混凝土配料秤檢定方法探討

劉守山++申濤++郭知明

摘 要：在大力推行技術(shù)建設(shè)的背景下，建筑、道路、橋梁的建設(shè)需求逐漸增大，混凝土配料攪拌系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。作為稱(chēng)重裝置，混凝土配料秤的準(zhǔn)確性決定了混凝土的品質(zhì)，這對(duì)于混凝土配料秤的檢定和校準(zhǔn)十分重要。目前，國(guó)家質(zhì)檢總局尚未出臺(tái)與混凝土配料秤相關(guān)的檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范，工作人員大多參考JJG 564—2002《重力式自動(dòng)裝料衡器》出具校準(zhǔn)或測(cè)試報(bào)告。簡(jiǎn)要論述了檢定或校準(zhǔn)混凝土配料秤的方法和相關(guān)注意事項(xiàng)，并針對(duì)物料試驗(yàn)分析、論述了集成和分離2種方法。在大量實(shí)踐工作的基礎(chǔ)上指出，采用集成法檢定混凝土配料秤更加科學(xué)、合理。

關(guān)鍵詞：混凝土配料秤；物料試驗(yàn)；集成法；分離法

中圖分類(lèi)號(hào)：TH715.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.100

1 概述

目前，我國(guó)的城鎮(zhèn)化速度日漸加快，城市變化日新月異，每天都有無(wú)數(shù)建筑拔地而起，無(wú)數(shù)道路、橋梁建成，而所有的建設(shè)都離不開(kāi)混凝土，一座城市每天消耗的混凝土數(shù)量是驚人的。同時(shí)，建筑、道路、橋梁的質(zhì)量在很大程度上取決于混凝土的品質(zhì)。

混凝土原料包括石頭、砂子、水泥、礦粉、粉煤灰、水和外加劑等，將原料在混凝土攪拌機(jī)里適當(dāng)攪拌后就會(huì)形成混凝土。不同用途的混凝土所用的原料種類(lèi)、配比都不同，品質(zhì)優(yōu)異的混凝土必須嚴(yán)格配比、適當(dāng)攪拌。而混凝土配比的準(zhǔn)確度要依靠混凝土配料秤來(lái)控制。混凝土配料秤能夠測(cè)定出所用原料的質(zhì)量值，按照合格的配比測(cè)出原料質(zhì)量，并將其投入攪拌，這樣才能得到質(zhì)量合格的混凝土。因此，混凝土配料秤的準(zhǔn)確度決定了混凝土的質(zhì)量，對(duì)混凝土配料秤的檢定或校準(zhǔn)工作也是十分必要的。

現(xiàn)階段，某省市和部門(mén)根據(jù)工作需要制定了地方檢定規(guī)程或部門(mén)檢定規(guī)程，但是，這些都是在摸索檢定方法，并沒(méi)有提出科學(xué)、合理、方便、實(shí)用且具有權(quán)威性的檢定方法。鑒于這種情況，筆者在積累了大量工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的思考和整理，提出了一整套檢定混凝土配料秤的方法。

2 混凝土配料秤的工作原理

混凝土配料秤是一個(gè)系統(tǒng)，一般包含5～10臺(tái)秤，用于稱(chēng)量不同原料的質(zhì)量，所有的秤必須同時(shí)工作才能滿(mǎn)足稱(chēng)量要求。混凝土攪拌系統(tǒng)是一套較為密封的系統(tǒng)，它有數(shù)個(gè)儲(chǔ)料倉(cāng)儲(chǔ)存各種原料，每個(gè)儲(chǔ)料倉(cāng)與1個(gè)稱(chēng)量倉(cāng)相連，通過(guò)閥門(mén)控制和傳動(dòng)機(jī)制可以將儲(chǔ)料倉(cāng)里的原料輸送到稱(chēng)量倉(cāng)中。稱(chēng)量倉(cāng)下面裝有1～4個(gè)稱(chēng)重傳感器，以此作為稱(chēng)重單元，每個(gè)稱(chēng)量倉(cāng)都是1臺(tái)配料秤，要用它稱(chēng)量出送入其中的原料質(zhì)量，然后再通過(guò)閥門(mén)控制和傳動(dòng)機(jī)制將原料輸送到攪拌機(jī)中，適當(dāng)?shù)財(cái)嚢韬?，可將最后的攪拌物從下方的出料口輸出到攪拌罐裝車(chē)?yán)铩?/p>

