智能化称投料程序在商品混凝土生产中的应用
来源: 管理员  发布时间: 2013-3-12   浏览53次   大小:  16px  14px  12px

张益鸿

( 常州德明自控系统工程有限公司,CTO )

 


商品混凝土已在全国各大中城市的建筑中广泛使用,已经成为建筑工业化、城市环境保护和保证建筑物质量的重要产品,由于商品混凝土是工厂化生产,因此,在产品质量上的优点特别明显。随着商品混凝土生产技术的日趋完善,用计算机控制的全自动搅拌楼也很普遍,特别是采用工业PC机的全自动控制系统,其稳定性和功能的齐全性更是独树一帜。我们在1993年开始研制的《商品混凝土昇晟微机控制管理系统》获得了国家专利,在1995年获国家建设部科技成果奖。并作为建设部科技成果重点推广项目之一,现已在北京、上海、江苏、安徽等三十多个搅拌楼上使用,并成功应用于十多套进口搅拌楼站的自动控制系统中。操作简便、工作可靠,最长稳定使用期已达六年之久,受到广大用户的好评。现就该系统中的智能化称、投料程序的应用情况作一介绍。

1 采用智能化投料成序减少搅拌机衬板及叶片的磨损

在很多搅拌系统,投料时都是先投骨料(砂、石),再投水泥、水和外加剂等其他材料。实际情况是:在未投入水前,电机的电流很大,而且搅拌机中搅拌的摩擦响声很大,久而久之,加快拌机中衬板和叶片的磨损,据统计进口衬板(质量好的耐磨衬板)最多拌10万立方米就得换衬板,叶片就换的更勤:国产的耐磨衬板最多拌5万立方米。通过采用职能投料程序,实测国产衬板生产17.5万立方米,使用寿命延长2倍以上,其原理是在加水的程序上进行智能化。投料时,若水和骨料一起投,会造成水通过拌机门流失,使塌落度不易掌握,而且堵料现象经常发生。当骨料投到30%-40%左右时喷洒投水是最理想的方式,这时水既不会流失,又能在骨料搅拌过程中起到润滑作用,也不会造成水过多的和骨料混合而影响水泥投料后的和易性,最到达到水泥和水基本同时投完。现场实测,对于2立方米拌机75KW动力,按先骨料、再水泥和水的顺序投料,投水之前电机电流在190A左右,而采用职能投料,拌料时电机最大电流在90-100A左右。特别对于某些进口设备修理时换了国产电机代用的情况,这项措施特别有利,如果不搞职能投料,2立方米的拌机只能拌1.5立方米混凝土,否则长期工作后电机极易损坏,实现智能化投料。实际拌料可达2立方米。提高了生产效率。在南通混凝土搅拌站上1995年就采用了这种技术,几年来节约了大量的内磨衬板的消耗。

2 混凝土技术上的二次投料工艺的实现

混凝土生产上的二次投料技术在70年代末期在混凝土技术界就是一个热门话题,但是由于设备的智能化程度达不到要求,因此在现场实用中一直不能实现。二次投料技术既能节约水泥又能提高混凝土强度,其技术要求是在一定的配合比下,先把部分砂、水泥和水拌成砂浆,搅拌一定时间后,再把余下的其他料投入拌机中搅拌一定时间再出料。智能化投料程序,在基本上不影响原有设备的生产效率和不增加其他设备的情况下,由计算机进行投料顺序、投料成份、投料数量的智能化控制,从而达到二次投料的技术要求,通过现场的实际使用,完全能满足混凝土设计人员的要求,特别是在生产C50以上高等级混凝土上其作用更加明显。例如在合肥市混凝土站,1994年就采用这种二次投料工艺,非但节约了材料,而且混凝土质量一直保持优良等级。

3 外加剂后投技术

外加剂按其品种的不同,使用方法也千差万别,但是在实际生产中,往往忽视了它的特殊使用方法而与其他材料一齐投入拌机中,使得其作用没有得到充分发挥。例如很多粉剂,要求是在混凝土拌好后再投入并需搅拌一定时间再出料,如与水泥等一齐投下去的话,往往这些粉剂直接与水泥拌合或包裹,很大一部分起不到作用;很多水剂也是如此,若和其他材料一齐投进拌机中搅拌,很大一部分水剂仅起到水的作用。若这些要求后投的外加剂,待水泥砂浆形成后再投入的话,那么这些外加剂就完全包裹在砂浆的外部,真正能起到外加剂的作用了,我们在cpc1i型计算机中作了一个实验,在保证同样的塌落度的情况下,采用智能投料每立方米混凝土节约用水量8-10kg,缓凝剂节约15-25%,实测混凝土试块强度比对比组、提高强度5-8%。同样在大批量生产中,对于塌落度小于50mm的混凝土,搅拌后很难卸到搅拌车里去,但是通过外加剂后投工艺,能完全解决。在道路施工中,这种小于50mm的混凝土是经常使用的,在广西柳州展南混凝土公司一次供应塌落度小于50mm的c50道路混凝土6000多m3时,采用了智能投料程序,完全解决了这一技术难题。

