混凝土配料系统 混凝土搅拌站加冰系统

图1加冰混凝土加冰系统流程图

混凝土搅拌站加冰系统

乔晴良

（深圳市安托山投资发展有限公司，深圳518040）

[摘要]本文结合国外成熟经验，从最经济的角度讲述了一种大体积混凝土通过加冰来控制温升的方法，详细介绍了大体积混凝

土加冰系统的生产工艺、加冰量的计算、各种加冰设备设计选用的要求和注意事项，并根据冰的特性要求，碎冰的粒度控制在

5mm以下，各盛放碎冰的料斗排冰倾角要大于75°，碎冰容重按0.5t/m

计算，阐述了冰的储存、破碎、运输、计量、保温、控

制等设备的结构特点，从而摸索出一条商品混凝土搅拌站加冰系统在大体积混凝土施工中成功应用的道路。

[关键词]混凝土搅拌站；大体积混凝土；加冰系统；加冰计算；入模温度；破冰机

水泥的水化热对大体积混凝土的不利影响在国外早已引

起重视，美国规定混凝土入模温度控制在26℃以下，国内

对水工混凝土有强制性要求。由于混凝土的出机温度控制受

到技术设备的限制，国内搅拌站一般都不配备加冰系统，故

GB50496-200《9大体积混凝土施工规范》对混凝土浇捣温度（入

模温度）没有具体规定。国内在浇捣大体积混凝土时一般采用

加冰水，但冰水的温度都高于4℃，低于4℃开始结冰。水的

比热容为4200J/（kg·℃），而水在混凝土配方中所占的比例不

多，所以用加冰水的方法降温效果不尽人意，冰的溶解热为

336000J/kg，所以只有采用加冰方法才能达到降低由于水泥水

化热所引起的温升。根据计算和经验得知目前加冰混凝土的入

模温度控制在26℃以下为宜。加冰量计算参见加冰计算表。

从国外成熟的加冰系统看，它包含了制冰机及配套制冷机、冷库

设备、螺旋输送机、称重系统及排料装置，由于碎冰屑的特殊性质，

所以整套装置在设计制作上与常规物料的设计理念有极大的不同，

由于加冰混凝土只在炎热的夏天才使用，所以如果按照国外的方法

设计就会造成很大的设备浪费，而制冷机的费用占了整套设备的一

多半，针对加冰混凝土的特点，我们选择了外购冰块破碎的方法，

这样就可以节省一大笔投资，做到经济实用，可靠性高，加冰混凝

土温控有保证。加冰系统流程如图1，加冰计算见表1。

表1加冰计算表（以C30配方为例）

物料配方（kg/m

）比热容J/(kg·℃）冰溶解热（J/kg）物料温度（℃）出站温度（℃）热量（J）

粗骨料1080920-32

10929600

细骨料785920-32

7944200

水泥230840-35

2704800

粉煤灰90840-35

1058400

外加剂6.34200-3021238140

水

砂中水

水

16

96

4200

4200

32

30

739200

3628800

物料总量----

27243140

冰632100336000-4

-27253800

冰的冷量-27253800J，物料的热量27243140J，冷热量基本平衡

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设计和使用中有几点需注意：

（1）由于要控制混凝土的浇捣入模温度，故加冰混凝土的

配料搅拌不能提前进行，做到搅拌好后立即运送工地进行浇捣，

尽量减少冷量损失。

（2）碎冰的粒度控制在5mm以下，确保冰在搅拌机里面

能基本溶解禁止入模时混凝土中有冰粒。一般情况下在搅拌

车里做到完全溶解，否则浇捣好的混凝土里面就会有空洞。

（3）由于碎冰屑的可流动性极差，所以各盛放的料斗排冰

倾角要大于75°，这会影响设计冰磅缸的高度。冰磅的容积按

冰的容重0.5t/m

计算，碎冰屑是很松散的。

（4）如有独立冰磅缸的系统，冰磅缸排料口要用气缸开闭，

不能采用蝶阀，因为碎冰屑温度过低会把蝶阀冻住而无法开启。

冰磅缸的位置距搅拌机不要太远，尽量减少运输过程造成冰

的冷量损失。

（5）没有独立冰磅缸的时候，可与粗骨料的磅缸共用，采

用累加计量，冰要最后一个计量，使冰能随粗骨料一起排到搅

拌机中，不可以与细骨料磅缸共用，碎冰会把细骨料冻结成块

而无法排料。

（6）碎冰的输送机有两种：一是螺旋输送机，另外是皮带

输送机。螺旋输送机保温方便，计量控制精确，但输送速度较

慢易堵塞；皮带输送机保温麻烦，计量不易控制，所以一般用

螺旋输送机为佳，但设计时必须采用一些特殊方法来解决堵

弯钩，弯钩相互错位，下排辊上安装的是尖刺，尖刺相互错位。

碎冰机下面安装螺旋输送机，在二者之间要有一定的空间，使

粉碎的冰屑能有一定的存放量，否则在上面冰屑连续下来，会

把下面的冰屑挤压成坨而结块，失去破碎作用，碎冰机也因此而

破坏，所以结构上一定要考虑使破碎的冰屑处于松散状态，松

散的冰屑落入螺旋才能顺利输送，而结块的冰屑就无法进入

到螺旋而不能被输送。

（8）一般储冰箱内的块冰温度控制在-4℃以下即可，如

温度过低能耗就大，由于冰温低于-4℃，当部分融化的冰碰

到过冷的冰屑时，就会吸收冷量而重新结冰，所以设计时必须

考虑各种结构是不会被冰凝固住。

（9）为了保证冰不被预先融化，整个系统须做好保温绝热

工作，防止冷量损失，整个系统要做绝热保温。

（10）为了保证整个生产系统正常运转，要把加冰系统的

操作控制参与到配料系统的控制中，全部采用全自动控制，不

影响搅拌站的生产速度。

纵观整个加冰系统，由于采用了上述的技术措施，整个系

统就完全能适应商品混凝土的加冰要求，选用方法合理，系

统简单高效，做到了最小投入最大产出，消除了水化热对大体

积混凝土的质量影响，为大体积混凝土加冰应用探索出了一条

成功的道路。

参考文献

冰现象。常用的方法有两种，一是采用变螺距，越靠出口螺距

[1]大体积混凝土施工规范GB50496-2009[S].

越大，使冰屑在螺旋叶里不受挤压。二是采用中途堵料释放口，

即在头部或转接处做一个较大空间的仓，使堵冰在该口囤积下

来，不至破坏螺旋。在螺旋安装时，使接冰口比排冰口高一些，

让融化的部分冰水往磅缸处流出。

（7）储冰箱底下开一个排冰口，把一块块冰排下去，下面

安装碎冰机，碎冰机有上、下二排破碎辊。上排辊上安装的是

[ 作者简介] 乔晴良 (1962—), 男，机械总工程师。凝土搅拌站

及制品的生产工艺。

[ 单位地址] 广东省深圳市福田区北环路南农科所西，深圳市安 托

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