預(yù)拌混凝土生產(chǎn)技術(shù)及其應(yīng)用

摘要　介紹了預(yù)拌混凝土生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展概況、生產(chǎn)工藝過(guò)程及其特點(diǎn)，結(jié)合蘭化化建公司實(shí)際應(yīng)用情況，提出幾點(diǎn)體會(huì)。

關(guān)鍵詞　預(yù)拌混凝土　輸送　泵送　應(yīng)用

    預(yù)拌混凝土亦稱商品混凝土，系指在混凝土攪拌工廠根據(jù)用戶的訂貨要求，制備出用戶所需品種和強(qiáng)度等級(jí)的混凝土拌合物,并通過(guò)專用的運(yùn)輸設(shè)備(混凝土攪拌輸送車) ，在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)把混凝土拌合物運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)；或者用專用泵將混凝土拌合物通過(guò)管道輸送到指定的施工現(xiàn)場(chǎng)模板內(nèi)。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了混凝土生產(chǎn)的工廠化和施工機(jī)械化。

1　技術(shù)發(fā)展概況

    1903 年德國(guó)建造了世界第一座預(yù)拌混凝土工廠，由于客觀條件限制發(fā)展速度緩慢。自50 年代起液壓傳動(dòng)技術(shù)在機(jī)械行業(yè)得到廣泛應(yīng)用后，這一技術(shù)在世界各國(guó)才得到普及和應(yīng)用。目前在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，預(yù)拌混凝土的產(chǎn)量幾乎占全部混凝土產(chǎn)量的60% 以上,德國(guó)、美國(guó)、瑞典、日本等國(guó)均在80% 以上。70 年代末，全世界大約有三萬(wàn)個(gè)預(yù)拌混凝土工廠，產(chǎn)量達(dá)到5億m³，從業(yè)人員40萬(wàn)人。預(yù)拌混凝土已成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門在這些國(guó)家出現(xiàn)，服務(wù)范圍除建筑外還包括道路、橋梁、港口等方面。

    我國(guó)預(yù)拌混凝土技術(shù)發(fā)展起步較晚，70年代末，首次從日本購(gòu)進(jìn)成套混凝土攪拌站、攪拌輸送車和輸送泵，開始了我國(guó)預(yù)拌混凝土生產(chǎn)和泵送混凝土施工。1978 年常州市建立預(yù)拌混凝土攪拌站，以商品形式向用戶提供混凝土。同年，上海寶鋼購(gòu)進(jìn)日本成套設(shè)備，建成生產(chǎn)能力50萬(wàn)m³ 預(yù)拌混凝土攪拌站。這些年來(lái)，建設(shè)部推出一系列優(yōu)惠政策，有力地促進(jìn)了預(yù)拌混凝土技術(shù)的發(fā)展。

    1995 年全國(guó)共建成預(yù)拌混凝土攪拌站600余座，預(yù)拌混凝土設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力6000萬(wàn)m³,上海、北京、大連、廣州等城市預(yù)拌混凝土產(chǎn)量已達(dá)到混凝土總量的60%～ 80% ，已接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平。但全國(guó)發(fā)展很不平衡，還有個(gè)別省份尚屬空白，因此全國(guó)預(yù)拌混凝土產(chǎn)量占混凝土的比例還不足10%。

    近幾年，我國(guó)在吸收、消化外國(guó)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開始制造國(guó)產(chǎn)預(yù)拌混凝土生產(chǎn)施工設(shè)備。在推廣高等級(jí)混凝土、特種混凝土及泵送技術(shù)方面也取得了一定的成績(jī)。

    預(yù)拌混凝土技術(shù)是現(xiàn)澆混凝土技術(shù)的重大進(jìn)步，是建筑施工走向現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。預(yù)拌混凝土在混凝土生產(chǎn)總量中所占的比例，從一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家、一個(gè)企業(yè)建筑施工水平的高低。我國(guó)建設(shè)部已將發(fā)展預(yù)拌混凝土技術(shù)列為建筑工程十項(xiàng)新技術(shù)之一，要求2000 年預(yù)拌混凝土產(chǎn)量達(dá)到全國(guó)現(xiàn)澆混凝土總量的20%，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力達(dá)到8000萬(wàn)m³，國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目和各大中城市城建用預(yù)拌混凝土不低于混凝土總量80%。

2　工藝技術(shù)

2.1　傳統(tǒng)技術(shù)

