常态混凝土生产系统优化设计方案

混凝土生产系统（又称混凝土工厂）一般由拌和楼（站）及与其配套的辅助设施组成，包括混凝土原材料储运、二次筛分和冷却（或加热）等设施组成。

（一）混凝土生产系统的规划

1.混凝土生产系统的设置

根据工程规模、施工组织的不同，水利水电工程可集中设置一个混凝土生产系统，也可设置两个或两个以上的混凝土生产系统，分别按各自预定的供料对象和范围供应混凝土。

（1）混凝土生产系统集中设置。混凝土生产系统集中设置，一般用于混凝土建筑物较集中、混凝土运输线路短而流畅、河床一次截流的水利水电工程中。对一般中、小型水利水电工程，设置一个混凝土生产系统为工程所需混凝土集中生产和供料，可减少占地面积和土建工程量，节省工程投资，降低运行费用。

（2）分期设厂。在河流流量大而宽阔的河段上筑坝，通常采用分期导流，分期施工方式。根据施工场地布置、骨料来源、混凝土运输、混凝土施工等具体情况，一般按施工阶段分期设置混凝土生产系统。

（3）分标段设置。有些建设单位将相对独立的水工建筑物单独招标，并在招标文件中要求中标单位规划建设相应混凝土生产系统，为本标段供应混凝土。混凝土生产系统在不同标段分别设置，有利于混凝土施工管理。

2.混凝土生产系统生产能力的确定

按高峰月混凝土浇筑强度计算，在工程施工阶段，混凝土生产系统生产能力一般根据施工组织安排的高峰月浇筑强度，计算混凝土生产系统小时生产能力：

式中　P——混凝土生产系统小时生产能力，m3/h；

　　　Qm——高峰月混凝土浇筑强度，m3/月；

　　　m——月工作日数，一般取25d；

　　　n——日工作小时数，一般取20h；

　　　Kh——小时不均匀系数，一般取1.5。

3.混凝土生产系统的组成

根据混凝土施工和质量控制要求，设置混凝土生产系统车间。通常混凝土生产系统由拌和楼（站）、骨料储运设施、胶凝材料储运设施、外加剂车间、冲洗筛分车间、预冷预热车间、空压站、实验室及其他辅助车间等组成。

（1）拌和楼。拌和楼是混凝土生产系统的主要部分，也是影响混凝土生产系统布置的关键设备。一般根据混凝土质量要求、浇筑强度、混凝土骨料最大粒径、混凝土品种和混凝土运输等要求选择拌和楼。

（2）骨料储运设施。骨料储运设施包括骨料输送和储存设施，按拌和楼生产要求，向拌和楼供应各种满足质量要求的粗细骨料。拌和楼一般采用轮换上料，净骨料（包括细骨料）供料点至拌和楼的输送距离宜在300m以内，当大于300m时，应在混凝土生产系统设置骨料调节堆（仓）。

（3）胶凝材料储运设施。混凝土生产系统胶凝材料储运设施一般包括水泥和粉煤灰两部分，距拌和楼距离不宜大于200m。目前，大、中型水利水电工程一般不采用袋装水泥，混凝土生产系统应设置一定数量的散装水泥罐，采用气力输送。

（4）二次冲洗筛分。粗骨料在长距离运输和多次转储过程中，常常发生破碎和二次污染，为了满足骨料质量要求，一般在混凝土生产系统设置二次冲洗筛分设施，控制骨料超逊径含量，排除石渣石屑。

（5）实验室。混凝土生产系统应设置混凝土实验室，承担混凝土材料、混凝土拌和质量控制和检验。混凝土生产系统实验室建筑面积可按混凝土工程量来计算，每1万m3混凝土实验室建筑面积不宜小于1m2（包括监理单位现场实验室），且不宜小于250m2。

（6）外加剂车间。目前，水利水电工程外加剂成品一般以浓缩液或固体形状运到工地，再配成液剂使用。固体浓缩外加剂在工地一般设置拆包、溶解、稀释、匀化稳定和输送几道工序。外加剂溶解后不能自流时，用提升泵输送至拌和楼，拌和楼外加剂储液灌应设置回液管至外加剂车间。

（7）其他辅助车间。根据工程需要，混凝土生产系统还设有汽车停车场（如使用铁路运输时还应设机车场和机车线）、冲洗间、修理间、仓库、油库、调度控制室、配电所等，承担系统辅助生产任务。

（二）混凝土制备

混凝土制备的过程包括储料、供料、配料和拌和，其中配料和拌和是主要生产环节，也是质量控制的关键，要求品种无误、配料准确、拌和充分，应严格遵守签发的混凝土配料单，不应擅自更改。

混凝土配料用到的设备有给料设备、混凝土称量设备，称量的设备有简易称量（地磅）、电动磅秤、自动配料杠杆秤、电子秤、配水箱及定量水表。混凝土组成材料的配料量均应以质量计，计量单位为kg。

