淺談機(jī)制砂干混砂漿的過程控制（III）

封培然， 竺斌，宋利麗

（1. 四川鑫統(tǒng)領(lǐng)建材集團(tuán)有限公司 干混砂漿技術(shù)部，四川 眉山　620030；2. 西南科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川　綿陽　621100；3. 四川鑫統(tǒng)領(lǐng)建材集團(tuán)有限公司 技術(shù)中心，四川　眉山　620562）

淺談機(jī)制砂干混砂漿的過程控制（III）

封培然1， 竺斌2，宋利麗3

（1. 四川鑫統(tǒng)領(lǐng)建材集團(tuán)有限公司 干混砂漿技術(shù)部，四川 眉山620030；2. 西南科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽621100；3. 四川鑫統(tǒng)領(lǐng)建材集團(tuán)有限公司 技術(shù)中心，四川眉山620562）

本文通過對(duì)機(jī)制砂干混砂漿生產(chǎn)過程中進(jìn)廠原材料、中間產(chǎn)物、出廠砂漿的過程控制，分析了干混砂漿與預(yù)拌混凝土質(zhì)量控制的區(qū)別，建立過程控制是實(shí)現(xiàn)干混砂漿質(zhì)量穩(wěn)定可靠保證的觀念，尤其是對(duì)過程中間產(chǎn)物機(jī)制砂更應(yīng)建立以形貌、顆粒級(jí)配等為中心的質(zhì)量控制手段，拋棄強(qiáng)度唯一的錯(cuò)誤做法，適應(yīng)機(jī)制砂為核心，水泥為主要膠凝材料的過程控制檢測(cè)方法，得到以干混砂漿生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)的過程控制體系。

原材料；過程控制；中間產(chǎn)物；干混砂漿；檢測(cè)方法；管理體系

（續(xù)前節(jié)）

2.3生產(chǎn)過程控制

2.3.1過程控制

2.3.1.1取樣點(diǎn)的設(shè)置

砂漿的生產(chǎn)是一個(gè)短流程的生產(chǎn)過程，各種設(shè)備堆積在狹小的空間，許多設(shè)備供應(yīng)商僅負(fù)責(zé)設(shè)備的供應(yīng)，不考慮流程的控制，但生產(chǎn)企業(yè)必須了解和控制產(chǎn)品質(zhì)量，而所有控制都離不開計(jì)量與檢測(cè)，因此正確的取樣點(diǎn)的設(shè)置對(duì)了解和發(fā)現(xiàn)砂漿質(zhì)量問題十分有益。

機(jī)制砂進(jìn)廠石子的取樣一般在堆場(chǎng)或者運(yùn)輸汽車上，更佳的位置是在進(jìn)料口下部的皮帶秤上，在進(jìn)料時(shí)每隔固定的時(shí)間進(jìn)行取樣，這樣取得的石子更具代表性。進(jìn)料后的石子經(jīng)過破碎篩分，成品進(jìn)入儲(chǔ)料倉，成品的質(zhì)量需要在篩分后檢測(cè)，可以在篩分系統(tǒng)通道設(shè)置取樣孔，不合格產(chǎn)品重新返回制砂機(jī)，如圖6所示。往往這個(gè)過程不設(shè)置計(jì)量裝置無法知道返回量的多少，可以在返回通道中設(shè)置取樣孔。成品機(jī)制砂經(jīng)過篩分后進(jìn)入成品倉，可以在進(jìn)入篩分系統(tǒng)和輸出篩分系統(tǒng)的通道設(shè)置取樣點(diǎn)，成品砂在倉內(nèi)，需要了解倉內(nèi)砂的整體情況，可以在倉底部設(shè)置取樣點(diǎn)。

