卸料方式在混凝土搅拌站应用探析

2022-09-21 16:36:49 来源:写作指导

摘要:外加剂的掺量控制对混凝土的性能指标起到至关重要的作用,就使得外加剂的秤体结构及卸料方式成为混凝土搅拌站设计及应用中的重要组成部分。本文阐述了外加剂秤体结构及卸料方式在混凝土搅拌站应用的几种形式,就其优缺点做了深入分析和比较,对其在实际应用过程中出现的问题提出一些合理性的解决措施。

关键词:外加剂;称量;卸料;应用

1前言

混凝土外加剂能显著改善混凝土性能的化学物质,是在拌制混凝土的过程中掺入,主要用来改善新拌混凝土性能和提高硬化混凝土性能。外加剂促进了混凝土新技术的发展,是生产优质混凝土必不可少的原材料。近年来,国家基础建设保持高速增长,我国混凝土行业也一直处于高速发展阶段,高速铁路、公路、机场、桥梁、煤矿、市政工程、水工大坝、核电站等工程对混凝土外加剂的应用要求也越来越严格。外加剂能够改善新拌和硬化混凝土性能,对混凝土的性能影响显著,而其突出特点是掺量少,其掺量一般为水泥质量的1.5%~2.5%,最多不大于5%,甚至有时每方混凝土的掺量还不到0.5kg。所以混凝土搅拌站在混凝土拌制的自动化生产过程中,外加剂的用量控制技术对混凝土的性能影响较大。

2常见的外加剂秤体结构类型及其优缺点

常见的外加剂秤结构主要有虹吸式强制卸料、自流式卸料及复式计量等三种方式。由于外加剂具有一定的腐蚀性,秤斗的制作材料易使用不锈钢,其卸料机构也应具有防腐蚀的能力。

2.1虹吸式强制卸料结构。虹吸式强制卸料结构的外加剂秤一般由支撑结构、传感器、外加剂秤斗、不锈钢泵、出料管路及连接组件组成(见图1)。虹吸式强制卸料结构的外加剂秤是利用虹吸原理,其卸料动作是通过不锈钢泵启动触发,使处于高位的秤斗内的外加剂进入低位的搅拌机内。其优点在于结构可靠,外加剂采用泵送强制卸料的方式,不存在泄露风险且卸料迅速。缺点是其结构较复杂,秤体重心对中性差,稳秤时间较长,外加剂的称量过程精度不易控制,也无法实现在线实时扣秤功能,且称量斗内的外加剂也会因结构原因而不能完全卸空,会有少部分外加剂残留。

2.2自流式卸料。自流式卸料的外加剂秤一般由支撑结构、传感器、外加剂秤斗、气动蝶阀、配重模块及法兰接管组成(见图2)。自流式卸料的外加剂秤是利用秤斗内外加剂的自重卸出,通过出口设有的气动蝶阀控制卸料动作。其优点在于结构简单,通过配重模块能有效调节重心,秤体对中性好;其称量过程易控,可实现在线实时扣秤功能。但由于采用自流式卸料,出水压力较小,流速较慢,卸料时间相对略长;且其卸料机构的执行元件仅是气动蝶阀,存在外加剂泄漏风险,而蝶阀一旦发生损坏、关闭不严等意外故障,将会出现外加剂的意外泄漏和用量过多,就会使生产的混凝土性能达不到预期的效果,若不能及时发现,会造成严重的经济损失。

2.3复式计量。复式计量的外加剂秤一般由支撑结构、传感器、外加剂秤斗1、外加剂秤斗2、气动蝶阀、配重模块及法兰接管组成,第一套外加剂秤的接管伸入第二套外加剂秤内(见图3)。复式计量的外加剂秤的优点在于由于采用两个上下布置的秤斗,某个气动蝶阀关门不到位或损坏,外部控制系统即可通过上下两个秤的称量数据对比而发现;如果两个秤的称量数据误差较大,又可说明某一个秤的传感器存在问题,可以及时暂停和停机处理,确保外加剂用量的精准可控,杜绝因外加剂导致的混凝土质量事故,大大提高了搅拌站的可靠性能。缺点是采用两套外加剂秤上下布置,占用空间大,不适合在小型或空间紧凑的搅拌站中使用,并且会造成搅拌站的成本上升。

3外加剂秤卸料方式的选择

3.1卸入水秤内。最常用的卸料方式就是外加剂卸入水秤内,其卸料顺序既可以选择依次卸料,也可以选择同时卸料。依次卸料是指外加剂先卸入水秤后水秤再与水一并卸料,其优点在于利于外加剂与水预混合后,再卸入搅拌主机,有助于提高外加剂在混凝土中的拌和;但由于是依次卸料,导致卸料循环周期较长,影响搅拌站生产效率。同时卸料是指外加剂秤和水秤同时执行卸料控制,可缩短卸料时间,有效提升生产效率;但若外加剂用量过多,则会存在水比外加剂先卸空的情况,导致外加剂对水秤体及管路腐蚀,缩短水秤及管路的使用寿命。

3.2卸入水秤通往搅拌主机的卸水管路中。该种卸料方式常应用于自流式水秤,既可杜绝外加剂在水秤体上的残留损失及对秤体腐蚀,又可有效缩短外加剂的循环周期,提升整站生产效率。

3.3专用外加剂卸料管路直接卸入搅拌主机内。该种卸料方式是近一两年内在搅拌站中才开始应用,需要在搅拌机盖内设置专门卸料管路,结构略显复杂,成本也略高,但该种方式即可有效提升水秤体及管路的使用寿命,又可大大减少外加剂在使用过程中的损失,节约外加剂的使用成本。

4实际使用中存在问题及解决措施

4.1外加剂秤稳定性差,影响称量精确度。支撑结构与传感器之间通常采用吊钩悬挂的方式,其结构虽然简单,但导致秤体稳定性差。而高铁用混凝土外加剂的用量较少,特别是引气剂的用量极少,对外加剂秤的称量精度要求严格。解决措施:传感器连接件采用关节轴承,利用关节轴承自调心的特点,有效缩短外加剂秤的稳秤时间,提高称量精度。

4.2自流式外加剂秤的泄露风险。自流式外加剂称量系统卸料机构的执行元件仅是气动蝶阀,存在外加剂泄漏风险,而蝶阀一旦发生损坏、关闭不严等意外故障,将会出现外加剂的意外泄漏和用量过多,若不能及时发现,会造成严重的经济损失。解决措施:在法兰接管下方设置由气缸控制的引流器,引流器可摆动到水秤上方或与外加剂储料箱联通的料斗上方。由气缸控制引流器只在外加剂秤卸料时摆动到水秤上方,其余时间摆动在与外加剂储料箱联通的料斗上方,从而达到防止气动蝶阀损坏、关闭不严导致外加剂泄露到搅拌主机的风险,保证混凝土质量。

5结束语

以上通过对外加剂秤体结构及卸料方式在混凝土搅拌站应用形式的分析,并就其优缺点做了深入分析和比较,对其在实际应用过程中出现的问题也提出一些合理性的解决措施。外加剂的掺量控制对混凝土的性能指标起到至关重要的作用,所以外加剂的秤体结构及卸料方式的研究就成为了混凝土搅拌站设计及应用中的重要组成部分。

作者:姜健 李洪运 刘亮亮 单位:方圆集团有限公司