我國混凝土拌合設(shè)備主要技術(shù)發(fā)展趨勢研究

高豐

摘要：文章總結(jié)了我國混凝土拌合技術(shù)的發(fā)展歷程，對比了國內(nèi)外混凝土拌合設(shè)備的材質(zhì)及功能特性，分別從質(zhì)量管理、設(shè)備監(jiān)測、人員管控等方面分析了當(dāng)前混凝土拌合主要技術(shù)，并對混凝土拌合設(shè)備的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，提出了實(shí)時(shí)在線監(jiān)測技術(shù)以及新型環(huán)保拌合材料廣泛應(yīng)用的構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：混凝土;拌合設(shè)備;趨勢;研究

中圖分類號(hào)：U415.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.050

文章編號(hào)：1673-4874（2019）07-0170-03

0引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和現(xiàn)代化各項(xiàng)事業(yè)的不斷進(jìn)步，越來越多的建筑工程在建設(shè)施工并交付使用，為國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在公路、橋梁及隧道等各類建筑工程的施工中，都會(huì)使用到混凝土等拌合料，混凝土拌合料的質(zhì)量對于混凝土最終的強(qiáng)度指標(biāo)具有重要影響，決定了工程結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量情況，而混凝土拌合設(shè)備的運(yùn)行工況及參數(shù)是混凝土質(zhì)量的決定性因素。因此，研究混凝土拌合設(shè)備的相關(guān)技術(shù)意義重大。本文立足于國內(nèi)混凝土拌合技術(shù)的發(fā)展背景，分析了當(dāng)前我國混凝土拌合領(lǐng)域的主要技術(shù)，對未來混凝土拌合設(shè)備的發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討。

1我國混凝土拌合技術(shù)的發(fā)展歷程

從國內(nèi)外目前有關(guān)混凝土拌合設(shè)備領(lǐng)域的研究情況來看，多數(shù)將研究重點(diǎn)聚焦在混凝土拌合設(shè)備的材質(zhì)和拌合設(shè)備的功能方面。部分歐美發(fā)達(dá)國家在混凝土拌合設(shè)備的材質(zhì)方面研究比較深入，已研制出新型、輕質(zhì)、耐用的拌合設(shè)備，對保證拌合施工的效率、減少后續(xù)拌合設(shè)備的維護(hù)成本起到了一定的作用。我國在混凝土拌合設(shè)備領(lǐng)域的研究與應(yīng)用方面起步較晚，早期由于場地、設(shè)備和技術(shù)上的限制，無法進(jìn)行針對性的研究工作，多數(shù)情況是通過工程的實(shí)踐獲取寶貴的研究資料和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為此，我國混凝土拌合技術(shù)的發(fā)展走了很多彎路。我國混凝土拌合技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了從無到有、從落后到領(lǐng)先的發(fā)展過程。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各學(xué)科之間技術(shù)應(yīng)用聯(lián)系更為緊密，我國混凝土拌合技術(shù)在新型施工材料、施工技術(shù)和施工設(shè)備的帶動(dòng)下不斷向前發(fā)展。在混凝土拌合設(shè)備功能的研究方面，安全、高效、優(yōu)質(zhì)已成為業(yè)內(nèi)廣大專家和學(xué)者們不斷追求的目標(biāo)。隨著傳感測量技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，混凝土拌合設(shè)備的功能也日益豐富，如搭載視頻監(jiān)控系統(tǒng)的混凝土拌合設(shè)備可隨時(shí)關(guān)注拌合設(shè)備的運(yùn)行工況及施工區(qū)域的具體情況;基于糾錯(cuò)機(jī)制的混凝土拌合設(shè)備可根據(jù)混凝土參數(shù)的實(shí)際指標(biāo)調(diào)整拌合的速度及頻率，以此保證混凝土成品的質(zhì)量。當(dāng)前我國混凝土拌合技術(shù)水平已走在世界前列，由我國自行研發(fā)的混凝土拌合成套設(shè)備已出口東南亞及拉美等國家，在混凝土參數(shù)精度的控制方面達(dá)到了國際標(biāo)準(zhǔn)。HZS-180型混凝土拌合設(shè)備如圖1所示。

2當(dāng)前混凝土拌合設(shè)備主要技術(shù)

2.1質(zhì)量管理部分

混凝土成品的參數(shù)指標(biāo)是衡量拌合設(shè)備質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。在混凝土拌合質(zhì)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(shè)備管理相結(jié)合

對于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的建筑施工而言，在保證工程施工質(zhì)量的同時(shí)節(jié)省工程成本是首要考慮的問題。這類地區(qū)一般不具備自動(dòng)化、智能化拌合設(shè)備的應(yīng)用條件，僅能以現(xiàn)場施工監(jiān)理人員的監(jiān)測技術(shù)為主，輔以半自動(dòng)化的混凝土拌合監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)混凝土拌合的質(zhì)量管理功能（半人工管理）。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于工程的成本投入較低，依據(jù)現(xiàn)場監(jiān)理人員的工程經(jīng)驗(yàn)可獲取可靠的實(shí)時(shí)信息，能夠在一定程度上保障混凝土拌合的質(zhì)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(shè)備管理相結(jié)合的方式進(jìn)行混凝土拌合參數(shù)指標(biāo)的監(jiān)測，各類型混凝土拌合參數(shù)指標(biāo)要求如表1所示。