1.混凝土搅拌机

用搅拌机拌和混凝土较广泛，能提高拌和质量和生产率。拌和机械有自落式和强制式两种。自落式搅拌机是通过筒身旋转，带动搅拌叶片将物料提高，在重力作用下物料自由坠下，反复进行，互相穿插、翻拌、混合使混凝土各组分搅拌均匀。强制式混凝土搅拌机一般筒身固定，搅拌机片旋转，对物料施加剪切、挤压、翻滚、滑动、混合使混凝土各组分搅拌均匀。

搅拌机安装时，按施工组织设计确定的搅拌机安放位置，根据施工季节情况搭设搅拌机工作棚，棚外应挖有排除清洗搅拌机废水的排水沟，能保持操作场地的整洁。(www.xing528.com)

搅拌机使用前应按照“十字作业法”（清洁、润滑、调整、紧固、防腐）的要求检查离合器、制动器、钢丝绳等各个系统和部位是否机件齐全、机构灵活、运转正常，搅拌机正常运转的技术条件及搅拌前的检查项目见表5-1、表5-2。

表5-1　搅拌机正常运转的技术条件

表5-2　混凝土搅拌前对设备的检查

续表

搅拌机在操作中应注意以下几个问题：

（1）使用前清洗搅拌筒，筒内加清水搅拌3min，然后将水放出，再可投料搅拌。

（2）开盘搅拌（开盘操作），为不改变混凝土设计配合比，补偿黏附在筒壁、叶片上的砂浆，第一盘应减少石子约30%，或多加水泥、砂各15%。

（3）普通混凝土一般采用一次投料法或两次投料法。一次投料法是按砂（石子）、水泥、石子（砂）的次序投料，并在搅拌的同时加入全部拌和水进行搅拌；二次投料法是先将石子投入拌和筒并加入部分拌和用水进行搅拌，清除前一盘拌和料黏附在筒壁上的残余，然后再将砂、水泥及剩余的拌和用水投入搅拌筒内继续拌和。

（4）混凝土应拌和均匀，颜色一致；拌和时间应通过试验确定，且不宜小于表5-3中所列最小拌和时间。

（5）搅拌机操作要点见表5-4。

表5-3　混凝土最少拌和时间

注 1.入机拌和量在拌和机额定容量的110%以内。
2.掺加掺合料、外加剂和加冰时建议延长拌和时间，出机口的混凝土拌和物中不要有冰块。
3.掺纤维、硅粉的混凝土其拌和时间根据试验确定。

表5-4　搅拌机操作要点

续表

（6）混凝土拌和物的搅拌质量应经常检查，混凝土拌和物颜色要均匀一致，无明显的砂粒、砂团及水泥团，石子完全被砂浆所包裹，说明其搅拌质量较好。

每班作业后应对搅拌机进行全面清洗，并在搅拌筒内放入清水及石子运转10～15min后放出，再用竹扫帚洗刷外壁。搅拌筒内不得有积水，以免筒壁及叶片生锈，如遇冰冻季节应放尽水箱及水泵中的存水，以防冻裂。

每天工作完毕后，搅拌机料斗应放至最低位置，不准悬于半空。电源必须切断，锁好电闸箱，保证各机构处于空位。

2.混凝土拌和楼（站）生产

在水利水电工程混凝土生产系统设计中，应根据混凝土生产要求选择类型适宜、能力匹配的拌和楼。一个混凝土生产系统拌和楼不宜超过3座，也不宜超过两种楼型。

（1）拌和楼生产能力的选取。拌和楼的生产能力在不同程度上受到骨料冷却（或加热）、掺合料、混凝土坍落度、级配标号变换、机械电气设备的运行维修、控制系统等因素的影响。在确定拌和楼生产能力时，应按铭牌生产能力，根据使用条件进行核算，类比国内外相同楼型，相似使用条件下拌和楼实际达到的生产能力，最终确定所选拌和楼的生产能力。

（2）拌和楼形式的选择。拌和楼根据结构布置型式可分为直立式、二阶式、移动式等3种，根据搅拌机配置可分为自落式、强制式及涡流式拌和楼。

1）直立式拌和楼。直立式混凝土拌和楼是将骨料、胶凝材料、料仓、称量、拌和、混凝土出料等各工艺环节由上而下垂直布置在一座楼内，物料只提升一次，这种楼型在国内外广泛采用，用于混凝土工程量大、使用周期长、施工场地狭小的水利水电工程。

2）二阶式拌和楼。二阶式混凝土拌和楼是将直立式拌和楼分成两大部分：一部分是骨料进料、料仓及称量；另一部分是胶凝材料、拌和、混凝土出料和控制等。两部分中间一般用胶带，配好的骨料送入搅拌机，骨料分两次提升，两个部分一般布置在同一个高程上，也可根据地形高差布置在两个高程。这种结构和布置形式的拌和楼安装拆迁方便、机动灵活、时间短。小浪底工程混凝土生产系统4×3m3拌和楼就采用这种结构型式。

3）移动式拌和楼。移动式混凝土拌和楼一般用于小型水利水电工程，混凝土骨料粒径在80mm以下混凝土。混凝土拌和船是建造在浮动船舶上的拌和站，主要用于石油、海湾港口码头、河防、桥梁工程等。