整套系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的程序輸送原料、稱(chēng)量、攪拌和輸出，這個(gè)過(guò)程是自動(dòng)控制的，但是，在稱(chēng)量時(shí)間內(nèi)，物料是靜止不動(dòng)的，靜態(tài)稱(chēng)量，所以，不需要考慮動(dòng)態(tài)過(guò)程，只需要考慮設(shè)定值（預(yù)設(shè)的投料質(zhì)量值）、顯示值（投料后配料秤的輸出質(zhì)量值）和約定真值（使用控制衡器稱(chēng)量的質(zhì)量值）之間的最大差值。如果差值在可接受的范圍內(nèi)，則可以判定合格；否則，判定不合格。

由混凝土配料秤的工作原理可知，對(duì)其進(jìn)行檢定時(shí)，必須要用1臺(tái)量程適合的控制衡器稱(chēng)量物料，并將此值作為約定真值。而根據(jù)量值傳遞和溯源的一般規(guī)則，控制衡器的允許誤差應(yīng)不大于混凝土配料秤最大允許誤差的1/3. 一般的攪拌站對(duì)混凝土配料系統(tǒng)的允差要求是不大于±1%，所以，控制衡器的允許誤差應(yīng)不大于±0.3%.

3 檢定方法

混凝土配料秤的檢定分為2部分，即使用砝碼檢定和使用物料檢定。砝碼檢定是基礎(chǔ)，只有砝碼檢定合格，配料秤才有可能合格；而物料檢定是根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行的，它是確保配料秤合格的關(guān)鍵。

3.1 使用砝碼檢定

使用砝碼檢定配料秤比較簡(jiǎn)單，可以參照《重力式自動(dòng)裝料衡器》檢定方法中靜態(tài)稱(chēng)量試驗(yàn)的方法進(jìn)行，即先執(zhí)行置零準(zhǔn)確度試驗(yàn)，用閃變點(diǎn)法或細(xì)分分度值測(cè)試零點(diǎn)的誤差（如果有零點(diǎn)跟蹤裝置，應(yīng)預(yù)加砝碼脫離零點(diǎn)跟蹤范圍），然后從零點(diǎn)起逐步施加試驗(yàn)載荷至最大秤量，并逆順序卸下試驗(yàn)載荷至零點(diǎn)。在此過(guò)程中，選擇的試驗(yàn)載荷應(yīng)包括零點(diǎn)、最小秤量、1/2最大秤量和最大秤量，同時(shí)，還可以使用閃變點(diǎn)法或細(xì)調(diào)分度值計(jì)算誤差。之后，應(yīng)該選擇1/2最大秤量或最大秤量進(jìn)行3～5次重復(fù)性試驗(yàn)。

使用砝碼檢定的難點(diǎn)在于配料秤上都是配料倉(cāng)，與許多疏料管道相連，放置砝碼十分不方便，無(wú)法使用較大的砝碼和機(jī)械搬運(yùn)手段，需要耗費(fèi)大量的人力。如果做一些架子掛在配料秤上，不僅方便放置砝碼，還能節(jié)省大量的人力。

3.2 物料檢定

物料試驗(yàn)是在設(shè)定物料值后投料，并用控制衡器稱(chēng)量投入的物料，將稱(chēng)量值作為約定真值，而設(shè)定值與約定真值之差即為物料試驗(yàn)誤差。上文中已論述，控制衡器的最大允許誤差為不大于±0.3%. 根據(jù)控制衡器的不同，物料試驗(yàn)又可分為集成法和分離法。

3.2.1 集成法物料試驗(yàn)

集成法是指將配料秤作為控制衡器，要想使用配料秤稱(chēng)量投入的物料，那么，就必須要求配料秤在使用砝碼檢定時(shí)的最大誤差不大于0.3%，而且配料秤使用砝碼檢定合格后才能進(jìn)行物料試驗(yàn)。