（2）監(jiān)測設(shè)備全自動(dòng)跟蹤管理

對于效益較好的建筑施工企業(yè)，有條件進(jìn)行新型監(jiān)測設(shè)備的應(yīng)用與探索工作，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場的無人值守和全自動(dòng)跟蹤管理（全站管理技術(shù)）。這種方式下的拌合設(shè)備初期投入成本一般較高，且監(jiān)測設(shè)備的使用和技術(shù)人員的培訓(xùn)需要一段時(shí)間的適應(yīng)過程，但可在實(shí)際的工程施工中極大程度地節(jié)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(zhì)量。但工程初期推廣難度大、成本投入高等是其廣泛應(yīng)用的瓶頸。

上述兩種混凝土拌合技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)對比如表2所示。

2.2設(shè)備監(jiān)測部分

混凝土拌合設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨時(shí)會(huì)發(fā)生因故障問題而導(dǎo)致的停轉(zhuǎn)或堵轉(zhuǎn)等情況，這種風(fēng)險(xiǎn)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(zhì)量不達(dá)標(biāo)，因此，應(yīng)充分重視拌合設(shè)備的監(jiān)測環(huán)節(jié)。當(dāng)前我國常見的混凝土拌合設(shè)備監(jiān)測技術(shù)主要是對設(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)測，包括拌合設(shè)備的振動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)速及能耗等情況。混凝土拌合設(shè)備的運(yùn)行工況能夠反映當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行情況以及設(shè)備的使用壽命，對運(yùn)行工況不理想或運(yùn)行不穩(wěn)定的拌合設(shè)備應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修，必要時(shí)更換相應(yīng)的設(shè)備組件，保證拌合設(shè)備的健康、安全運(yùn)行。另外，對混凝土拌合設(shè)備的監(jiān)測應(yīng)及時(shí)記錄并上報(bào)，便于工程技術(shù)人員及時(shí)掌握混凝土拌合設(shè)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(yīng)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(shè)備的具體操作人員。各施工企業(yè)均已建立嚴(yán)格、規(guī)范的施工人員管理制度，并進(jìn)行崗前培訓(xùn)工作，具備操作資質(zhì)的技術(shù)人員方可進(jìn)行拌合設(shè)備的使用與管理。對于混凝土拌合工序的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)際操作技術(shù)人員應(yīng)充分掌握，在交接班過程中應(yīng)嚴(yán)格履行《混凝土拌合站工作管理制度》，對未能按時(shí)履行規(guī)定的技術(shù)人員應(yīng)予以重新考核。在現(xiàn)場施工環(huán)境變動(dòng)的情況下，各相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)做好混凝土拌合的安全防護(hù)措施與應(yīng)急處置預(yù)案，做好現(xiàn)場施工的危險(xiǎn)點(diǎn)分析工作，對混凝土拌合過程中所有違反安全施工的現(xiàn)象予以制止并重新調(diào)整施工方案，確保與混凝土拌合相關(guān)的工作人員能有序進(jìn)出施工現(xiàn)場。

3混凝土拌合設(shè)備未來發(fā)展趨勢

3.1實(shí)時(shí)在線監(jiān)測技術(shù)的廣泛應(yīng)用

計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用使得建筑工程領(lǐng)域中混凝土拌合設(shè)備的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測功能成為可能。實(shí)時(shí)在線監(jiān)測技術(shù)從某種意義上來說為混凝土拌合設(shè)備的發(fā)展提供了基礎(chǔ)的保障作用。通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)，可提高混凝土拌合的效率和質(zhì)量，并及時(shí)掌握混凝土拌合設(shè)備的運(yùn)行工況，及時(shí)對設(shè)備進(jìn)行檢修或更換，在一定程度上避免了施工事故的發(fā)生并可延長混凝土拌合設(shè)備的使用壽命，減少后續(xù)的工程維護(hù)成本。

3.2新型環(huán)保拌合材料的廣泛應(yīng)用

考慮到成本及耐用性等問題，混凝土拌合設(shè)備的材料通常以鋼、鐵等合金為主，然而這種傳統(tǒng)的設(shè)備材料在使用過程中容易引發(fā)各類安全問題，而且設(shè)備的腐蝕、銹蝕也會(huì)引發(fā)各類故障，在尚未達(dá)到使用年限的情況下對設(shè)備再次更換會(huì)增加工程的成本投入。為此，新型環(huán)保材料的應(yīng)用及推廣成為建筑工程中拌合設(shè)備的發(fā)展趨勢。國內(nèi)的相關(guān)技術(shù)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(shè)備材料。通過相關(guān)的工程試驗(yàn)結(jié)果可知，這類新型的設(shè)備材料具有耐腐蝕、維護(hù)成本低等諸多優(yōu)良特性，并達(dá)到低排放、低功耗等環(huán)保指標(biāo)要求。

4結(jié)語

隨著我國工業(yè)2.0規(guī)劃的提出及相關(guān)政策的落地，我國建筑工業(yè)各領(lǐng)域都在向著智能化、集成化和自動(dòng)化的趨勢邁進(jìn)，大量先進(jìn)施工設(shè)備、技術(shù)和前沿管理方案的應(yīng)用使得在未來建筑工程施工中的成本預(yù)算、工期進(jìn)度、質(zhì)量安全等方面有所保障。本文對我國建筑工程領(lǐng)域中混凝土拌合設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了深入研究，具有一定的工程實(shí)用意義。