我国混凝土拌合设备主要技术发展趋势研究

高丰

摘要：文章总结了我国混凝土拌合技术的发展历程，对比了国内外混凝土拌合设备的材质及功能特性，分别从质量管理、设备监测、人员管控等方面分析了当前混凝土拌合主要技术，并对混凝土拌合设备的未来发展趋势进行了展望，提出了实时在线监测技术以及新型环保拌合材料广泛应用的构想。

关键词：混凝土;拌合设备;趋势;研究

中图分类号：U415.5 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.050

文章编号：1673-4874（2019）07-0170-03

0引言

随着我国经济的飞速发展和现代化各项事业的不断进步，越来越多的建筑工程在建设施工并交付使用，为国民经济各领域的发展奠定了基础。在公路、桥梁及隧道等各类建筑工程的施工中，都会使用到混凝土等拌合料，混凝土拌合料的质量对于混凝土最终的强度指标具有重要影响，决定了工程结构的整体质量情况，而混凝土拌合设备的运行工况及参数是混凝土质量的决定性因素。因此，研究混凝土拌合设备的相关技术意义重大。本文立足于国内混凝土拌合技术的发展背景，分析了当前我国混凝土拌合领域的主要技术，对未来混凝土拌合设备的发展趋势进行了探讨。

1我国混凝土拌合技术的发展历程

从国内外目前有关混凝土拌合设备领域的研究情况来看，多数将研究重点聚焦在混凝土拌合设备的材质和拌合设备的功能方面。部分欧美发达国家在混凝土拌合设备的材质方面研究比较深入，已研制出新型、轻质、耐用的拌合设备，对保证拌合施工的效率、减少后续拌合设备的维护成本起到了一定的作用。我国在混凝土拌合设备领域的研究与应用方面起步较晚，早期由于场地、设备和技术上的限制，无法进行针对性的研究工作，多数情况是通过工程的实践获取宝贵的研究资料和技术经验，为此，我国混凝土拌合技术的发展走了很多弯路。我国混凝土拌合技术的发展大致经历了从无到有、从落后到领先的发展过程。随着科学技术的不断发展，各学科之间技术应用联系更为紧密，我国混凝土拌合技术在新型施工材料、施工技术和施工设备的带动下不断向前发展。在混凝土拌合设备功能的研究方面，安全、高效、优质已成为业内广大专家和学者们不断追求的目标。随着传感测量技术、计算机网络技术的不断发展，混凝土拌合设备的功能也日益丰富，如搭载视频监控系统的混凝土拌合设备可随时关注拌合设备的运行工况及施工区域的具体情况;基于纠错机制的混凝土拌合设备可根据混凝土参数的实际指标调整拌合的速度及频率，以此保证混凝土成品的质量。当前我国混凝土拌合技术水平已走在世界前列，由我国自行研发的混凝土拌合成套设备已出口东南亚及拉美等国家，在混凝土参数精度的控制方面达到了国际标准。HZS-180型混凝土拌合设备如图1所示。

2当前混凝土拌合设备主要技术

2.1质量管理部分

混凝土成品的参数指标是衡量拌合设备质量的标准。在混凝土拌合质量管理方面，目前我国主要有以下几种常用方式：

（1）人工管理和设备管理相结合

对于经济欠发达地区的建筑施工而言，在保证工程施工质量的同时节省工程成本是首要考虑的问题。这类地区一般不具备自动化、智能化拌合设备的应用条件，仅能以现场施工监理人员的监测技术为主，辅以半自动化的混凝土拌合监控设备，实现混凝土拌合的质量管理功能（半人工管理）。这种方式的优点在于工程的成本投入较低，依据现场监理人员的工程经验可获取可靠的实时信息，能够在一定程度上保障混凝土拌合的质量。但这种方式的混凝土拌合效率一般较低。通过人工管理和设备管理相结合的方式进行混凝土拌合参数指标的监测，各类型混凝土拌合参数指标要求如表1所示。

