「漏一個步驟就完蛋」坍落度控制是個系統工程

關於坍落度

在混凝土施工過程中,混凝土坍落度損失是最常見的問題。由於施工環境、原材料、攪拌站計量和攪拌過程控制及運輸方式等因素影響,混凝土坍落度是最難控制的。但是仔細分析這些因素,採取嚴格的控制技術,可以收到非常好的效果。

混凝土施工環境天氣及運輸方式、骨料含水率的測定及配合比修訂、攪拌中原材料的計量、攪拌時間的控制,出機坍落度的測定,這是一整套系統過程,任何一個環節出現問題都會導致坍落度不好。

一、混凝土澆築環境天氣和運輸方式

混凝土澆築時溫度是造成混凝土坍落度損失的一個重要因素。早上和晚上影響較小,中午和下午影響較大。早上和晚上氣溫低,水分蒸發慢,中午和下午氣溫高水分蒸發快,水分損失越快混凝土坍落度損失越大,混凝土的流動性、粘聚性等越差,質量越難保證。

例如:在我們生產第一榀梁時正是廣東的5月份,白天溫度非常高,混凝土的出機坍落度為200mm,運輸方式為泵送,距離布料機為20m,且彎曲較多。雖然管道上鋪上了澆溼的麻布,但是布料口的混凝土坍落度為120mm, 損失達到40%,在澆築30分鐘後就發生堵管,由於預案充分,未發生事故。根據上次的經驗,施工採取改進措施。

1、運輸方式採用罐車運輸至布料機,再行布料,實際泵送距離為7m,出機坍落度190mm,與上次環境溫度接近的情況下布料口坍落度為180mm,損失為5.3%. 而且罐車運輸是幾方的運輸,不僅可以及時對坍落度進行調節,還可以提高混凝土的勻質性。

2、澆築時間選擇在下午或晚上。另外,環境中的風對坍落度的影響也不小。

二、骨料含水率測定及配合比修訂

砂、石中所含的水分,不僅會增加混凝土中水的重量,改變水灰比,同時減少了骨料的重量,所以混凝土的配合比也發生變化。在施工中,砂、石含水率增加或減少一個百分點。都會增加或減少很大重量的水,因此,砂、石含水率的測定準確與否,將直接影響到混凝土的質量。

在常規操作中,事先測定出砂、石的含水率(特別是砂的含水率),然後對理淪配合比進行修汀,得出實際配合比,這樣可以部分地解決這一問題,但不能完全解決。由於砂、石的含水率隨砂的粒度、堆放的深度、氣候的不同等因素有很大的波動,導致事先測定的含水率與實際的含水率相差較大。因此,按事先測定的砂、石含水率所得出的配合比很難保證混凝土坍落度穩定。而且骨料採用連續級配,在細度模數和級配發生變化時,如細度模數偏小,骨料級配不良等都會使單位體積混凝土內比表面積發生變化,造成混凝土坍落度損失。所以採取的措施:

1、混凝土原材料進場時,由質量控制人員進行控制,同時試驗人員對骨料細度模數和級配進行試驗,對超徑、遜徑、級配不良的粗骨料嚴禁進場,保證原材料的合格;對進場細骨料按批次分類存放,放置一定時間後由試驗人員進行含水量試驗,穩定後投入使用;粗骨料在使用前採用噴淋灑水,保證在使用時達到飽和麵幹狀態,嚴禁表面有明水,這樣可有效解決由於骨料比表面積及含水量變化、骨料吸水率高造成的混凝土坍落度損失。 2、在配料過程中,對每罐料的砂、石的含水率進行檢測,即要進行連續測定,以確保每罐混凝土實際配合比準確。目前,砂、石的含水率的連續測定常見的方法有電阻式、中子式及微波測溼式等三種,其中微波自動顯示測溼系統是20世紀90年代高科技技術,具有測定時間短、測定精度高等優點,既可顯示物料的瞬時溼度,也可同時顯示流動物料在一段時間內的平均溼度百分比。將砂、石含水率測溼系統與微機控制程序接通,對觀察到的砂、石含水率進行混凝土配合比的調整,通常採用加砂、減水的方法,以使每罐混凝土達到最佳水灰比,拌出合格的混凝土來。這種技術在大型水泥混凝土拌合站已採用,但在中、小型混凝土拌合站中應用不多。為控制好中、小型水泥混凝土拌合站所攪拌混凝上的坍落度,對於有自動控制系統的,可安裝砂石含水率檢測儀,並將測定儀與微機控制程序接通,自動完成對檢測的砂、石含水率進行配合比的調整;對沒有自動控制系統的,只安裝砂石含水率檢測儀,在攪拌混凝土的過程中,觀察砂石含水率,人工進行配合比的校正。

三、原材料計量

為消除機械計量誤差,定期請國家計量單位對機械計量系統進行標定,及時消除計量誤差,每次開盤前由試驗室人員用標準計量塊對計量系統再次進行歸零處理,特別是外加劑、水計量系統,只有這樣才能有效避免由計量誤差引起的混凝土坍落度損失,保證混凝土拌制質量。混凝土拌合站所拌出的混凝土坍落度值不穩定,水的計量不準是重要原因。提高水的計量精度,可很好地控制混凝土的坍落度。下面分別介紹定重量法、定容積法和定時法三種方法來解決水的計量問題。