配料秤使用砝碼檢定合格后，物料試驗(yàn)就比較簡(jiǎn)單了，即分別將每個(gè)配料秤按照設(shè)定值投入物料，投入完畢后，使用配料秤稱(chēng)量物料質(zhì)量，并將計(jì)算設(shè)定值與稱(chēng)量值之差作為試驗(yàn)誤差。設(shè)定值應(yīng)根據(jù)常用量或最大秤量來(lái)確定，每一個(gè)設(shè)定值都應(yīng)進(jìn)行3～5次試驗(yàn)，如果有一次試驗(yàn)誤差的絕對(duì)值大于1%，則判定該配料秤不合格。

在采用集成法物料檢定的過(guò)程中應(yīng)注意，物料容易被黏到稱(chēng)量倉(cāng)壁上，輸出物料時(shí)會(huì)留下殘留物，所以，應(yīng)該在每次物料試驗(yàn)前都將稱(chēng)量重新置零，并在置零前敲擊稱(chēng)量倉(cāng)，盡量減少物料殘留量，以保證殘留量不大于最大秤量的1%.

集成法的優(yōu)勢(shì)是試驗(yàn)方法比較方便，使用儲(chǔ)料倉(cāng)里的物料進(jìn)行物料試驗(yàn)即可，不需要將物料從整個(gè)傳輸系統(tǒng)中導(dǎo)出或?qū)耄矢?，能?jié)省大量的人力和物力；缺點(diǎn)則是必須保證配料秤本身的準(zhǔn)確度，而且使用砝碼檢定時(shí)，最大允許誤差不大于0.3%，這一點(diǎn)對(duì)于使用環(huán)境較差、震動(dòng)較大的配料秤來(lái)說(shuō)是比較困難的。

3.2.2 分離法物料試驗(yàn)

分離法是指使用配料秤之外的衡器作為控制衡器。此控制衡器的最大誤差不大于0.3%，并且要在其作為控制衡器前檢定合格。一般情況下，應(yīng)采用中準(zhǔn)確度等級(jí)的數(shù)字指示秤，根據(jù)配料秤物料試驗(yàn)的設(shè)定值（設(shè)定值的選擇與集成法一致）確定控制衡器的最大秤量和分度值，如表1所示，所以，1套配料秤應(yīng)配備兩三臺(tái)控制衡器。

表1 設(shè)定值與控制衡器的對(duì)應(yīng)關(guān)系

物料試驗(yàn)設(shè)定值/kg 控制衡器

最大秤量/kg 檢定分度值/kg

1 000～5 000 6 000 2

100～1 000 1 000 0.5

10～100 100 0.05

在秤量物料時(shí)，控制衡器應(yīng)采用閃變點(diǎn)法或細(xì)分分度值來(lái)確定物料化整前的質(zhì)量值。在確定了控制衡器后，應(yīng)分別按照每個(gè)配料秤的設(shè)定值投入物料，投入完畢后，要盡可能完全將物料導(dǎo)出，然后用控制衡器稱(chēng)量物料，并將稱(chēng)量值作為約定真值，從而進(jìn)行誤差判斷。因此，將物料導(dǎo)出是分離法的關(guān)鍵點(diǎn)，也是難點(diǎn)，因?yàn)榕淞舷到y(tǒng)并沒(méi)有為計(jì)量而設(shè)計(jì)出料口，所以，只能通過(guò)攪拌機(jī)混合后輸出。

