改進含水率測量方法 提高混凝土質量

宋科君

(中鐵二十四局集團貴溪橋梁廠有限公司，江西貴溪 335400)

混凝土的質量控制對于預制梁場來說是一項經(jīng)久不衰的攻堅課題，但由于設備水平、技術力量及施工管理等諸多因素影響，混凝土拌合物出現(xiàn)質量問題的情況也很多，對于預制梁高性能混凝土耐久性的要求其質量控制問題尤為關鍵。在控制混凝土質量問題上，原材料的質量是把控的第一關，目前從我公司各個梁場的情況來看，其質量都比較穩(wěn)定。其次是原材料的稱量，對于HZS系列攪拌站來說，配備的自動稱量，自動配料的系統(tǒng)已經(jīng)相當?shù)耐晟?。那么為什么我們在實際施工中還會經(jīng)常遇到混凝土和易性、流動性、保水性、坍落度不符合要求的情況。

1 不確定因素分析

對高性能混凝土稍有了解的人知道，減水劑特別是高性能減水劑對于水的用量的反應是非常敏感的，從而會直接影響混凝土拌合物性能(見表1)。

表1 因素分析表

依據(jù)試驗結果，混凝土坍落度在12 cm～14 cm之間時(不滿足要求)，增加5 kg水后混凝土坍落度就能夠達到16 cm～18 cm，由此可見，水對高性能混凝土坍落度的影響非常明顯。而實際生產(chǎn)中，水的偏差基本在10 kg～15 kg左右，且上下浮動，不可把握，常常出現(xiàn)不得不手動調(diào)水的情況，但是結果總會出現(xiàn)混凝土坍落度過小及過大的情況，一是造成了材料的浪費，二是混凝土在泵送時經(jīng)常堵管。特別是當坍落度過小時工人在混凝土出機后隨意加水會導致混凝土離析、泌水，同時由于混凝土攪拌不均影響混凝土強度及耐久性，從而產(chǎn)生蜂窩、麻面、露筋等混凝土結構質量問題。

2 控制方法的思考

我公司梁場確定施工配合比是采用的取樣法，在每天混凝土澆筑前取樣測定砂、石含水率計算得出砂、石、水的配比。以一份配合比來指導每孔梁310 m3的混凝土(近200盤)生產(chǎn)顯然是不合理的，況且根據(jù)實際情況得出:其生產(chǎn)出的混凝土質量離散性也是比較大的。因此尋找一種能穩(wěn)定、動態(tài)控制混凝土中水的用量的方法勢在必行。

3 控制方法的尋找

在對商品混凝土供應商為何能夠保證混凝土供應質量思考的基礎上，通過查閱資料得出以下解決辦法。

3.1 砂中含水率準確、自動測定解決辦法

經(jīng)查閱資料，基于不同原理有五種測濕傳感器可以選擇:

1)電阻傳感器;2)電容傳感器;3)紅外線傳感器;4)中子傳感器;5)微波傳感器。就適用性來說微波傳感器精度高，受影響小且得到廣泛應用。

以下是珠海力準電子科技有限公司生產(chǎn)的RadarTron1400C微波測濕傳感器介紹。

可保證混凝土穩(wěn)定的產(chǎn)量;穩(wěn)定的顏色/質地;穩(wěn)定的工作性能;穩(wěn)定的強度和耐久性。要獲得精確的濕度并不難，因為RadarTron1400C傳感器設計科學，可控制以下的多種因素:

1)物料壓實:普通的傳感器只有物料壓實程度一致時才能讀取濕度值，而RadarTron1400C獨有的傳感頭可以在物料的流動過程中壓緊物料并讀取濕度值。2)物料流動:物料流動區(qū)一般垂直于出料口上方，除非整個傳感元件都位于流動區(qū)里，否則讀數(shù)會受料斗壁產(chǎn)生的靜電影響。3)在填料過程中讀取平均值:傳感器一般只能測量幾立方英寸的材料，當材料流動時，傳感器可檢測較干和較濕的區(qū)域。RadarTron每次都讀限平均值，得到最精確的濕度值。4)材料濕度:其他傳感工具對材料的溫度敏感，所以要得到精確的讀數(shù)，必須克服變一缺點，RadarTron對溫度不敏感。ZL-Ⅰ，Ⅱ型阻旋式料位器 ZL-Ⅰ，Ⅱ型阻旋式料位器是意大利LAVMIS公司的新產(chǎn)品，本儀器能達到抗震、防潮、耐高溫、靈敏度可調(diào)、壽命長等特點。并能在惡劣的環(huán)境中滿足各種料倉和物料的定點顯示要求，又能通過中間繼電器直接控制供料輸送設備的啟停，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。