1、定重量法是直接計量水的重量。

其原理:在攪拌機的上部安裝一隻水箱,水箱通過稱重傳感器懸掛在固定支架上,通過與傳感器相連的顯示器。可以瀆出水箱中水的重量,在水箱的上水管、放水管分別裝有由電磁閥控制的上水閥和放水閥(常閉閥)。上水閥的控制開關與水泵的開關並聯在一起,上水時,上水閥打開,放水閥關閉。通過顯示器觀察上水的重量,當上水重量接近設計值時.停止上水:放水時,放水閥打開。用這種方法控制水的計量,優點是操作方便,計量準確,與自動控制系統相連可實現自動操作,計量誤差

2、定容積法是通過控制水的容積來實現水的計量。

其原理:用鋼板焊成一截面積相同的水箱容器,水箱內裝有微型接近開關及排、供水電磁閥;當系統發出供水信號時,排水電磁閥工作,開始排水,當水位降到下限位處,微型接近開關工作,關閉排水電磁閥,停止排水;延遲一段時間後,供水電磁閥工作,開始供水。這種供水方法優點是結構簡單、造價較低,缺點是計量精度不高;適用於對混凝土質量要求不高的拌合站。 

3、在小型水泥混凝土拌合站,水的計量一般採用定時法。

由於上水水泵採用離心泵,水泵的吸程較高(一般為4m左右),不僅在攪拌機工作之前要引水,而且在攪拌過程中,如果回水截止閥關閉不嚴或水泵進水管漏水,將導致上水重量不足。為解決這一問題,可使用潛水泵上水,選用精度較高的時問繼電器計時,這種方法適用於對混凝土質量要求不高的拌合站。

四、嚴格控制攪拌時間

強制式攪拌機如果拌制時間過短,混凝土熟料和易性比較差,操作性不強,拌制時間過長也會造成混凝土也會造成混凝土熟料乾硬,使混凝土質量不易保證,所以確定混凝土拌制時間是很關鍵的,通過實踐檢驗,採用強制攪拌機拌制二級配混凝土拌制時間在65~75s最佳,即保證了混凝土各項性能指標,而且操作性比較強。

五、坍落度控制

在混凝土攪拌質量的控制中,混凝土的坍落度一般採用做坍落度實驗的方法測定,這種方法既費時,又費力。針對臥軸強制式攪拌機,出產了一種坍落度顯示儀,可以在水泥混凝土的拌合過程中,直觀地顯示出其坍落度值,以便採取相應的措施,控制好水泥混凝土的質量。混凝土的坍落度值與攪拌機攪拌混凝土時所消耗的功率存在一定的聯繫,對於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,混凝土越幹稠,其和易性越差,對攪拌機攪拌的阻力越大,攪拌機消耗的功率越大;相反,混凝土的坍落度值越大,混凝土的和易性越好,對攪拌機攪拌的阻力越小,攪拌機消耗的功率越小。攪拌機所消耗的功率P—uI,電壓一般是恆定的.可看作是常數,功率隨電流的變化而變化,且與電流成正比。通過以上的分析可知,水泥混凝土的坍落度值T與攪拌機攪拌混凝土時的電流I成反比關係。

下面以一臺意大利“SIMEM 3.0”水泥混凝土攪拌機攪拌的路面攤鋪用C50混凝土為例進行試驗。這種型號的攪拌機為雙臥軸強制式,每鬥容量為3方,攪拌機採用2臺55kW 電動機驅動,我們在一隻電動機上接了一隻電流表。試驗時,在攪拌機中加入計量值的骨料,通過改變用水量,以達到改變混凝土坍落度的目的,分別測定幾組混凝土坍落度值T及與之對應的攪拌機電流I。通過電流與坍落度關係曲線可以看出,某種型號的臥軸強制式水泥混凝土攪拌機,對於某配合比的混凝土,不同的主機電流對應不同的混凝土坍落度值,它們之間存在著對應關係。因此瀆取主機電流值,便知道了水泥混凝土的坍落度值。把坍落度與電流對應值輸入到微型計算機中,並把主機的電流信號輸入到微型計算機中進行處理,在微型汁算機中便可以直接顯示混凝上的坍落度值,電流表、微型計算機便組成了坍落度顯示儀。

在混凝土的攪拌過程中,在測得了所攪拌混凝土的坍落度值之後,坍落度值不符合要求的混凝土便可採取相應的措施進行處理,對坍落度值偏小的,可適當補充水分;而對坍落度值偏大的,可按配合比的要求適當補充一些水泥及骨料,以保證拌出合格的混凝土來。通過坍落度顯示儀,還可以檢查在混凝土中添加的減水劑的減水情況,如果減水劑的減水效果不明顯,那麼坍落度顯示儀顯示的坍落度值便比設計值偏小。 

這種方法適用於臥軸強制式水泥混凝土攪拌機,對不同型號的攪拌機,或對同一型號的攪拌機不同的配合比,其電流與坍落度對應關係各不相同,要分別測定、標定。通過對水的計量、控制系統的改進,對砂石含水率的測定及配合比的修正之後,如果混凝土的坍落度值還是不穩定,就應從水泥的質量及其計量是否準確;混凝土外加劑的質量及其計量是否準確幾個方面檢查分析原因。


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