混凝土各组成材料的加热温度时，应首先考虑加热拌和水，只有在最大限度地加热拌和水所带来的热量仍不能满足热平衡要求时，才考虑加热其他组成材料。当拌和水的温度加热到最高允许温度，热量还

38、不够时，是优先加热砂子还是加热粗骨料？这在相当大的程度上取决于加热的方法和选用的加热设备。如果采用料仓热空气加热或蒸汽直接加热，则应优先考虑加热粗骨料。因为粗骨料颗粒之间空隙大，便于空气流动，便于冷凝水排出，加热粗骨料的效果比加热在9子的效果好。但在工程实践中，这样做并不经济。因为粗骨料颗粒大，热交换面积小，热量从表面向骨料内部传递时，速度相当缓慢，加热过程中的热损耗也相当大。如果采用蒸汽（或热水）间接加热，则应优先考虑加热砂子，因为砂子的热交换面积大，颗粒小，流动性好，进出料仓顺畅，不易砸坏加热排管。另外砂子在混凝土拌和物总热容量中所占的百分数虽然没有粗骨料大，但与粗骨料中任一级别规格的砾石

39、相比，砂子在混凝土拌和物总热容量中所占百分数还是比较大的。因此，此时优先采用加热砂子比预热粗骨料可以取得更好的预热效果。根据上述分析，同时考虑预热系统砂石骨料采用蒸汽间接加热，当拌和水的温度加热到最高允许温度，热量还不够时，可优先加热砂子，其次加热粗骨料。7.2.9 对于有冻层和冰块的骨料，就不应该首先考虑加热拌和水，应首先考虑解冻骨料，把砂子和粗骨料的温度加热到5。因为只有把冰冻的骨料加热到5，才能恢复骨料的松散性，保证骨料的取料、运输、计量能顺利进行，并防止冰块、雪团混入混凝土拌和机中去。然后再考虑加热拌和水，并按7.2.8条选用的加热方式来补充不足部分热量。7.2.10 本条指出了骨料预

40、热料仓（堆）位置的选择原则。骨料预热料仓（堆）属于混凝土系统的组成部分，为减少热损失，其位56 DL/T5179 - 2003 置应尽可能地靠近混凝土拌和楼（站）。当用胶带输送机运送骨料时，它的最佳位置是在混凝土拌和楼（站）上料倾斜胶带输送机枝桥的起点。7.2.11 料仓预热与露天料堆预热相比，具有热量损耗小、防雨雪条件好的优点，但土建工程量较大，技资多。严寒地区最低月平均气温在10以下，因出机口温度要求高，只能采用料仓预热法。而一般寒冷地区，最低月平均气温在一10以上，选用露天料堆预热己能满足预热要求。7.2.12骨料预热料仓的容积按砂子、粗骨料的预热强度和相应的加热要求确定。按附录C所列公

41、式求得的容积为有效容积，lip:b口热容积。公式中用系数k考虑分仓调度所需要的裕度。骨料预热料仓的实际容积为有效容积与死容积和其他容积（如覆盖容积之和。附录C中式CC.1）中的骨料加热时间，指的是为达到要求的加热温度，骨料在料仓内必须停留的最短加热时间。在实际工程中，前苏联预热料仓的骨料加热时间，设计上取砾石2.5h，砂子4.5h：但在实际运作时，由于设计传热系数取得过大K0=29.1W/Cm2 ）31.4W/ Cm2），料仓热量损失过大（热工计算中未考虑热耗系数），实际的平均加热时间，在阶法加热情况F为9h12h，在二阶法加热情况下为6h7h。我国桓仁、白山、潘家口等工程的骨料预热料仓，每立

42、方米料仓育效容积内布置排管传热面积约在0.4m20.52m2之间，加热时间达到16h，在拌和楼顶层料仓内的保温预热时间为2h。因骨料预热需要一定时间，当一个料仓达到预热要求的温度后进行出料和进料，其他料仓可继续加热。因此，每种规格的骨料仓不宜少于2格。7.3 混凝土悴和与运输7_3_ 1 设有预热设施的温凝土生产系统，在选择和布置拌和设备57 DL/T 5179 - 2003 时，应考虑低温季节混凝土施工的特点，除拌和能力要满足常温下混凝土浇筑强度外，还应注意以下几个问题：I 对使用多台拌和机的工程，拌和机的单机容量宜选择大的。在寒冷的冬天，混凝土拌和机在开机前及工作结束后，都要用热水冲洗，其

