混凝土攪拌站實驗室設計要點

姚源，于文博，張凱峰，孟剛，耿飛，伍勇華

（1.中建西部建設北方有限公司，陜西　西安　710116；2.西安建筑科技大學材料與礦資學院，陜西　西安　710055）

混凝土攪拌站實驗室設計要點

姚源1，于文博1，張凱峰1，孟剛1，耿飛1，伍勇華2

（1.中建西部建設北方有限公司，陜西西安710116；2.西安建筑科技大學材料與礦資學院，陜西西安710055）

實驗室在攪拌站質量控制方面有極其重要的作用，人們對攪拌站綠色化的要求也在不斷加深，因此實驗室的設計越來越受到人們的重視。本文詳細介紹了適用于綠色混凝土攪拌站實驗室的設計原則和設計要求，并對2例不合理的攪拌站設計做以分析，提出了較為合理的攪拌站設計樣本。

混凝土；攪拌站；實驗室；設計

混凝土攪拌站實驗室是混凝土生產企業(yè)質量控制的核心部門，隨著人們對商品混凝土綠色化重視程度的日益提高，實驗室從原有的原材料進廠檢驗、生產過程質量控制、混凝土出廠檢驗、不合格品處置、質量保證資料的出具、整理歸檔等職能發(fā)展為兼具混凝土攪拌站綠色化管理及項目的新工藝、新技術、新材料的推廣工作的高價值職能部門。作為攪拌站當之無愧的核心部門，實驗室的合理化設計及優(yōu)化管理，對攪拌站的高效運營起到了舉足輕重的作用。本文闡述了綠色攪拌站實驗室建設布局的組成、設計，列舉了部分不合理的實驗室設計，并提出了較為合理的攪拌站設計樣本，期望對新建的綠色混凝土攪拌站實驗室有借鑒作用[1]。

1　實驗室作用

隨著混凝土攪拌站的不斷升級，混凝土企業(yè)實驗室一起的作用也變的更加重要。目前綠色攪拌站實驗室的重要性主要體現在質量控制、成本控制、咨詢服務幾個方面，另外，隨著攪拌站對技術升級的需求越來越旺盛，也有不少的實驗室承擔著科技研發(fā)的相關工作。

2　實驗室組成

根據商品混凝土企業(yè)實驗室的四大作用，可將混凝土攪拌站實驗室大致分為混凝土室、水泥室、骨料室、力學實驗室、耐久實驗室、養(yǎng)護室、辦公室等。但具體的實驗室設計還需要根據混凝土企業(yè)生產、科研、檢測的實際需要，對實驗室的整體規(guī)劃和儀器布置等環(huán)節(jié)加以調整，滿足不同企業(yè)對實驗室的不同要求[3]。

3　實驗設計要求

3.1實驗室設計的一般要求

實驗室設計要符合整體協調、內部設置合理、實驗儀器相互融合、互不干擾的基本原則。

3.1.1整體設計原則

實驗室的整體設計要符合就近原則，工作任務前后承接緊密的科室盡量相互靠近，如混凝土成型室要緊靠混凝土養(yǎng)護室、混凝土養(yǎng)護室要緊靠混凝土力學室等，既對工作較為便利，又可盡可能避免不必要意外事件發(fā)生。

3.1.2內部設計原則

實驗室內部設計要符合方便原則，即實驗臺面的規(guī)格要合理、實驗儀器的布置要科學，并且整個實驗室的設計要在滿足應用的基礎上，盡可能地做好細節(jié)建設。實驗室內部的合理設計一方面可以依靠企業(yè)長時間的工作實踐所積累的經驗，另一方面可以廣泛調研，吸取外部企業(yè)的成功經驗，這兩方面相結合，可使得實驗室的設計更加專業(yè)、合理。

3.1.3相容性原則

實驗室的設計除了滿足整體和內部的設計原則，還應當充分考慮實驗室儀器布置的相容性原則。即實驗室除了要滿足工作方便外，還需要避免儀器之間的相互影響。例如：對震動較敏感的儀器不應當與產生震動的儀器放置在同一空間。

3.2實驗分室的工藝布置及設計要求

實驗室除了對整體規(guī)劃設計有設計原則，每一個分室也應該滿足相應的設計原則，以滿足對實驗分室的功能要求：

集料室：因集料檢測取樣數量較多，體積較大，要求集料室有足夠的空間堆放待檢樣品。且為保證安全，集料室中的振篩機和干燥箱應安裝空氣開關，保證用電安全。

水泥室：水泥室的檢測包括水泥和粉煤灰、礦粉等礦物摻合料的檢測。水泥室需保持基本的恒溫恒濕條件，室內所有儀器需保持基本的水平狀態(tài)，需要注意的是，要將會產生振動的膠砂振實臺單獨擺放，避免由于振動對其他儀器產生的不利影響。

混凝土室：混凝土實驗室的實驗池可設計一塊邊長為3～4m 整體正方形平整鋼板做底面，不但可滿足實驗室拌合物各類實驗要求，也方便操作，容易清理。另外，混凝土實驗室應當充分考慮實驗室的排水功能和實驗廢料的處理功能，應在實驗室設計時，設計排水溝和廢料收集裝置，使得實驗產生的廢水和廢料能及時排出。