圖6　干混砂漿生產(chǎn)的過程控制示意圖

水泥等其他粉狀物料可以在進(jìn)廠運(yùn)輸車輛上取樣，取樣前應(yīng)劃分區(qū)域，分別取樣，也可以在粉料計(jì)量裝置下部取樣。上述物料與機(jī)制砂混合攪拌后得到的成品砂漿可以在成品倉頂部運(yùn)輸通道取樣，或者在運(yùn)輸車輛上取樣，檢測(cè)項(xiàng)目按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和各企業(yè)規(guī)定執(zhí)行。生產(chǎn)過程中的粉塵經(jīng)過收塵系統(tǒng)的收集，最后匯集于收塵倉，通過在運(yùn)輸車輛上取樣檢測(cè)了解收塵灰的性質(zhì)，可以使用的，再次使用前按照設(shè)定值通過計(jì)量裝置加入，嚴(yán)禁不經(jīng)過檢測(cè)和計(jì)量使用收塵灰。產(chǎn)品銷售要及時(shí)，不能等待滿倉時(shí)操作，防止倉位過高影響收塵效率。

2.3.1.2生產(chǎn)過程的要求

機(jī)制砂應(yīng)分級(jí)儲(chǔ)存，每種級(jí)配搭配使用。各種機(jī)制砂倉應(yīng)標(biāo)識(shí)明確，按照技術(shù)部門要求使用。使用中出現(xiàn)的問題應(yīng)及時(shí)向技術(shù)部門反應(yīng)，得到矯正后方可使用。對(duì)于容易離析的物料應(yīng)始終保持高倉位，減小物料進(jìn)入的落差。

各種物料的計(jì)量設(shè)備應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行，按照規(guī)定期限進(jìn)行標(biāo)定校正，設(shè)備計(jì)量精度必須達(dá)到國(guó)家規(guī)定要求。在懷疑計(jì)量設(shè)備出現(xiàn)計(jì)量誤差時(shí)應(yīng)立即通過檢測(cè)驗(yàn)證，同時(shí)可以通過日常物料進(jìn)廠計(jì)量裝置對(duì)比，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)量系統(tǒng)存在的問題。

砂漿的攪拌至少保證2min 以上，攪拌的均勻性可以通過取樣檢測(cè)砂漿性能計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)得到。攪拌葉片在機(jī)制砂干混砂漿生產(chǎn)中的磨損速度較快，及時(shí)更換磨損葉片對(duì)保證砂漿攪拌均勻性有益，尤其在加入有機(jī)纖維時(shí)。同樣在施工現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)存儲(chǔ)罐下部的攪拌葉片也應(yīng)及時(shí)檢查，磨損葉片不僅影響施工效率，而且對(duì)砂漿攪拌的均勻性不利。

干混砂漿的運(yùn)輸需要專門的運(yùn)輸車輛，防止砂漿在運(yùn)輸過程離析。盡量減少運(yùn)輸時(shí)間和顛簸路況運(yùn)輸距離。運(yùn)輸至工地應(yīng)及時(shí)將砂漿輸送到移動(dòng)儲(chǔ)存罐。在輸送過程中產(chǎn)生的粉塵應(yīng)及時(shí)收集，防止污染周圍環(huán)境，收集的粉塵應(yīng)逐步添加至攪拌的砂漿中。成品砂在施工現(xiàn)場(chǎng)的使用要確保攪拌均勻，并保證足夠攪拌時(shí)間，部分外加劑存在溶解時(shí)間過長(zhǎng)的問題，可以在移動(dòng)儲(chǔ)罐下增加攪拌裝置來嘗試解決。

加水后的干混砂漿應(yīng)及時(shí)使用，嚴(yán)禁硬化后的砂漿再次加水使用。砂漿的施工應(yīng)按照施工規(guī)范，對(duì)首次使用者應(yīng)加以技術(shù)指導(dǎo)。作業(yè)完畢的砂漿攪拌設(shè)備應(yīng)及時(shí)清理，防止砂漿的硬化影響再次使用。在移動(dòng)存儲(chǔ)罐料位不足三分之一時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知補(bǔ)充砂漿，防止斷料和過高的落差造成砂漿的離析。

2.3.2過程控制的方法

2.3.2.1簡(jiǎn)易方法

過程控制強(qiáng)調(diào)及時(shí)性，應(yīng)能夠快速反映生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，及時(shí)采取措施減小質(zhì)量波動(dòng)，簡(jiǎn)易控制方法適應(yīng)了過程控制的需要。簡(jiǎn)易控制方法要求檢測(cè)時(shí)間短，實(shí)驗(yàn)結(jié)果明確，能夠根據(jù)目標(biāo)值判斷檢測(cè)對(duì)象是否合格。常見的簡(jiǎn)易控制方法有比色法、感觸法、篩析法等。

