摘要：混凝土攪拌站主要用于生產(chǎn)混凝土，同時承擔(dān)著混凝土生產(chǎn)過程中的原材料檢驗、混凝土性能及質(zhì)量檢測等工作。為了保證混凝土的性能和質(zhì)量，對攪拌站產(chǎn)出的新拌混凝土進(jìn)行取樣檢驗是一個重要環(huán)節(jié)。從混凝土攪拌站設(shè)備和生產(chǎn)流程的角度，分析現(xiàn)有混凝土攪拌站取樣裝置的不足，設(shè)計出了一種新型的混凝土取樣裝置，通過創(chuàng)新技術(shù)手段提高混凝土取樣的準(zhǔn)確性，并降低操作人員的勞動強度。

關(guān)鍵詞：混凝土攪拌站；混凝土檢測；生產(chǎn)流程；取樣裝置

基金項目：湖南省教育廳科學(xué)研究項目“混凝土攪拌站砂料含水率在線檢測及配比自適應(yīng)技術(shù)研究”（22C0849）

0" "引言

混凝土在建筑行業(yè)中是不可或缺的重要材料，它的生產(chǎn)性能和質(zhì)量控制對于保障工程質(zhì)量、提高施工效率至關(guān)重要?；炷恋男阅芎唾|(zhì)量檢驗是工程施工過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)[1-2]?；炷寥觿t是檢驗混凝土質(zhì)量的第一步，取樣不準(zhǔn)確就會影響后續(xù)的測試結(jié)果，甚至引起工程質(zhì)量問題。

混凝土攪拌站作為混凝土生產(chǎn)的核心設(shè)備，承擔(dān)著生產(chǎn)各項關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括原材料的檢驗、配比試驗、攪拌設(shè)備的運行及維護(hù)，以及混凝土性能質(zhì)量檢測與控制等[3-4]。為此合理設(shè)計攪拌站的混凝土取樣裝置，是保證混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的重要措施之一。

本文從混凝土攪拌站設(shè)備和生產(chǎn)流程的角度，分析現(xiàn)有混凝土攪拌站取樣裝置的不足，設(shè)計出了一種新型的混凝土取樣裝置，通過創(chuàng)新技術(shù)手段提高混凝土取樣的準(zhǔn)確性，并降低操作人員的勞動強度。

1" "混凝土性能和質(zhì)量檢測綜述

為了測試新拌混凝土的性能，保證混凝土的質(zhì)量，一般需要測試其勻質(zhì)性、抗壓強度等性能[5]。無論是勻質(zhì)性或者抗壓強度的檢測，都需要對混凝土進(jìn)行取樣，而混凝土取樣是檢驗混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

1.1" "混凝土攪拌勻質(zhì)性檢測

混凝土攪拌的勻質(zhì)性，是描述混凝土拌合物中各原材料組份在空間分布的均勻一致性的重要指標(biāo)，對混凝土硬化后的強度、耐久度等性能有著重要影響，是衡量新拌混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一[6]。檢測混凝土的勻質(zhì)性，需要對新拌的一罐次混凝土的不同部分進(jìn)行取樣，進(jìn)行不同部分混凝土的對比試驗。

1.2" "抗壓強度檢測

而抗壓強度也是衡量混凝土質(zhì)量的一個重要指是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，通過強度檢驗，可以確?；炷猎诔惺芎奢d時不會發(fā)生過早破壞，從而保證建筑物的結(jié)構(gòu)安全[7]?；炷翉姸葯z驗可以采用多種方法進(jìn)行，其中最常用的是標(biāo)準(zhǔn)添置法和壓力方法。

標(biāo)準(zhǔn)添置法通過觀察混凝土在添置過程中的坍落度，來判斷其流動性和稠度，進(jìn)而間接推斷混凝土的強度。壓力方法則是將混凝土試塊放入壓力機中，通過施加壓力來測定其抗壓強度。按照國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》（GBJ81—95）的規(guī)定，制成一定規(guī)格的試塊，每罐次混凝土應(yīng)該取樣制作3～6個試塊，并按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以檢測不同齡期的抗壓強度。當(dāng)有特殊需要時，還需做混凝土試塊的抗凍性、抗?jié)B性等試驗。

2" "混凝土的生產(chǎn)流程

混凝土生產(chǎn)操作的具體內(nèi)容從備料到出料可以分為以下幾個步驟，攪拌站出料如圖1所示。

2.1" "備料

首先需要對砂石、水泥、水和外加劑等多種原材料進(jìn)行計量，并通過螺旋輸送機或者皮帶輸送機輸送至攪拌機內(nèi)。在備料的過程中，通過計量裝置嚴(yán)格控制混凝土每種原材料的質(zhì)量和比例，即混凝土配合比，從而保證混凝土的性能和質(zhì)量。

