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混凝土搅拌站选型分析及注意事项

王冰冰
  
建筑创作
2022年3期
中铁二十三局集团第二工程有限公司 黑龙江省齐齐哈尔市 161000

【摘  要】随着我国高速铁路、公路、水利水电及建筑工程施工的大规模发展,工程施工对混凝土搅拌的需求也不断增加,为了给工程施工提供更好的保障,混凝土生产搅拌配套设施水平也有了较大的提升。本文通过对工程施工中常见的混凝土搅拌站配置类型进行分析,结合工程施工特点总结混凝土搅拌站选型内容及注意事项。

【关键词】混凝土搅拌站;选型分析;注意事项

1 混凝土搅拌站各系统的组成及选型分析

混凝土搅拌站组成:储料系统、配料计量系统、搅拌系统、控制系统及结构部件。

1.1 储料系统选型

混凝土搅拌站储料系统包括骨料仓、水泥仓、矿粉仓、粉煤灰仓、外加剂仓、储水仓等。

1.1.1 骨料仓常见类型主要有地仓式、钢制直列式料仓。地仓式骨料仓的优点是料仓容积大、上料方式简单、效率高,适用于生产规模较大的长期固定式混凝土搅拌站,缺点是占地空间大、地下空间施工不便捷,对于转移性较强的搅拌站不适用。钢制直列式料仓的特点是拆装运输方便、占地面积小,在转移性较强的项目施工中较为常见。

1.1.2 水泥仓分为立式水泥仓和卧式水泥仓两种形式。立式水泥是最常见的储料仓,有着占地面积小、储料空间大的特点,广泛应用于各种类型的混凝土搅拌站;储料吨重相同的卧式水泥仓要比立式水泥仓占地面积大,但是其优点是舱体高度小,适用于厂房内使用,并且不需要基础安装便于移动,因此又被称为移动式水泥仓、环保型水泥仓,近几年得到了广泛应用。

1.1.3 矿粉仓、粉煤灰仓与水泥仓相同,根据施工现场环境选择合适的类型搭配螺旋输送机使用。通常外加剂仓采用立式仓,储水仓采用钢制水箱只要储量满足搅拌站使用要求即可。

1.2 配料计量系统选型

1.2.1 配料计量系统是通过电脑控制系统,实现不同配方原材料的计量和运输自动化运行,其中各物料有序进行卸料计量并分别通过传送装置将准确计量后的物料输送至搅拌机。

1.2.2 骨料提升系统:斜皮带输送式和提升料斗式两种骨料提升系统最为常用。

斜皮带输送式采用电动滚筒驱动形式的皮带输送机实现骨料的水平和垂直运输,采用输送带皮完成骨料提升运输时平皮带斜度不能大于30°,如果采用带挡板的皮带可加大倾角,因此皮带输送机的受垂直运输高度和角度的影响较大,输送带长度和安装空间较大。但是斜皮带提升的优点是提升效率高,骨料投料位置灵活性强。

提升料斗式采用卷扬机通过滑轮组、钢丝绳实现料斗的牵引,通过斜置式轨道实现料斗提升。该形式提升系统的优点是占地面积小,受提升高度、角度因素影响较小。与斜皮带式比较缺点是提升效率较低、故障率较高。

1.3 搅拌系统选型

混凝土搅拌系统中搅拌主机最关键,搅拌主机的性能决定了整个搅拌站的最大生产能效,搅拌主机的选型对混凝土产品质量也起着决定性作用。

1.3.1 搅拌机分类

根据搅拌主机的工作性质、工作原理、出料方式、搅拌鼓形状等条件的不同,搅拌主机分为多种形式。下面重点对搅拌主机工作性质和搅拌原理不同分类的几种搅拌机优缺点进行分析。

1.3.1.1 根据工作性质不同分为连续性搅拌机和间歇性搅拌机。

连续性搅拌机配备长搅拌桶通过内部的螺旋搅拌主轴运转实现进料、搅拌、卸料连续循环作业,其特点是搅拌效率高,但是各原材料的配合比和搅拌时间较难控制,混凝土搅拌质量很难保证。

间歇式搅拌机是将进料、搅拌、卸料工序按设定的时间间隔有序完成作业,即按份进料、搅拌、卸料。该形式搅拌机虽然没有连续式搅拌机搅拌效率高,但是原材料进料和搅拌时间可以精准控制,混凝土搅拌质量极高。

混凝土连续搅拌高效的特点吸引了很多业内人士的目光,但是想要精准控制搅拌配合比和搅拌时间对于连续搅拌式搅拌机十分困难。连续投入计量准确的各原材料后,搅拌是否均匀很难保证,搅拌有效时间也很难控制。