比色法是通過已知質(zhì)量合格的標(biāo)準(zhǔn)砂漿與參與檢測(cè)的砂漿的視覺對(duì)比發(fā)現(xiàn)兩者的異同，其操作方法簡(jiǎn)便，得到的結(jié)果迅速，能定性的得出是否合格的結(jié)論，試驗(yàn)方法就是將標(biāo)準(zhǔn)砂漿先放在標(biāo)準(zhǔn)白色板上，通過顯微鏡觀察，記錄顏色，在相同條件下觀察參比檢測(cè)樣，比較兩者顏色上的差異，如果兩者顏色相同那么即可以判斷該批次砂漿合格，可以出廠，如果兩者顏色有差異，需要進(jìn)一步檢測(cè)后再次做出判斷。

感觸法是通過將取樣的砂漿按照標(biāo)準(zhǔn)要求加水?dāng)嚢杈鶆蚝?，使用工具挑、撥、劃、拉等方式，感覺手上砂漿的分量和作用力度，然后通過用手抓、捏感受砂漿的柔和度。對(duì)于經(jīng)常觸摸過去施工性能良好的砂漿，對(duì)比檢測(cè)砂漿，發(fā)現(xiàn)兩者的異同，感覺兩者相似時(shí)可以判斷砂漿的施工性能良好，如果發(fā)現(xiàn)砂漿與平時(shí)感觸的砂漿有區(qū)別，可以定性確認(rèn)砂漿不合格，對(duì)于不合格的原因需要進(jìn)一步檢測(cè)查找，該檢測(cè)方法對(duì)檢測(cè)人員施工經(jīng)驗(yàn)要求較高。

篩析法是經(jīng)常使用的檢測(cè)方法，檢測(cè)速度快，檢測(cè)結(jié)果可以定量。根據(jù)質(zhì)量?jī)?yōu)良的砂漿可以得到一個(gè)篩析項(xiàng)目的控制目標(biāo)值，在科學(xué)取得樣品后，稱取一定重量的砂漿，放在規(guī)定網(wǎng)孔的篩子上，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間和振動(dòng)幅度、頻率作用下，得出篩余物重量和篩下物重量，計(jì)量?jī)烧唛g的比例關(guān)系，對(duì)比控制目標(biāo)值，判斷檢測(cè)值是否在控制范圍內(nèi)，得出檢測(cè)批次是否可以合格出廠。

2.3.2.2復(fù)雜檢測(cè)方法

復(fù)雜檢測(cè)方法往往耗時(shí)較長(zhǎng)，檢測(cè)方式繁瑣、使用大量的儀器裝備等，不能適應(yīng)例行日?？刂?，但是對(duì)于過程控制中查找不合格質(zhì)量出現(xiàn)的原因或者進(jìn)一步定量判斷檢測(cè)樣品是否合格是必需的。常用干混砂漿復(fù)雜的檢測(cè)方法包括強(qiáng)度檢測(cè)、保水性檢測(cè)、凝結(jié)時(shí)間等。

砂漿28d 抗壓強(qiáng)度是表征砂漿抵抗外部載荷的能力，抗壓強(qiáng)度越高的干混砂漿能夠在受到外部較高縱載荷時(shí)顯示良好的體積穩(wěn)定，不容易發(fā)生體積的膨脹而潰裂，但是在遭受橫向剪切力時(shí)則會(huì)隨著抗壓強(qiáng)度的升高，抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值降低。圖7中給出了混凝土的抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系曲線[17]，從圖中可以看出隨著強(qiáng)度的增加，曲線逐步向下偏移，當(dāng)混凝土為10MPa 時(shí)，抗拉強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度的十分之一，而在混凝土達(dá)到60MPa 時(shí)其抗折強(qiáng)度約為十五分之一，砂漿抗壓強(qiáng)度也有類似的規(guī)律。對(duì)于大面積施工的墻面來說更多受到橫向剪切力，幾乎不會(huì)受到縱向力的壓力，因此過分強(qiáng)調(diào)抹灰砂漿抗壓強(qiáng)度是不必要的，過程控制只需要達(dá)到國(guó)家規(guī)定即可。抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方法按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，但是要注意砂漿加水量的確定。