2.2" "攪拌

當(dāng)各種原材料進(jìn)入攪拌機內(nèi)，攪拌機的攪拌裝置開始轉(zhuǎn)動，并配合一定的時間和轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌。攪拌機通常配置單軸或雙軸強制攪拌裝置，以確?；炷恋木鶆蛐院头€(wěn)定性。

2.3" "出料

經(jīng)過一定時間的攪拌，依據(jù)經(jīng)驗和觀察判斷混凝土攪拌均勻后，將混凝土從攪拌機的卸料口卸至混凝土運輸車內(nèi)。通?？梢酝ㄟ^控制攪拌機的轉(zhuǎn)速和卸料門開度，來調(diào)節(jié)混凝土卸料的流量和流動性，避免撒料或溢料。

3" "現(xiàn)有混凝土取樣流程與不足之處

3.1" "現(xiàn)有混凝土取樣流程

根據(jù)混凝土的生產(chǎn)流程，在現(xiàn)有技術(shù)中，混凝土取樣一般在混凝土運輸車中取樣。混凝土運輸車容量通常為8～12m3，一般攪拌主機需周期式攪拌2～4罐次。

待所有新拌混凝土卸至混凝土運輸車后，試驗人員手推小車至混凝土運輸車的尾部料槽處，將混凝土運輸車的筒體反轉(zhuǎn)進(jìn)行卸料，混凝土即通過斜槽流入手推小車。然后試驗人員將混凝土運至試驗臺，進(jìn)行混凝土性能檢測，或制備試塊。一般制備的抗壓試塊尺寸為15cm×15cm×15cm，通常制備5～6塊。

3.2" "現(xiàn)有混凝土取樣方法的不足

3.2.1" "難以檢測混凝土真實勻質(zhì)性

混凝土勻質(zhì)性性能試驗，需取攪拌主機攪拌一罐次混凝土（一般為3～5m3）不同部位的物料，進(jìn)行對比檢測。通過對比其砂漿密度、粗骨料含量、塌落度和抗壓強度的相對偏差，來衡量其是否達(dá)到勻質(zhì)性要求。

現(xiàn)有的取樣方式，在混凝土運輸車取樣，一車的混凝土為攪拌主機攪拌的多罐次混凝土，無法取樣其中一罐次混凝土，也無法取樣不同部位的混凝土，因此該取樣方法無法準(zhǔn)確地檢測攪拌的某一罐次混凝土勻質(zhì)性。此外，對混凝土運輸車的混凝土取樣也是局部取樣，也無法檢測反映車內(nèi)混凝土是否全部攪拌均勻。

3.2.2" "容易造成混凝土浪費

混凝土運輸車向手推小車內(nèi)卸料時，通過運輸車的筒體反轉(zhuǎn)卸料，卸料流量不可控，無法精確控制卸料量的多少。操作人員在取樣時，往往卸出的混凝土的量會遠(yuǎn)多于混凝土試驗或制備混凝土試塊所需混凝土量，從而造成混凝土浪費。除此之外，取樣和制備試塊時的勞動強度較大，工作效率低。

4" "新型混凝土取樣裝置結(jié)構(gòu)與原理

基于上述的不足，本文設(shè)計出了一種新的混凝土攪拌站的混凝土取樣裝置及控制方法。該裝置可對新拌混凝土的自動取樣，并可準(zhǔn)確控制取樣混凝土的質(zhì)量，能對攪拌主機攪拌的同一罐次不同部位的新拌混凝土進(jìn)行取樣，進(jìn)行對比檢驗，檢測混凝土攪拌勻質(zhì)性。同時可快捷地制作混凝土試塊，用于混凝土抗壓強度檢測，有效提高混凝土取樣的準(zhǔn)確性和便捷性，降低了操作人員的難度強度。

4.1" "混凝土取樣方法

新型混凝土取樣裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。攪拌主機1攪拌完成當(dāng)罐次的混凝土后，將混凝土卸料至料斗2內(nèi)。此時料斗的閥門4關(guān)閉，打開料斗側(cè)壁上的取樣口3即可取樣。取樣口設(shè)置在料斗的四周，可以對單罐次混凝土的不同部位進(jìn)行取樣。取樣口下設(shè)置有取樣筒，可盛裝混凝土樣本。

取樣口如圖3所示，包含有外層套筒、可旋轉(zhuǎn)取樣管和耐磨襯板。外層套筒焊接在料斗的外壁上，可旋轉(zhuǎn)取樣管能在套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)。取樣管一端安裝有耐磨襯板，與斗體內(nèi)襯板匹配，防止混凝土對斗體和取樣管的磨損。取樣管另一端為圓管，可將新拌混凝土引流至盛料小車。

當(dāng)生產(chǎn)無需取樣時，可旋轉(zhuǎn)取樣管保持關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)攪拌主機卸料至料斗內(nèi)，需要取樣時，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)取樣管旋轉(zhuǎn)180°，取樣管一端的入料口朝上，料斗內(nèi)的混凝土則可進(jìn)入取樣管內(nèi)部，從斗體流出至取樣筒內(nèi)。