經(jīng)了解此種傳感器的濕度測量精度達到0.1%～0.25%，且操作簡單，易于安裝。據(jù)用戶實際反映含水率測量精度基本控制在0.1%以下，且測量時間只需5 s。完全可以滿足要求。

將傳感器測量結果通過轉換器轉換，輸入計算機，然后通過VB編程修改攪拌站的自動控制系統(tǒng)中相應模塊，可以實現(xiàn)砂含水率的自動測量與每立方米用砂量、用水量的自動調(diào)整。

3.2 減水劑的減水率影響解決辦法

通過試驗室對每批減水劑減水率的試驗檢測確定該批次減水率，通過VB編程修改攪拌站的自動控制系統(tǒng)中的相應模塊，輸入配方后輸入該批次減水劑的減水率，實現(xiàn)用水量或用減水劑量的自動調(diào)整。同時在儲備減水劑的罐中加自動攪拌設備，以保證減水劑在使用時的勻質性。

3.3 經(jīng)時損失自動調(diào)整模塊

由于現(xiàn)場施工存在冬、夏季，水泥水化熱，減水劑特性，運輸?shù)忍厥馇闆r，根據(jù)現(xiàn)場實際坍落度損失情況編制自動調(diào)整模塊，以適應不同地域、不同氣候所產(chǎn)生的不同坍落度損失進行調(diào)整。擬進行混凝土出機坍落度測試及澆筑出料口坍落度測試。

3.4 監(jiān)控/手動模塊

基于以上三點解決辦法，如測濕傳感器出現(xiàn)故障且能及時反映出來，編制最終質量保證模塊。

我們知道，在每盤混凝土方量一定的前提下，混凝土在拌合時，攪拌機功率與混凝土性能有一定關系。對于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，混凝土越干稠，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，而攪拌機電壓是恒定的，那么混凝土坍落度值與攪拌機電流值存在一定的線性關系。我們可以通過實驗來確定這種線性關系，根據(jù)線性關系實現(xiàn)電流—坍落度值之間的轉換，直接反映混凝土坍落度值。

鑒于有以上三種方式的控制出現(xiàn)此種情況的概率很小，故確定此模塊為手動調(diào)整。方案如下:

首先編制監(jiān)控/手動模塊系統(tǒng)并導入攪拌站自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)坍落度不合格自動顯示并自動報警。針對如果坍落度偏小的情況，設置+2/+4/+6(kg/m3)三階加水按鈕，根據(jù)偏小情況選擇按鈕進行自動調(diào)整;針對如果坍落度偏大的情況，拌制下盤混凝土前在經(jīng)時損失自動調(diào)整模塊中調(diào)整經(jīng)時損失加水量(此模塊為預先設置故可接受正值及負值)，從而達到在偶然情況下手動控制混凝土精確用水量，達到最終把關效果。

4 結語

在現(xiàn)場施工中，由于混凝土和易性、坍落度不滿足要求，常常出現(xiàn)堵管情況，處理起來經(jīng)常要花費2 h～5 h的時間及大量的人力，如處理不及時還會造成輸送管，布料設備的報廢;關鍵是高壓管危險性很大，一旦傷及人員是致命的;還有讓人看不見的潛在危險因素就是對實體工程質量的影響，無論是外在、內(nèi)在都有一定的影響。

[1] 溫金寶.物理改性聚羧酸系高效減水劑的正交試驗研究及對混凝土性能的影響[J].混凝土，2007(4):49-50.

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