我國混凝土拌合設備主要技術發展趨勢研究

高豐

摘要：文章總結了我國混凝土拌合技術的發展歷程，對比了國內外混凝土拌合設備的材質及功能特性，分別從質量管理、設備監測、人員管控等方面分析了當前混凝土拌合主要技術，并對混凝土拌合設備的未來發展趨勢進行了展望，提出了實時在線監測技術以及新型環保拌合材料廣泛應用的構想。

關鍵詞：混凝土;拌合設備;趨勢;研究

中圖分類號：U415.5 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.050

文章編號：1673-4874（2019）07-0170-03

0引言

隨著我國經濟的飛速發展和現代化各項事業的不斷進步，越來越多的建筑工程在建設施工并交付使用，為國民經濟各領域的發展奠定了基礎。在公路、橋梁及隧道等各類建筑工程的施工中，都會使用到混凝土等拌合料，混凝土拌合料的質量對于混凝土最終的強度指標具有重要影響，決定了工程結構的整體質量情況，而混凝土拌合設備的運行工況及參數是混凝土質量的決定性因素。因此，研究混凝土拌合設備的相關技術意義重大。本文立足于國內混凝土拌合技術的發展背景，分析了當前我國混凝土拌合領域的主要技術，對未來混凝土拌合設備的發展趨勢進行了探討。

1我國混凝土拌合技術的發展歷程

從國內外目前有關混凝土拌合設備領域的研究情況來看，多數將研究重點聚焦在混凝土拌合設備的材質和拌合設備的功能方面。部分歐美發達國家在混凝土拌合設備的材質方面研究比較深入，已研制出新型、輕質、耐用的拌合設備，對保證拌合施工的效率、減少后續拌合設備的維護成本起到了一定的作用。我國在混凝土拌合設備領域的研究與應用方面起步較晚，早期由于場地、設備和技術上的限制，無法進行針對性的研究工作，多數情況是通過工程的實踐獲取寶貴的研究資料和技術經驗，為此，我國混凝土拌合技術的發展走了很多彎路。我國混凝土拌合技術的發展大致經歷了從無到有、從落后到領先的發展過程。隨著科學技術的不斷發展，各學科之間技術應用聯系更為緊密，我國混凝土拌合技術在新型施工材料、施工技術和施工設備的帶動下不斷向前發展。在混凝土拌合設備功能的研究方面，安全、高效、優質已成為業內廣大專家和學者們不斷追求的目標。隨著傳感測量技術、計算機網絡技術的不斷發展，混凝土拌合設備的功能也日益豐富，如搭載視頻監控系統的混凝土拌合設備可隨時關注拌合設備的運行工況及施工區域的具體情況;基于糾錯機制的混凝土拌合設備可根據混凝土參數的實際指標調整拌合的速度及頻率，以此保證混凝土成品的質量。當前我國混凝土拌合技術水平已走在世界前列，由我國自行研發的混凝土拌合成套設備已出口東南亞及拉美等國家，在混凝土參數精度的控制方面達到了國際標準。HZS-180型混凝土拌合設備如圖1所示。

2當前混凝土拌合設備主要技術

2.1質量管理部分

混凝土成品的參數指標是衡量拌合設備質量的標準。在混凝土拌合質量管理方面，目前我國主要有以下幾種常用方式：

（1）人工管理和設備管理相結合

對于經濟欠發達地區的建筑施工而言，在保證工程施工質量的同時節省工程成本是首要考慮的問題。這類地區一般不具備自動化、智能化拌合設備的應用條件，僅能以現場施工監理人員的監測技術為主，輔以半自動化的混凝土拌合監控設備，實現混凝土拌合的質量管理功能（半人工管理）。這種方式的優點在于工程的成本投入較低，依據現場監理人員的工程經驗可獲取可靠的實時信息，能夠在一定程度上保障混凝土拌合的質量。但這種方式的混凝土拌合效率一般較低。通過人工管理和設備管理相結合的方式進行混凝土拌合參數指標的監測，各類型混凝土拌合參數指標要求如表1所示。