圖7　混凝土直接抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度

砂漿的保水性主要是檢測(cè)砂漿保持水分的能力，更重要的是保持砂漿施工的柔和性，因?yàn)槭ニ值纳皾{會(huì)硬化，從而使砂漿喪失流動(dòng)性。砂漿保水性越高，砂漿內(nèi)部水分越充分，施工性能保持時(shí)間越長(zhǎng)，水泥的水化期越長(zhǎng)，但是追求較高保水性通常需要增加較多的添加劑，從而增加砂漿生產(chǎn)成本。在不同的季節(jié)需要注意控制不同的保水性，夏季高溫季節(jié)保水性要求較高，冬季低溫保水性可以控制稍低。值得注意的是機(jī)制砂干混砂漿由于石粉含量較高，在保水性較高時(shí)，砂漿粘聚性增加，影響砂漿施工性能。保水性檢測(cè)方法規(guī)定使用濾紙吸收水分方法，具體使用多少層濾紙，不同的方法可能會(huì)有所差異，這需要根據(jù)砂漿保水性的高低來確定，越高的保水性需要的濾紙?jiān)綄訑?shù)越低。

砂漿凝結(jié)時(shí)間的檢測(cè)是了解砂漿的凝結(jié)硬化時(shí)間，砂漿凝結(jié)時(shí)間越短，砂漿施工的速度越快，但是過快的凝結(jié)時(shí)間會(huì)造成抹面砂漿收面?zhèn)}促，造成施工工序過于緊張，也會(huì)影響拌合砂漿的使用效率。砂漿凝結(jié)時(shí)間采用貫入法，檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)，對(duì)于過程控制的日常例行檢查是不合適的，但是對(duì)于了解砂漿質(zhì)量波動(dòng)情況是必需的，可以數(shù)批次平行檢測(cè)。凝結(jié)時(shí)間稍微偏短對(duì)于機(jī)制砂干混砂漿是適合的，尤其在冬季。

3　結(jié)論

干混砂漿的過程控制與砂漿的生產(chǎn)工藝緊密相連，對(duì)于由混凝土轉(zhuǎn)型而來的干混砂漿企業(yè)，以控制混凝土的思維控制干混砂漿是不合適的，必須扭轉(zhuǎn)混凝土生產(chǎn)對(duì)過程控制忽略的管理體系。中間產(chǎn)物機(jī)制砂是過程控制的核心，類似于水泥生產(chǎn)的熟料。

原材料的控制是源頭，進(jìn)廠石子的級(jí)配、水分、雜質(zhì)含量等都可能影響砂漿質(zhì)量，甚至可能波及設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。過程控制最根本的是有穩(wěn)定可靠的砂石供應(yīng)，根據(jù)巖石礦物組成與性質(zhì)生產(chǎn)機(jī)制砂，對(duì)進(jìn)場(chǎng)石子的水分、粒徑、級(jí)配進(jìn)行控制，由于部分企業(yè)沒有機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備，造成對(duì)機(jī)制砂的控制需要追溯至上游供應(yīng)商，造成過程控制的風(fēng)險(xiǎn)無法管控，實(shí)際上是追求混凝土因陋就簡(jiǎn)的生產(chǎn)惡習(xí)。

水泥的質(zhì)量控制不能僅局限于國(guó)家或者地方標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)建立符合自身機(jī)制砂生產(chǎn)的過程控制體系，對(duì)水泥的保水性、早期水化速率、細(xì)度等需要嚴(yán)格控制，對(duì)水泥強(qiáng)度、安定性等指標(biāo)可以放寬檢測(cè)頻率，更加注重對(duì)水泥勻質(zhì)性和穩(wěn)定性的檢測(cè)，防止水泥質(zhì)量的較大波動(dòng)。水泥作為主要的水硬性膠凝材料不得與含有石灰等非水硬性膠凝材料混合使用，各種膠凝材料的摻量也對(duì)砂漿的施工性能影響明顯。