    長(zhǎng)期以來(lái)，混凝土生產(chǎn)是人工上料、杠桿稱計(jì)量、現(xiàn)場(chǎng)分散攪拌，混凝土拌合物澆灌則全靠手推車、吊斗、井架和吊車等工具。該生產(chǎn)施工方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、現(xiàn)場(chǎng)污染嚴(yán)重，從而制約著建筑水平的提高。

2.2　新工藝技術(shù)

    2.2.1　混凝土攪拌新工藝采用攪拌站集中生產(chǎn)混凝土，亦稱預(yù)拌混凝土。根據(jù)原材料運(yùn)送流程，攪拌站分為單階式和雙階式兩種。

    在單階式工藝中，原材料一次提升到需要高度，卸到儲(chǔ)料斗內(nèi)，然后靠自重下落進(jìn)入稱量配料，最后進(jìn)入混凝土攪拌機(jī)，這種工藝工序時(shí)間短，效率高，但占地面積大。雙階式工藝流程中，原材料經(jīng)第一次提升進(jìn)入貯料斗，經(jīng)稱量配料后，再經(jīng)第二次提升送入混凝土攪拌機(jī)。這種工藝攪拌站運(yùn)輸設(shè)備較簡(jiǎn)單,占地面積較小。

    預(yù)拌混凝土攪拌站流程的選擇，取決于混凝土產(chǎn)量、投資、原材料供應(yīng)、廠區(qū)面積及機(jī)械化程度等因素。我國(guó)已能制造成套混凝土攪拌站，生產(chǎn)能力有30m³/h、50 m³/h等多種，以供用戶選用。

    攪拌站主要設(shè)備為混凝土攪拌機(jī)，機(jī)型分為立軸和臥軸式兩種，性能比較見表1。

    臥軸式攪拌機(jī)是一種新的機(jī)型，它大大提高了混凝土的均勻性，是國(guó)內(nèi)預(yù)拌混凝土攪拌站首選機(jī)型。

    攪拌站控制系統(tǒng)由上料、配料、稱量和攪拌控制等部分組成。該系統(tǒng)已由手動(dòng)、半自動(dòng)操作向卡片式全自動(dòng)和電子計(jì)算機(jī)操作方向發(fā)展。微機(jī)控制使上料、配料、稱量、攪拌、卸料全部工藝過(guò)程一體化，計(jì)量精度高，實(shí)現(xiàn)了預(yù)拌混凝土技術(shù)的現(xiàn)代化管理。

2.2.2　預(yù)拌混凝土運(yùn)輸車

    預(yù)拌混凝土運(yùn)輸采用專用的混凝土攪拌輸送車，該車在運(yùn)輸途中，攪拌筒始終處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，從而使筒內(nèi)的混凝土拌合物在運(yùn)輸過(guò)程中不致產(chǎn)生離析。我國(guó)混凝土攪拌輸送車大多采用容量為6m³的攪拌筒，它是由載重汽車改制而成，從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)引出動(dòng)力，以液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.2.3　泵送混凝土

    泵送混凝土使混凝土運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化施工。按能否移動(dòng)泵體分為固定式泵、拖掛式泵和汽車式泵。按驅(qū)動(dòng)方式分為活塞式泵和擠壓式泵。我國(guó)目前多采用液壓活塞式泵，其主要構(gòu)件是泵體分配閥，分配閥分為閘板閥和S 管形閥。S 管形閥是近期才發(fā)展的新型分配閥，其動(dòng)力消耗低、輸送混凝土平穩(wěn)、不易堵塞管道，是混凝土分配閥發(fā)展的方向。

    由于泵送壓力不同，可分為低壓泵、中壓泵及高壓泵。混凝土排量30～ 60m³/h，輸送管道大多采用Dn125mm?？筛鶕?jù)施工澆灌速度和澆灌距離選擇不同性能的泵型。

    汽車式泵配有可折疊并能自由旋轉(zhuǎn)的布料管道20～ 30m,利用布料管道把混凝土輸送到指定的澆灌地點(diǎn)模板內(nèi)，它可以自由行走和短距離澆灌，具有很大的靈活性。

    與普通混凝土相比，泵送混凝土除應(yīng)滿足工程設(shè)計(jì)對(duì)混凝土要求的強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍等性能外，尚應(yīng)保證混凝土的可泵性，即混凝土拌合物在泵的作用下，能連續(xù)平穩(wěn)地通過(guò)管道而不產(chǎn)生離析，具體包括以下幾點(diǎn)：