（2）監測設備全自動跟蹤管理

對于效益較好的建筑施工企業，有條件進行新型監測設備的應用與探索工作，實現施工現場的無人值守和全自動跟蹤管理（全站管理技術）。這種方式下的拌合設備初期投入成本一般較高，且監測設備的使用和技術人員的培訓需要一段時間的適應過程，但可在實際的工程施工中極大程度地節省人力、物力等施工資源，并能保障施工的效率和混凝土的拌合質量。但工程初期推廣難度大、成本投入高等是其廣泛應用的瓶頸。

上述兩種混凝土拌合技術的優缺點對比如表2所示。

2.2設備監測部分

混凝土拌合設備在運轉過程中隨時會發生因故障問題而導致的停轉或堵轉等情況，這種風險隱患普遍存在，給混凝土的拌合工序帶來一定影響，并最終引起混凝土成品質量不達標，因此，應充分重視拌合設備的監測環節。當前我國常見的混凝土拌合設備監測技術主要是對設備運行工況進行監測，包括拌合設備的振動頻率、轉速及能耗等情況。混凝土拌合設備的運行工況能夠反映當前設備的運行情況以及設備的使用壽命，對運行工況不理想或運行不穩定的拌合設備應及時進行檢修，必要時更換相應的設備組件，保證拌合設備的健康、安全運行。另外，對混凝土拌合設備的監測應及時記錄并上報，便于工程技術人員及時掌握混凝土拌合設備的健康情況，為下一階段混凝土拌合的具體方案作出相應決策和部署。

2.3人員管控方面

人員管控方面主要是針對混凝土拌合設備的具體操作人員。各施工企業均已建立嚴格、規范的施工人員管理制度，并進行崗前培訓工作，具備操作資質的技術人員方可進行拌合設備的使用與管理。對于混凝土拌合工序的各個環節，實際操作技術人員應充分掌握，在交接班過程中應嚴格履行《混凝土拌合站工作管理制度》，對未能按時履行規定的技術人員應予以重新考核。在現場施工環境變動的情況下，各相關技術人員應及時做好混凝土拌合的安全防護措施與應急處置預案，做好現場施工的危險點分析工作，對混凝土拌合過程中所有違反安全施工的現象予以制止并重新調整施工方案，確保與混凝土拌合相關的工作人員能有序進出施工現場。

3混凝土拌合設備未來發展趨勢

3.1實時在線監測技術的廣泛應用

計算機和網絡技術的不斷發展和應用使得建筑工程領域中混凝土拌合設備的實時在線監測功能成為可能。實時在線監測技術從某種意義上來說為混凝土拌合設備的發展提供了基礎的保障作用。通過實時在線監測系統，可提高混凝土拌合的效率和質量，并及時掌握混凝土拌合設備的運行工況，及時對設備進行檢修或更換，在一定程度上避免了施工事故的發生并可延長混凝土拌合設備的使用壽命，減少后續的工程維護成本。

3.2新型環保拌合材料的廣泛應用

考慮到成本及耐用性等問題，混凝土拌合設備的材料通常以鋼、鐵等合金為主，然而這種傳統的設備材料在使用過程中容易引發各類安全問題，而且設備的腐蝕、銹蝕也會引發各類故障，在尚未達到使用年限的情況下對設備再次更換會增加工程的成本投入。為此，新型環保材料的應用及推廣成為建筑工程中拌合設備的發展趨勢。國內的相關技術人員開展了大量的研究工作，已研制出微納米、碳素鋼及其他含有鎳、鉻等合金元素的拌合設備材料。通過相關的工程試驗結果可知，這類新型的設備材料具有耐腐蝕、維護成本低等諸多優良特性，并達到低排放、低功耗等環保指標要求。

4結語

隨著我國工業2.0規劃的提出及相關政策的落地，我國建筑工業各領域都在向著智能化、集成化和自動化的趨勢邁進，大量先進施工設備、技術和前沿管理方案的應用使得在未來建筑工程施工中的成本預算、工期進度、質量安全等方面有所保障。本文對我國建筑工程領域中混凝土拌合設備的應用現狀和未來發展趨勢進行了深入研究，具有一定的工程實用意義。