礦物摻合料的進(jìn)廠控制應(yīng)以周圍資源的使用為主，不必追求較高的反應(yīng)活性，但是對(duì)于礦物摻合料的細(xì)度必須作為日常監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。添加劑的控制以穩(wěn)定性為主，以檢測(cè)砂漿性能為輔，由于砂漿企業(yè)儀器設(shè)備的限制，添加劑供應(yīng)商必須提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，并且在合同中約定足夠長(zhǎng)的檢測(cè)周期，強(qiáng)調(diào)外加劑供應(yīng)商對(duì)砂漿生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)，并對(duì)關(guān)鍵檢測(cè)項(xiàng)目必須提供長(zhǎng)期檢測(cè)報(bào)告。

機(jī)制砂是砂漿生產(chǎn)重要的中間產(chǎn)物，在過程控制中必須對(duì)機(jī)制砂的顆粒級(jí)配、石粉含量、粒徑、形貌等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)可以復(fù)檢機(jī)制砂的水分。機(jī)制砂的外觀形貌等直接影響砂漿和易性，必須堅(jiān)持先檢測(cè)后使用，不經(jīng)過檢測(cè)的機(jī)制砂不能使用。對(duì)于沒有機(jī)制砂生產(chǎn)的砂漿企業(yè)應(yīng)聯(lián)合對(duì)機(jī)制砂生產(chǎn)過程的篩網(wǎng)孔徑、篩網(wǎng)形狀、振動(dòng)頻率等有關(guān)參數(shù)進(jìn)行研究控制。表面粗糙的機(jī)制砂是砂漿流動(dòng)性的最大障礙，對(duì)于國(guó)內(nèi)人工施工的操作習(xí)慣來說，這是能否推廣和應(yīng)用機(jī)制砂干混砂漿的關(guān)鍵，這一點(diǎn)相對(duì)機(jī)械施工的混凝土來說表現(xiàn)更加明顯。

過程控制的樣品取得依靠正確取樣位置的確定，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身生產(chǎn)流程合理設(shè)置取樣位置，對(duì)計(jì)量、攪拌等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行周期性巡檢制度，保證工地施工干混砂漿的均勻性和勻質(zhì)性，防止干混砂漿在運(yùn)輸、裝卸等操作過程中的離析。建立設(shè)備運(yùn)行臺(tái)賬，使用和控制篩分系統(tǒng)的完好。對(duì)過程控制的檢測(cè)方法應(yīng)做到日常迅速便捷，例行分析便于查找問題。建立合理搭配的檢測(cè)控制體系。

（完）

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［單位地址］四川省眉山市東坡區(qū)四川鑫統(tǒng)領(lǐng)建材集團(tuán)有限公司（620030）

Discussion on the process control of dry mixed mortar (ⅠⅠⅠ)

Feng Peiran1, Zhu Bin2, Song Lili3
(1. Sichuan Xin Tongling Building Materials Group Co., Ltd., Dry mixed mortar technology department, SichuanMeishan620030;2. Southwest University of science and technology, Department of Materials Science and Engineering, Sichuan Mianyang621100;3.Sichuan Xin Tongling Building Materials Group Co., Ltd., TechnologyCenter, SichuanMeishan620562)

Through process control raw materials, intermediate products, the production of dry mortar based on the mechanism of sand into the factory dry-mixed of mortar production process, analyzed dry-mixed mortar and differences of ready-mixed concrete quality control, set up a the concept of process control of dry-mixed mortar quality assurance is to implement stable and reliable, especially the process intermediate of mechanism sand should be more centered on the means of quality control morphology and particle size distribution and so on, abandon mistake behavior for intensity only, to adapted to the process control testing methods of the mechanism of sand as the core and cement as the main gelled material, got control system on the basis of dry-mixed mortar production technology of process.

raw materials; process control; intermediate products; dry-mixed mortar; detection method; management system

封培然（1980－），男，碩士，先后就職于冀東水泥和四川利森集團(tuán)技術(shù)中心，現(xiàn)就職于四川鑫統(tǒng)領(lǐng)集團(tuán)公司技術(shù)中心，任主任工程師。