改進(jìn)含水率測(cè)量方法 提高混凝土質(zhì)量

宋科君

(中鐵二十四局集團(tuán)貴溪橋梁廠有限公司，江西貴溪 335400)

混凝土的質(zhì)量控制對(duì)于預(yù)制梁場(chǎng)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)經(jīng)久不衰的攻堅(jiān)課題，但由于設(shè)備水平、技術(shù)力量及施工管理等諸多因素影響，混凝土拌合物出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的情況也很多，對(duì)于預(yù)制梁高性能混凝土耐久性的要求其質(zhì)量控制問(wèn)題尤為關(guān)鍵。在控制混凝土質(zhì)量問(wèn)題上，原材料的質(zhì)量是把控的第一關(guān)，目前從我公司各個(gè)梁場(chǎng)的情況來(lái)看，其質(zhì)量都比較穩(wěn)定。其次是原材料的稱量，對(duì)于HZS系列攪拌站來(lái)說(shuō)，配備的自動(dòng)稱量，自動(dòng)配料的系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)?shù)耐晟啤Ｄ敲礊槭裁次覀冊(cè)趯?shí)際施工中還會(huì)經(jīng)常遇到混凝土和易性、流動(dòng)性、保水性、坍落度不符合要求的情況。

1 不確定因素分析

對(duì)高性能混凝土稍有了解的人知道，減水劑特別是高性能減水劑對(duì)于水的用量的反應(yīng)是非常敏感的，從而會(huì)直接影響混凝土拌合物性能(見(jiàn)表1)。

表1 因素分析表

依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，混凝土坍落度在12 cm～14 cm之間時(shí)(不滿足要求)，增加5 kg水后混凝土坍落度就能夠達(dá)到16 cm～18 cm，由此可見(jiàn)，水對(duì)高性能混凝土坍落度的影響非常明顯。而實(shí)際生產(chǎn)中，水的偏差基本在10 kg～15 kg左右，且上下浮動(dòng)，不可把握，常常出現(xiàn)不得不手動(dòng)調(diào)水的情況，但是結(jié)果總會(huì)出現(xiàn)混凝土坍落度過(guò)小及過(guò)大的情況，一是造成了材料的浪費(fèi)，二是混凝土在泵送時(shí)經(jīng)常堵管。特別是當(dāng)坍落度過(guò)小時(shí)工人在混凝土出機(jī)后隨意加水會(huì)導(dǎo)致混凝土離析、泌水，同時(shí)由于混凝土攪拌不均影響混凝土強(qiáng)度及耐久性，從而產(chǎn)生蜂窩、麻面、露筋等混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量問(wèn)題。

2 控制方法的思考

我公司梁場(chǎng)確定施工配合比是采用的取樣法，在每天混凝土澆筑前取樣測(cè)定砂、石含水率計(jì)算得出砂、石、水的配比。以一份配合比來(lái)指導(dǎo)每孔梁310 m3的混凝土(近200盤(pán))生產(chǎn)顯然是不合理的，況且根據(jù)實(shí)際情況得出:其生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量離散性也是比較大的。因此尋找一種能穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)控制混凝土中水的用量的方法勢(shì)在必行。

3 控制方法的尋找

在對(duì)商品混凝土供應(yīng)商為何能夠保證混凝土供應(yīng)質(zhì)量思考的基礎(chǔ)上，通過(guò)查閱資料得出以下解決辦法。

3.1 砂中含水率準(zhǔn)確、自動(dòng)測(cè)定解決辦法

經(jīng)查閱資料，基于不同原理有五種測(cè)濕傳感器可以選擇:

1)電阻傳感器;2)電容傳感器;3)紅外線傳感器;4)中子傳感器;5)微波傳感器。就適用性來(lái)說(shuō)微波傳感器精度高，受影響小且得到廣泛應(yīng)用。

以下是珠海力準(zhǔn)電子科技有限公司生產(chǎn)的RadarTron1400C微波測(cè)濕傳感器介紹。

可保證混凝土穩(wěn)定的產(chǎn)量;穩(wěn)定的顏色/質(zhì)地;穩(wěn)定的工作性能;穩(wěn)定的強(qiáng)度和耐久性。要獲得精確的濕度并不難，因?yàn)镽adarTron1400C傳感器設(shè)計(jì)科學(xué)，可控制以下的多種因素:

1)物料壓實(shí):普通的傳感器只有物料壓實(shí)程度一致時(shí)才能讀取濕度值，而RadarTron1400C獨(dú)有的傳感頭可以在物料的流動(dòng)過(guò)程中壓緊物料并讀取濕度值。2)物料流動(dòng):物料流動(dòng)區(qū)一般垂直于出料口上方，除非整個(gè)傳感元件都位于流動(dòng)區(qū)里，否則讀數(shù)會(huì)受料斗壁產(chǎn)生的靜電影響。3)在填料過(guò)程中讀取平均值:傳感器一般只能測(cè)量幾立方英寸的材料，當(dāng)材料流動(dòng)時(shí)，傳感器可檢測(cè)較干和較濕的區(qū)域。RadarTron每次都讀限平均值，得到最精確的濕度值。4)材料濕度:其他傳感工具對(duì)材料的溫度敏感，所以要得到精確的讀數(shù)，必須克服變一缺點(diǎn)，RadarTron對(duì)溫度不敏感。ZL-Ⅰ，Ⅱ型阻旋式料位器 ZL-Ⅰ，Ⅱ型阻旋式料位器是意大利LAVMIS公司的新產(chǎn)品，本儀器能達(dá)到抗震、防潮、耐高溫、靈敏度可調(diào)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。并能在惡劣的環(huán)境中滿足各種料倉(cāng)和物料的定點(diǎn)顯示要求，又能通過(guò)中間繼電器直接控制供料輸送設(shè)備的啟停，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。