1.3.1.2 根据搅拌原理不同分为自落式搅拌机和强制式搅拌机。

自落式搅拌机,又被称为非强制式搅拌机,因为其搅拌的动能主要依靠物料自重,而不是依靠搅拌主轴做相对运动实现混凝土搅拌。其搅拌机内部结构简单,适用于塑性混凝土搅拌和混凝土搅拌量不大的施工现场。

强制式搅拌机,主轴上按一定角度分布搅拌臂和搅拌叶,通过主轴旋转,使搅拌叶带动物料进行搅拌。强制式搅拌机特点是搅拌力大,搅拌均匀,适用于干硬性混凝土搅拌。

回顾20世纪初期自落式搅拌机的应用,20世纪50年代强制式搅拌机的应用,到21世纪的现在双卧轴式搅拌机的应用,不仅在搅拌形式上不断改进,从搅拌机各传动部件的结构和连接形式上都有了改进,或许在不断地实践和探索中未来会研发一种新型的高质量、高效率搅拌机。

1.4 控制系统选型

混凝土搅拌站控制系统是混凝土自动化配料、称重、投料、搅拌、出卸等一系列工序的集成控制中心。如果搅拌机是混凝土搅拌站的心脏,那么控制系统就是混凝土搅拌站的大脑,协调组织着各个系统有序运行。

控制系统由工控机、操作台及PLC控制站组成。选定合适的PLC控制站,与工控机完美融合,形成一套功能完善、可靠性高的自动化控制系统,实现搅拌站上机位控制。

2 混凝土搅拌站选型分析

根据国内GB10171 、GB10172两项标准,虽然对搅拌站配置要求做了说明,但是由于每个施工项目现场环境及使用要求不同,各系统配置及布置形式又有一定的灵活性,加之混凝土技术本身的发展,选型过程中根据不同的施工情况在不低于标准的情况下对搅拌站进行合适的选配组合。因此超越标准的约束来提出选型要求,可以有效提高设备的使用效率,并且购置成本投入更加合理。

2.1 混凝土生产任务量及工期因素影响

混凝土生产任务量、施工工期决定混凝土搅拌站的规格。

混凝土搅拌站规格=混凝土总用量/(混凝土浇注天数×每天工作小时数×利用系数)

混凝土年需求量45万m³的搅拌站选HZS180型最佳,混凝土年需求量30万m³选用HZS120型最佳,混凝土年需求量15万m³选用HZS60型最佳。根据现场其它因素影响也可选定总搅拌量相同的双机站或多机站。

2.2 施工场地环境因素

受施工场地环境影响,既要考虑原材料的运输和存储,又要考虑搅拌后混凝土的运输距离。施工现场的混凝土浇注地点距离、混凝土运输方式等因素都影响着搅拌站的选型。

施工现场与搅拌站距离较远,且搅拌站维修配件及人员无法快速到达,建议选择相同规格双机站。

施工地点较分散,距离搅拌站位置又不太远。建议采用多工号集中搅拌,以提高搅拌站的利用率和施工经济效益。

2.3 混凝土性能因素影响

目前国内、外混凝土搅拌站普遍配备双卧轴式搅拌机。主要是无论干硬性混凝土还是塑性混凝土,双卧轴搅拌机都能满足高效率搅拌。部分混凝土搅拌站由于长期生产低标号混凝土,也可选择单卧轴式搅拌机,结构上比双卧轴搅拌机简单,且能耗低维修方便。搅拌不同性能、标号的混凝土可以选择不同的搅拌主机,并配备响应的配料系统。

3 混凝土搅拌站选型的注意事项

我们选定的的混凝土搅拌站并不是一个标准不变的整体,而是适应施工现场环境的配置组合,以提高搅拌站的经济效益。混凝土搅拌站的布置要综合考虑多方面因素,如物料的运输、堆放,混凝土的运出方式及路线,水、电的供应,生产废弃物对环境的污染等问题,充分利用施工现场地形等自然条件的优势,有效排除控制不利因素。

储料系统选型的核心是储料仓容积满足搅拌站生产使用的前提下,占地空间越小越好。注意如果涉及冬季施工骨料仓及水箱需要配备物料加热装置,水泥仓等封闭式仓体除了配备破拱装置外还必须配备料位检查装置;配料计量装置选型的核心是计量精度满足要求的前提下,配料机及骨料提升装置结构简单、耐用、维修便捷最佳;搅拌系统选型的核心是满足混凝土搅拌量和搅拌质量要求的前提下,搅拌机搅拌效率高、维护保养成本低最佳。

选定合适配置的混凝土搅拌站可以确保混凝土施工项目的顺利进行,设备选型过程中要做到不盲目选择高技术性能和低成本投入。综合分析施工项目环境特点选择最适合的搅拌站配置,使混凝土搅拌站在整个项目施工过程中发挥最大功效,为企业增效。

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