（2）监测设备全自动跟踪管理

对于效益较好的建筑施工企业，有条件进行新型监测设备的应用与探索工作，实现施工现场的无人值守和全自动跟踪管理（全站管理技术）。这种方式下的拌合设备初期投入成本一般较高，且监测设备的使用和技术人员的培训需要一段时间的适应过程，但可在实际的工程施工中极大程度地节省人力、物力等施工资源，并能保障施工的效率和混凝土的拌合质量。但工程初期推广难度大、成本投入高等是其广泛应用的瓶颈。

上述两种混凝土拌合技术的优缺点对比如表2所示。

2.2设备监测部分

混凝土拌合设备在运转过程中随时会发生因故障问题而导致的停转或堵转等情况，这种风险隐患普遍存在，给混凝土的拌合工序带来一定影响，并最终引起混凝土成品质量不达标，因此，应充分重视拌合设备的监测环节。当前我国常见的混凝土拌合设备监测技术主要是对设备运行工况进行监测，包括拌合设备的振动频率、转速及能耗等情况。混凝土拌合设备的运行工况能够反映当前设备的运行情况以及设备的使用寿命，对运行工况不理想或运行不稳定的拌合设备应及时进行检修，必要时更换相应的设备组件，保证拌合设备的健康、安全运行。另外，对混凝土拌合设备的监测应及时记录并上报，便于工程技术人员及时掌握混凝土拌合设备的健康情况，为下一阶段混凝土拌合的具体方案作出相应决策和部署。

2.3人员管控方面

人员管控方面主要是针对混凝土拌合设备的具体操作人员。各施工企业均已建立严格、规范的施工人员管理制度，并进行岗前培训工作，具备操作资质的技术人员方可进行拌合设备的使用与管理。对于混凝土拌合工序的各个環节，实际操作技术人员应充分掌握，在交接班过程中应严格履行《混凝土拌合站工作管理制度》，对未能按时履行规定的技术人员应予以重新考核。在现场施工环境变动的情况下，各相关技术人员应及时做好混凝土拌合的安全防护措施与应急处置预案，做好现场施工的危险点分析工作，对混凝土拌合过程中所有违反安全施工的现象予以制止并重新调整施工方案，确保与混凝土拌合相关的工作人员能有序进出施工现场。

3混凝土拌合设备未来发展趋势

3.1实时在线监测技术的广泛应用

计算机和网络技术的不断发展和应用使得建筑工程领域中混凝土拌合设备的实时在线监测功能成为可能。实时在线监测技术从某种意义上来说为混凝土拌合设备的发展提供了基础的保障作用。通过实时在线监测系统，可提高混凝土拌合的效率和质量，并及时掌握混凝土拌合设备的运行工况，及时对设备进行检修或更换，在一定程度上避免了施工事故的发生并可延长混凝土拌合设备的使用寿命，减少后续的工程维护成本。

3.2新型环保拌合材料的广泛应用

考虑到成本及耐用性等问题，混凝土拌合设备的材料通常以钢、铁等合金为主，然而这种传统的设备材料在使用过程中容易引发各类安全问题，而且设备的腐蚀、锈蚀也会引发各类故障，在尚未达到使用年限的情况下对设备再次更换会增加工程的成本投入。为此，新型环保材料的应用及推广成为建筑工程中拌合设备的发展趋势。国内的相关技术人员开展了大量的研究工作，已研制出微纳米、碳素钢及其他含有镍、铬等合金元素的拌合设备材料。通过相关的工程试验结果可知，这类新型的设备材料具有耐腐蚀、维护成本低等诸多优良特性，并达到低排放、低功耗等环保指标要求。

4结语

随着我国工业2.0规划的提出及相关政策的落地，我国建筑工业各领域都在向着智能化、集成化和自动化的趋势迈进，大量先进施工设备、技术和前沿管理方案的应用使得在未来建筑工程施工中的成本预算、工期进度、质量安全等方面有所保障。本文对我国建筑工程领域中混凝土拌合设备的应用现状和未来发展趋势进行了深入研究，具有一定的工程实用意义。