標準養(yǎng)護室：一種是噴霧式養(yǎng)護方式，此種養(yǎng)護方式控制精確，易于管理，但是投資較大。另一種是噴水式養(yǎng)護室，此種養(yǎng)護室設備簡單，投資小，較適用于普通攪拌站采用。

化學室：化學實驗室比較特殊，具有精密性和危險性，因此，化學實驗室的設計更需謹慎。例如：化學實驗室大量存在需要避光、干燥、通風保存的化學藥品，所以化學實驗室要盡量將實驗藥品放在干燥通風的區(qū)域，安裝深色窗簾，安裝抽風機等。另外，由于實驗需要，化學室應緊靠水泥室為宜。

力學室：混凝土的檢測中，力學實驗占主要地位，其中萬能材料實驗機和壓力實驗機都會在工作中會產生震動，因此，要求在安裝此類設備時，必須對實驗臺的地基加以固定，并盡量遠離其他實驗儀器，避免對其他設備的功能發(fā)揮產生不利影響。

高性能室：普通混凝土高性能化是當今混凝土領域的重要發(fā)展方向。因此，高性能室的的設計和布置也需要十分注意。高性能室中精密儀器較多，需要保持室內環(huán)境衛(wèi)生，盡量避免環(huán)境污染對實驗結果造成的誤差。另外，高性能室應該安裝空調，保持室內環(huán)境溫度相對穩(wěn)定，避免溫度的變化對實驗結果造成影響。

4　設計實例

在實驗室設計的過程中，設計合理的實驗室會給攪拌站的管理帶來極大的便利，而設計不合理的實驗室不但會造成實驗室工作人員效率的下降，還會影響攪拌站整體質量管理水平。筆者經過對多家攪拌站實驗室設計的研究和實踐，分別對設計合理和不合理的攪拌站實驗室進行分析。希望對今后的攪拌站實驗室設計起到一定的借鑒作用。

4.1設計不合理的實驗室

4.1.1設計不合理的實驗室1

圖1和圖2分別為某攪拌站實驗室的現場實拍圖和攪拌站設計簡圖。

圖1　某攪拌站現場實拍圖

圖2　某攪拌站實驗室設計簡圖

從圖1可以看出實驗養(yǎng)護室設計的不合理之處在于：試塊成型區(qū)在露天環(huán)境下，在高溫（夏季）環(huán)境下會造成試塊表面失水，在低溫（冬季）會造成試塊受凍，因而造成后期齡期強度的偏差；從圖2看出設計的不合理之處在于：壓力室離養(yǎng)護室過遠，進行強度測試時增加了工作人員的工作量，不利于試塊管理。

4.1.2設計不合理的實驗室2

從圖3和圖4可以看出，實驗室設計的不合理之處在于：試配室、壓力室、砂石室、高性能室放在同一房間，這種排列方式會造成實驗室混亂，空間不足，同時進行多項實驗時場地會有沖突。各實驗室需要的溫濕度標準不一，一般來說，實驗時溫度要保持 (20±5)℃，而試配室為(20±2)℃，對溫濕度要求導致不同的實驗室不能混放。

圖3　某攪拌站現場實拍圖

圖4　某攪拌站實驗室設計簡圖

4.2設計合理的實驗室

筆者經過多次實踐和改進，設計出了較為合理的實驗室，如圖5所示。

圖5　較合理攪拌站實驗室設計簡圖

具體科室位置可以根據實驗要求進行調整，但整體布局應該遵守混凝土實驗室規(guī)劃設計原則。從圖5可以推測，合理的攪拌站實驗室設計不但能節(jié)省空間，還能提高實驗室人員的工作效率。實驗員取樣后可直接進入混凝土室成型混凝土，成型拆模后的混凝土試件可直接由實驗員放入養(yǎng)護室進行養(yǎng)護，達到齡期的混凝土可由實驗員放入力學實驗室進行力學檢測或者放入耐久性實驗室進行后期耐久性實驗。辦公室和資料室的設計原則是遠離會產生震動、噪音或者粉塵的試配室、壓力室和砂石室。避免實驗操作干擾辦公人員或資料人員的正常辦公。資料室設計時，應該緊挨辦公室，可方便辦公人員和資料人員取放相關資料。

預拌混凝土生產企業(yè)的實驗室在技術和質量管理方面發(fā)揮著核心作用，實驗室的合理設計和優(yōu)化管理，將會對提高混凝土家企業(yè)產品質量和技術創(chuàng)新水平起到至關重要的作用。各企業(yè)應該根據各自的實際情況，不斷更新和提高實驗室的管理水平，為實現攪拌站的快速發(fā)展提供堅實的保障。

[1] 戴會生，譚萬春，范須順．預拌混凝土企業(yè)實驗室管理[J]．混凝土，2009,12：87-89．

[2] 黃振興．商品混凝土公司中實驗室的作用及其管理[J]．混凝土，2002,12：65-68．

[3] 陶仁成，俞學文．淺談試驗室設計[J]．廣州建材，2011,12：61-63．

[4] GB50010－2002．混凝土結構設計規(guī)范[S]．

[5] JGJ55－2011．普通混凝土配合比設計規(guī)程[S]．

［通訊地址］陜西省西安市長安區(qū)王寺西街中建商品混凝土西安有限公司研發(fā)中心（710116）

姚源（1988－），女，研究生，研究方向：高性能混凝土。