    (1) 每m³混凝土中水泥最低用量不少于300kg。泵送時(shí)混凝土拌合物坍落度應(yīng)大于10cm。

    ( 2) 骨料最大粒徑： 礫石不超過(guò)管徑1/3；碎石不超過(guò)管徑1/4。

    ( 3) 砂率應(yīng)比普通混凝土提高7%～9% ，要求粒徑小于0.315mm 的骨料應(yīng)占骨料總數(shù)15% 以上。

    (4) 外加劑： 為增大混凝土的流動(dòng)度和延緩凝結(jié)時(shí)間，應(yīng)在泵送混凝土中加入減水劑。根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求可分別選用木質(zhì)素磺酸鈣、萘系列高效減水劑、泵送劑等。

    (5) 摻合料： 在泵送混凝土中摻一部分半活性材料，可以改善混凝土的使用性能和泵送性能，又可代替一些水泥，達(dá)到節(jié)約水泥的目的。一般在泵送混凝土中摻入10%～15%的磨細(xì)粉煤灰，粉煤灰質(zhì)量應(yīng)符合GBJ - 90標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定指標(biāo)。

2.3　新工藝優(yōu)越性

    預(yù)拌混凝土技術(shù)是將分散的混凝土攪拌方式變成集中專業(yè)化工廠生產(chǎn)，并以商品的形式向用戶提供混凝土，它將混凝土攪拌、輸送、布料三個(gè)工序緊密結(jié)合在一起，使混凝土生產(chǎn)施工技術(shù)產(chǎn)生了一次根本的變革。實(shí)踐證明，使用該技術(shù)具有以下優(yōu)越性：

    (1) 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率250% 以上；減少砂、石損耗12% ，節(jié)約水泥用量10%～ 15%;節(jié)約土建臨設(shè)費(fèi)用30%～ 50%。

    (2) 混凝土產(chǎn)品質(zhì)量可靠、穩(wěn)定。

    (3) 施工進(jìn)度快，工期短，且噪聲低。

3　實(shí)際應(yīng)用

    蘭化化建公司于1986 年從日本引進(jìn)一套生產(chǎn)能力為44 m³/h的自動(dòng)化混凝土攪拌站，并配有載量6m³混凝土攪拌輸送車和輸送量為60 m³/h汽車式泵。44 m³/h自動(dòng)化混凝土攪拌站，為單階可拆移動(dòng)式。主機(jī)為750L 雙臥軸攪拌機(jī)；砂石用裝載機(jī)與四條30m皮帶上料；兩個(gè)50t散裝水泥儲(chǔ)罐，水泥通過(guò)螺旋輸送機(jī)與斗式提升機(jī)上料；電子秤計(jì)量；卡片式全自動(dòng)操作系統(tǒng)控制。

    汽車式泵為15t三菱底盤，車上裝有DC- A 800B 施維茵泵，配有<125 mm三節(jié)折疊布料管，管長(zhǎng)18m ，可在半徑20m范圍內(nèi)澆灌混凝土；分配閥為閘板式，泵送量60 m³/h，泵送壓力10MPa，可以輸送坍落度10～15cm ，混凝土水平距離440m，垂直高度125m。

    自1989 年以來(lái)，這套設(shè)備在蘭化技改項(xiàng)目低密度聚乙烯、丙烯腈、乙烯、大化肥等工程上使用，運(yùn)行正常，共生產(chǎn)預(yù)拌混凝土15萬(wàn)m³，產(chǎn)值3500萬(wàn)元，取得利潤(rùn)750萬(wàn)元,混凝土試塊強(qiáng)度保證率達(dá)到100%。其它指標(biāo)也均符合設(shè)計(jì)要求。該技術(shù)的應(yīng)用在甘肅省內(nèi)尚屬首家，1995 年經(jīng)省市兩級(jí)主管部門評(píng)審，取得了一級(jí)商品混凝土生產(chǎn)許可證書。

4　幾點(diǎn)體會(huì)

    (1) 預(yù)拌混凝土技術(shù)必將取代傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)攪拌和澆灌方式，這是我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)；另外我國(guó)水泥年產(chǎn)量居世界首位,為此預(yù)拌混凝土在我國(guó)更具應(yīng)用潛力。

    (2) 預(yù)拌混凝土是一種特殊商品，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，加強(qiáng)工序管理，確保其質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

    (3) 攪拌站的設(shè)置必須統(tǒng)籌規(guī)劃，達(dá)到合理布局。

    (4) 預(yù)拌混凝土是一個(gè)具有高效益、高風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)業(yè)，目前在我國(guó)尚處起步階段，政府要規(guī)范市場(chǎng)行為，加強(qiáng)監(jiān)督。企業(yè)要加強(qiáng)管理,不斷開發(fā)新技術(shù)、降低成本，使其沿著健康道路發(fā)展。