經(jīng)了解此種傳感器的濕度測(cè)量精度達(dá)到0.1%～0.25%，且操作簡(jiǎn)單，易于安裝。據(jù)用戶實(shí)際反映含水率測(cè)量精度基本控制在0.1%以下，且測(cè)量時(shí)間只需5 s。完全可以滿足要求。

將傳感器測(cè)量結(jié)果通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，輸入計(jì)算機(jī)，然后通過(guò)VB編程修改攪拌站的自動(dòng)控制系統(tǒng)中相應(yīng)模塊，可以實(shí)現(xiàn)砂含水率的自動(dòng)測(cè)量與每立方米用砂量、用水量的自動(dòng)調(diào)整。

3.2 減水劑的減水率影響解決辦法

通過(guò)試驗(yàn)室對(duì)每批減水劑減水率的試驗(yàn)檢測(cè)確定該批次減水率，通過(guò)VB編程修改攪拌站的自動(dòng)控制系統(tǒng)中的相應(yīng)模塊，輸入配方后輸入該批次減水劑的減水率，實(shí)現(xiàn)用水量或用減水劑量的自動(dòng)調(diào)整。同時(shí)在儲(chǔ)備減水劑的罐中加自動(dòng)攪拌設(shè)備，以保證減水劑在使用時(shí)的勻質(zhì)性。

3.3 經(jīng)時(shí)損失自動(dòng)調(diào)整模塊

由于現(xiàn)場(chǎng)施工存在冬、夏季，水泥水化熱，減水劑特性，運(yùn)輸?shù)忍厥馇闆r，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際坍落度損失情況編制自動(dòng)調(diào)整模塊，以適應(yīng)不同地域、不同氣候所產(chǎn)生的不同坍落度損失進(jìn)行調(diào)整。擬進(jìn)行混凝土出機(jī)坍落度測(cè)試及澆筑出料口坍落度測(cè)試。

3.4 監(jiān)控/手動(dòng)模塊

基于以上三點(diǎn)解決辦法，如測(cè)濕傳感器出現(xiàn)故障且能及時(shí)反映出來(lái)，編制最終質(zhì)量保證模塊。

我們知道，在每盤(pán)混凝土方量一定的前提下，混凝土在拌合時(shí)，攪拌機(jī)功率與混凝土性能有一定關(guān)系。對(duì)于某一配合比的混凝土，相同的投料量，混凝上的坍落度值越小，混凝土越干稠，其和易性越差，對(duì)攪拌機(jī)攪拌的阻力越大，攪拌機(jī)消耗的功率越大，而攪拌機(jī)電壓是恒定的，那么混凝土坍落度值與攪拌機(jī)電流值存在一定的線性關(guān)系。我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定這種線性關(guān)系，根據(jù)線性關(guān)系實(shí)現(xiàn)電流—坍落度值之間的轉(zhuǎn)換，直接反映混凝土坍落度值。

鑒于有以上三種方式的控制出現(xiàn)此種情況的概率很小，故確定此模塊為手動(dòng)調(diào)整。方案如下:

首先編制監(jiān)控/手動(dòng)模塊系統(tǒng)并導(dǎo)入攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)坍落度不合格自動(dòng)顯示并自動(dòng)報(bào)警。針對(duì)如果坍落度偏小的情況，設(shè)置+2/+4/+6(kg/m3)三階加水按鈕，根據(jù)偏小情況選擇按鈕進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整;針對(duì)如果坍落度偏大的情況，拌制下盤(pán)混凝土前在經(jīng)時(shí)損失自動(dòng)調(diào)整模塊中調(diào)整經(jīng)時(shí)損失加水量(此模塊為預(yù)先設(shè)置故可接受正值及負(fù)值)，從而達(dá)到在偶然情況下手動(dòng)控制混凝土精確用水量，達(dá)到最終把關(guān)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)場(chǎng)施工中，由于混凝土和易性、坍落度不滿足要求，常常出現(xiàn)堵管情況，處理起來(lái)經(jīng)常要花費(fèi)2 h～5 h的時(shí)間及大量的人力，如處理不及時(shí)還會(huì)造成輸送管，布料設(shè)備的報(bào)廢;關(guān)鍵是高壓管危險(xiǎn)性很大，一旦傷及人員是致命的;還有讓人看不見(jiàn)的潛在危險(xiǎn)因素就是對(duì)實(shí)體工程質(zhì)量的影響，無(wú)論是外在、內(nèi)在都有一定的影響。

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