43、目的一是为了对拌和机升温，减少拌和过程中的热量损失：二是为了把拌和筒内残留的冰屑、冰块融化。在低温季节使用单机容量大的拌和机，可以减少同时使用的台数，减少冲洗用的热水消耗量，从而减少拌和时的热量损失。2 对使用多座拌和楼（站）的工程，在拌和楼（站）的选择和布置上，要根据低温季节混凝土的浇筑部位和浇筑强度统筹安排，集中在12座拌和楼（站）内生产低温季节的混凝土u那种所有拌和楼（站）都使用，而台班利用率很低的做法是不可取的。因为低温季节运行的拌和楼（站）要保温采暖，料仓要加设蒸汽排管，还要铺设供热管道。集中在12座拌和楼（站）内生产，不但可减少一次投资费用，还可减少热量损耗，降低混凝土戚本。7.3

44、.2 向拌和机内投料的顺序应根据混凝土各组成材料的预热温度来确定。常用的投料顺序奋：1 水、骨料、水泥同时技入。2 先投入水和骨料（或部分骨料）拌和，再投入水泥和剩余的骨料。3 先投入部分热水，再加入水泥和骨料，在拌和过程中再补足拌和热水。第1种投料方式是使用得最普遍的方式，优点是向混凝土拌和机内投料的时间可缩至最短，因而混凝土拌和机的工作循环时间也最短，可充分发挥拌和机的生产能力。当拌和水或骨料的加热温度较高，采用第1种投料万式会使水泥发生“骤凝”时，应改变投料顺序，即应采用第2种或第3种投料方式。水和骨料的温度究竟多高才改变投料顺序，这应根据所使用的水泥品种经成验确定。前苏联的资料和自山工

45、程的经58 DL IT 5179 - 2003 验认为，当水温超过60时，就应当改变投料顺序，先将骨料与水拌和，然后加入水泥。美国混凝土学会规定，当骨料或者拌和水的加热温度超过3sc时，就应改变技料顺序，将水和骨料一起先放进拌和机内，拌和筒转几圈后，水和骨料的混合温度降至38以下，再加入水泥。日本的奥新冠坝用电和蒸汽共同加热拌和水至40，展材料进入拌和机的顺序依次是，水和塑化剂溶液、砂子及中小骨料、水泥、大骨料。强制式拌和机的外形与自落式拌和机不同，它无圆形鼓肚，混凝土不是倾倒出料，而是靠拌和筒底部闸门控制，因此不宜采用第2、3种投料顺序，否则拌和水将会从底部闸门流失。无论选用哪种投料顺序，均

46、应以保证水泥不发生“骤凝”和拌和时间短为确定原则。7.3.3 混凝土的拌和时间，在低温季节要比常温下长一些，原因是：1 低温季节施工的混凝土水灰比较小（不大于0.6），目的是为了减少混凝土中不与水泥发生作用的易于冰冻的自由水数量，使混凝土能在低温条件下顺利地施工和增长强度。但是随着水灰比的减小，带来的另一个问题是混凝土的和易性降低，塑性和可灌性下降。在这种情况下，适当延长拌和时间可提高混凝土的和易性。2 低温季节混凝土各组成材料进入拌和机的投料次序，往往与常温季节有所不同。当水和骨料的加热温度超过规定值时，一般都是将拌和水与一部分骨料先投入拌和机，待鼓筒转动数圈以后，再把水泥和其余的骨料投入。

47、这与常温下的投料方式相比，拌和时间加长了。此外，由于水泥是后投入的，为使混凝士组成材料能均匀分布，也应当适当延长拌和时间。3 对低温季节混凝土施工来说，不论采用蓄热法还是暖棚法，都要求对混凝土组成材料进行加热，使混凝土拌和物具有一定的温度。由于各组成材料加热后的温度各不相同，在拌和机内59 DL/T 5179 - 2003 拌和的同时，各组成材料间必然进行着强烈的热交换。为了使拌和物各部分的温度均匀一致，必须有充分的拌和时间。低温季节混凝土的拌和时间应通过试验确定，其衡量标准是和易性好，水泥不发生骤凝，各组成材料分布均匀，拌和物各部位温度一致。在达到上述标准的基础上，取最短的拌和时间。拌和时间的延长将导致拌和设备拌和能力的下降。确定低温季节混凝士拌加设备的