此外，取樣口還配置清洗機構(gòu)，當(dāng)未進(jìn)行取樣操作時，通過水沖洗取樣口內(nèi)殘余混凝土，殘余混凝土通過取樣口流至取樣筒，卸料至試驗臺進(jìn)行處理。

4.2" "混凝土取樣控制與運輸

取樣筒配置稱重傳感器和稱量模塊，與取樣筒的閥門、取樣口的驅(qū)動機構(gòu)可通過控制模塊進(jìn)行聯(lián)動控制。當(dāng)需要取樣時，控制模塊控制可旋轉(zhuǎn)取樣管的驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動取樣管旋轉(zhuǎn)至打開狀態(tài)，料斗內(nèi)新拌混凝土流入取樣管至取樣筒。

當(dāng)稱量模塊通過稱重傳感器，感知取樣筒內(nèi)混凝土的質(zhì)量達(dá)到預(yù)設(shè)質(zhì)量（試驗所需質(zhì)量）后，控制模塊可控制驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動取樣管旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉取樣口?？刂颇K可控制取樣筒的閥門開閉，取樣筒卸料時，稱量模塊感知取樣筒內(nèi)混凝土質(zhì)量的下降，根據(jù)試驗需要，控制取樣筒混凝土卸出的質(zhì)量。

取樣筒取樣后，可通過閥門和溜管將混凝土運輸至試驗臺進(jìn)行試驗。通過對比不同部位取樣混凝土的砂漿密度、粗骨料含量、塌落度和抗壓強度的相對偏差，來衡量其攪拌的勻質(zhì)性。

4.3" "試驗臺試驗

試驗臺可放置試塊模具，控制模塊控制取樣筒的閥門，可將混凝土卸至模具內(nèi)。通過取樣筒的稱重模塊，可以準(zhǔn)確控制取樣筒卸出的混凝土質(zhì)量，保證每個試塊模具中混凝土的質(zhì)量基本一致，避免混凝土的浪費。

放置試塊模具的試驗臺具有振動功能，可以將試塊模具內(nèi)混凝土進(jìn)行振搗、壓實，隨后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)硬化，即可根據(jù)試驗要求，檢測不同齡期試塊的抗壓強度是否滿足設(shè)計要求。同時可對比不同部位的混凝土強度是否一致，保證混凝土的出廠質(zhì)量。

5" "結(jié)束語

合理設(shè)計攪拌站的混凝土取樣裝置，是保證混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的重要措施之一。本文從混凝土攪拌站設(shè)備和生產(chǎn)流程的角度，分析現(xiàn)有混凝土攪拌站取樣裝置的不足，設(shè)計出了一種新型的混凝土取樣裝置，通過創(chuàng)新技術(shù)手段提高混凝土取樣的準(zhǔn)確性，并降低操作人員的勞動強度。

本文設(shè)計的新型混凝土取樣裝置，在攪拌主機卸料斗四周設(shè)置多個取樣口，可對攪拌主機攪拌的單盤混凝土的不同部位進(jìn)行取樣，進(jìn)行性能對比試驗，測試混凝土攪拌的勻質(zhì)性。相對之前從混凝土運輸車內(nèi)取樣，其取樣的混凝土更加準(zhǔn)確，為單盤混凝土的不同部位混凝土，符合試驗要求。

取樣筒配置控制模塊、稱重模塊和卸料閥門，取樣口配置開關(guān)驅(qū)動機構(gòu)，可以根據(jù)試驗需要，準(zhǔn)確控制取樣的混凝土質(zhì)量，避免混凝土取樣過多造成浪費和經(jīng)濟損失。取樣的混凝土可直接卸料至試塊模具，進(jìn)行裝模、振搗、養(yǎng)護(hù)工作，有效降低了試驗人員的勞動強度。

參考文獻(xiàn)

[1] 王宏利.混凝土攪拌站的生產(chǎn)及質(zhì)量控制分析[J].江西建

材，2022（1）：41-42

[2] 張國政.建設(shè)工程商品混凝土的質(zhì)量控制措施研究[J].2022

（18）：38-41

[3] 賀東東.混凝土攪拌站的生產(chǎn)及質(zhì)量控制管理[J].大眾標(biāo)

準(zhǔn)化，2024（4）：13-15

[4] 盧耀漳.混凝土攪拌站的生產(chǎn)及質(zhì)量控制[J].四川水泥，2019

（12）：9.

[5] 翁滕灼.建筑工程混凝土檢測與質(zhì)量控制研究[J].中國住

宅設(shè)施，2023（12）：121-123

[6] 司博旸.攪拌時間對現(xiàn)代混凝土拌合物勻質(zhì)性的影響[D].

北京：北京建筑大學(xué)，2018

[7] 趙媛，李若琳.對混凝士試塊抗壓強度檢測能力驗證的結(jié)

果分析[J].中國水泥，2023（S1）：205-208.