4 解决高塌落度粉团问题

在生产混凝土过程中,往往碰到供应塌落度在240mm以下的混凝土,如灌注桩等等,在浇注现场常会发现混凝土中存在粉团而影响质量,就是加长搅拌时间也解决不了这个问题,而且搅拌时间也不能无限制的延长,若把石子棱角磨碎,反而会使混凝土强度下降。在生产实践中,混凝土的塌落度在120mm以下就会发生类似的问题,而在100mm以下一般不会出现,大塌落度混凝土的生产中,使用智能化投料程序完全能做到,既不增加搅拌时间,又能保证混凝土不出现粉团结块现象。计算机可以根据塌落度的大小,自动进行判断分析,从而选出理想的投料方式。例如上海长桥搅拌站的计算机控制系统采用了此方法。供应的塌落度为280mm的c40混凝土,完全解决了粉团现象。

5 含水率自动检测和调整

砂含水率的检测和自动调整,一直是工厂在生产混凝土中的一个难题。目前已使用了微波含水率检测仪器,基本解决了含水率的检测问题,但是要在混凝土生产过程中,动态地自动检测和自动加砂减水,就需要使用计算机的智能计算功能。在生产的实际操作中,存在砂含水率的不稳定性。特别实在单阶搅拌楼上,连续生产时,不同时间进入砂仓的砂,含水率就不一样。因此,平时光靠人工观察而定,这是很不科学的。只能计量方法就是在计算的过程中当砂计量到三分之一时,把砂含水率从测试仪中取出,对其平均值进行计算,并及时调整砂、水的计算量值,然后再计算水。此种智能调整方法能比较正确的反映砂含水率的情况,并动态地进行自动调整,达到既能保证混凝土塌落度又能保证混凝土的砂率,确实保持混凝土的质量。例如在上海锦江城搅拌站,该项技术从1997年开始应用至今,技术人员再也不要为砂含水率的问题而伤脑筋了而且混凝土的塌落度一直能保持理想的状态。

6 塌落度的自动检测和只能调整

塌落度在混凝土质量验收中是一个重要的指标,混凝土的强度取决于混凝土的水灰比,而塌落度的指标在保证混凝土的水灰比的前提下,又要能满足现场施工要求,因此也是混凝土生产供应商的一个头疼的事情。我们通过长期的试验和对比,找出了一种既省钱又有效的检测方法:把拌机的有功功率检查出来。进入计算机,通过计算机把这些数据综合分析,再与计算机中的稠度曲线进行计算,得出实际的塌落度数据,并在计算机屏幕上显示出来,通过实测的塌落度与要求的塌落度进行比较,若在误差范围内则不作处理,若超出误差范围就提出警告,并按水灰比进行调整,避免了过去人为的只通过加减水来进行调整的不良做法。此方法,常州在1997年开始使用,1998年推广到北京、上海等其他城市使用,使用情况相当有效。

※※※

智能化称、投料程序就是把上面几种情况综合起来考虑,由计算机来自动选择最佳的秤、投料方式,而满足混凝土生产技术上的不同要求,既保证了混凝土质量,又满足了施工要求,对节约原材料,减少机械维修费,节约成本又很大的作用,我们把此方法用于十多座进口搅拌楼控制系统中的改造都取得了理想的效果。例如北京亚东混凝土公司的ELBA搅拌楼,采用该项技术,使得原来装7立方米的搅拌车需拌5罐,而现在只需4罐就能解决,原因就在于采用了智能化投料程序,大大降低了电机实际工作电流,从而每一罐可比原来多增5%-10%的搅拌量,既提高了效率又降低了成本。由于在亚东采用了CPC-I先进的计算机控制管理系统,所以在生产的同时,计算机能把生产中发生的实际数据,实时地向网络服务器上输送,实现了公司内部的真正的网络管理。

计算机自动控制技术日趋先进,而且完全可以取代进口的混凝土生产控制设备,智能化的秤投料程序更能使计算机自控技术达到更完善的状态,使混凝土方面的各种新技术得以具体地实现。

[发表于《混凝土》1999年第5期(总第121期)]


 
 

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