由于一般配料秤的骨料稱(chēng)量倉(cāng)都在地下，稱(chēng)量后可將物料通過(guò)傳送皮帶輸送到攪拌機(jī)；而其他稱(chēng)量倉(cāng)都在樓上，與上方的儲(chǔ)料倉(cāng)相連，所以，可以采用不同的方法導(dǎo)出物料。對(duì)于地下的骨料配料秤，其料倉(cāng)上方是未封閉的，所以，可以在設(shè)定后按照設(shè)定值輸入物料，然后用人工方法將物料從上方的開(kāi)口處取出。這樣做，要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。如果有條件，可以將物料繼續(xù)輸送到皮帶上，然后用皮帶將物料輸送到某一方便收集的地點(diǎn)收集。在試驗(yàn)前，要盡量將料倉(cāng)和皮帶打掃干凈，稱(chēng)量后將物料收集干凈，盡量減小物料遺失造成的誤差。對(duì)于全封閉的其他配料秤（一般包括水泥秤、水秤、礦粉秤、粉煤灰秤、外加劑秤等），沒(méi)有好方法將其在秤量后直接導(dǎo)出，只能通過(guò)攪拌機(jī)后導(dǎo)出。這樣做，物料很容易會(huì)被黏在攪拌機(jī)和傳

輸管道上，增大試驗(yàn)誤差。因此，要采用比較麻煩的方法，而且必須先檢定水秤。具體的做法是，先將稱(chēng)量倉(cāng)里的所有物料放空，敲擊管道，使其內(nèi)存留的物料都流到攪拌機(jī)內(nèi)，然后放空攪拌機(jī)，從水儲(chǔ)料倉(cāng)放水沖洗攪拌機(jī)后從出料口放出，全部清洗干凈后停止放水，直至不再有水滴從出料口滴下時(shí)開(kāi)始對(duì)水秤進(jìn)行物料試驗(yàn)。按照設(shè)定值放水后從出料口接出，同樣至不再有水滴從出料口滴下為止，用控制衡器稱(chēng)量接出的水的質(zhì)量（提前將容器質(zhì)量除皮）。這樣做，可以將水秤、管道和攪拌機(jī)中水殘留引起的誤差降到最低，然后計(jì)算水秤誤差。對(duì)于同一設(shè)定值，要試驗(yàn)3～5次，計(jì)算出誤差的平均值。假設(shè)水秤設(shè)定值為m，其他配料秤的檢定都要用水秤配合，那么，以水泥秤為例，按水泥秤設(shè)定值將相應(yīng)的物料輸入攪拌機(jī)，然后敲擊水泥稱(chēng)量倉(cāng)和管道，盡可能確保物料進(jìn)入攪拌機(jī)后從出料口放出，然后放入設(shè)定值為m的水沖洗攪拌機(jī)后放出，如果不夠可以再放設(shè)定值為m的水，以保證水泥全部被水沖出，至不再有水滴從出料口滴下。將從出料口接出的水泥和水共同稱(chēng)量，用水秤的平均誤差計(jì)算出水的質(zhì)量值，用水泥和水的稱(chēng)量值減去計(jì)算出的水的質(zhì)量值，即為水泥的約定真值。其他配料秤的檢定可以此方法類(lèi)推。

在采用上述方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，必須謹(jǐn)慎仔細(xì)，保證每一個(gè)步驟的準(zhǔn)確度，盡量減少物料殘留引起的誤差。所以，整個(gè)過(guò)程十分耗費(fèi)時(shí)間，而且效率極為低下，還要浪費(fèi)大量物料。

4 結(jié)論與展望

由上述分析可知，混凝土配料秤的檢定必須包括砝碼檢定和物料檢定2部分。只要檢定人員與使用廠家緊密配合，在檢定過(guò)程中謹(jǐn)慎仔細(xì)，就可以順利完成檢定工作。但是，無(wú)論是砝碼檢定還是集成法（分離法）物料檢定，都存在不同程度的困難。在檢定過(guò)程中，人力和物力的浪費(fèi)會(huì)影響檢定效率和結(jié)果判定，所以，它們不是十分科學(xué)、方便的檢定方法，僅僅是在沒(méi)有相應(yīng)國(guó)家規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的情況下的權(quán)宜方法。而要想徹底解決配料秤的檢定問(wèn)題，必須出臺(tái)相應(yīng)的國(guó)標(biāo)和國(guó)家檢定規(guī)程，使配料秤附帶檢定的輔助設(shè)施和與其相適應(yīng)的出料口或進(jìn)料口，使檢定過(guò)程簡(jiǎn)單易行且有法可依。

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〔編輯：白潔〕