改进含水率测量方法提高混凝土质量

2013-11-06宋科君

山西建筑 2013年13期

宋科君

(中铁二十四局集团贵溪桥梁厂有限公司，江西贵溪 335400)

混凝土的质量控制对于预制梁场来说是一项经久不衰的攻坚课题，但由于设备水平、技术力量及施工管理等诸多因素影响，混凝土拌合物出现质量问题的情况也很多，对于预制梁高性能混凝土耐久性的要求其质量控制问题尤为关键。在控制混凝土质量问题上，原材料的质量是把控的第一关，目前从我公司各个梁场的情况来看，其质量都比较稳定。其次是原材料的称量，对于HZS系列搅拌站来说，配备的自动称量，自动配料的系统已经相当的完善。那么为什么我们在实际施工中还会经常遇到混凝土和易性、流动性、保水性、坍落度不符合要求的情况。

1 不确定因素分析

对高性能混凝土稍有了解的人知道，减水剂特别是高性能减水剂对于水的用量的反应是非常敏感的，从而会直接影响混凝土拌合物性能(见表1)。

表1 因素分析表

依据试验结果，混凝土坍落度在12 cm～14 cm之间时(不满足要求)，增加5 kg水后混凝土坍落度就能够达到16 cm～18 cm，由此可见，水对高性能混凝土坍落度的影响非常明显。而实际生产中，水的偏差基本在10 kg～15 kg左右，且上下浮动，不可把握，常常出现不得不手动调水的情况，但是结果总会出现混凝土坍落度过小及过大的情况，一是造成了材料的浪费，二是混凝土在泵送时经常堵管。特别是当坍落度过小时工人在混凝土出机后随意加水会导致混凝土离析、泌水，同时由于混凝土搅拌不均影响混凝土强度及耐久性，从而产生蜂窝、麻面、露筋等混凝土结构质量问题。

2 控制方法的思考

我公司梁场确定施工配合比是采用的取样法，在每天混凝土浇筑前取样测定砂、石含水率计算得出砂、石、水的配比。以一份配合比来指导每孔梁310 m3的混凝土(近200盘)生产显然是不合理的，况且根据实际情况得出:其生产出的混凝土质量离散性也是比较大的。因此寻找一种能稳定、动态控制混凝土中水的用量的方法势在必行。

3 控制方法的寻找

在对商品混凝土供应商为何能够保证混凝土供应质量思考的基础上，通过查阅资料得出以下解决办法。

3.1 砂中含水率准确、自动测定解决办法

经查阅资料，基于不同原理有五种测湿传感器可以选择:

1)电阻传感器;2)电容传感器;3)红外线传感器;4)中子传感器;5)微波传感器。就适用性来说微波传感器精度高，受影响小且得到广泛应用。

以下是珠海力准电子科技有限公司生产的RadarTron1400C微波测湿传感器介绍。

可保证混凝土稳定的产量;稳定的颜色/质地;稳定的工作性能;稳定的强度和耐久性。要获得精确的湿度并不难，因为RadarTron1400C传感器设计科学，可控制以下的多种因素:

1)物料压实:普通的传感器只有物料压实程度一致时才能读取湿度值，而RadarTron1400C独有的传感头可以在物料的流动过程中压紧物料并读取湿度值。2)物料流动:物料流动区一般垂直于出料口上方，除非整个传感元件都位于流动区里，否则读数会受料斗壁产生的静电影响。3)在填料过程中读取平均值:传感器一般只能测量几立方英寸的材料，当材料流动时，传感器可检测较干和较湿的区域。RadarTron每次都读限平均值，得到最精确的湿度值。4)材料湿度:其他传感工具对材料的温度敏感，所以要得到精确的读数，必须克服变一缺点，RadarTron对温度不敏感。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公司的新产品，本仪器能达到抗震、防潮、耐高温、灵敏度可调、寿命长等特点。并能在恶劣的环境中满足各种料仓和物料的定点显示要求，又能通过中间继电器直接控制供料输送设备的启停，从而实现生产过程自动化。

经了解此种传感器的湿度测量精度达到0.1%～0.25%，且操作简单，易于安装。据用户实际反映含水率测量精度基本控制在0.1%以下，且测量时间只需5 s。完全可以满足要求。

将传感器测量结果通过转换器转换，输入计算机，然后通过VB编程修改搅拌站的自动控制系统中相应模块，可以实现砂含水率的自动测量与每立方米用砂量、用水量的自动调整。

3.2 减水剂的减水率影响解决办法

通过试验室对每批减水剂减水率的试验检测确定该批次减水率，通过VB编程修改搅拌站的自动控制系统中的相应模块，输入配方后输入该批次减水剂的减水率，实现用水量或用减水剂量的自动调整。同时在储备减水剂的罐中加自动搅拌设备，以保证减水剂在使用时的匀质性。

3.3 经时损失自动调整模块

由于现场施工存在冬、夏季，水泥水化热，减水剂特性，运输等特殊情况，根据现场实际坍落度损失情况编制自动调整模块，以适应不同地域、不同气候所产生的不同坍落度损失进行调整。拟进行混凝土出机坍落度测试及浇筑出料口坍落度测试。

3.4 监控/手动模块

基于以上三点解决办法，如测湿传感器出现故障且能及时反映出来，编制最终质量保证模块。

我们知道，在每盘混凝土方量一定的前提下，混凝土在拌合时，搅拌机功率与混凝土性能有一定关系。对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，对搅拌机搅拌的阻力越大，搅拌机消耗的功率越大，而搅拌机电压是恒定的，那么混凝土坍落度值与搅拌机电流值存在一定的线性关系。我们可以通过实验来确定这种线性关系，根据线性关系实现电流—坍落度值之间的转换，直接反映混凝土坍落度值。

鉴于有以上三种方式的控制出现此种情况的概率很小，故确定此模块为手动调整。方案如下:

首先编制监控/手动模块系统并导入搅拌站自动控制系统，实现坍落度不合格自动显示并自动报警。针对如果坍落度偏小的情况，设置+2/+4/+6(kg/m3)三阶加水按钮，根据偏小情况选择按钮进行自动调整;针对如果坍落度偏大的情况，拌制下盘混凝土前在经时损失自动调整模块中调整经时损失加水量(此模块为预先设置故可接受正值及负值)，从而达到在偶然情况下手动控制混凝土精确用水量，达到最终把关效果。