混凝土生骨料计量装置的研制.pdf

第6 期 ( 总第1 3 5 划) 中国水 能及电气化 N O 6( f O T A L N O 1 3 5 ) Chi n a W a t e r Po we r& El e c t r i f i c a l i o n D OI ：1 0 ． 1 6 6 1 7 ／ j 。 c n k i． 1 1 — 5 5 4 3 ／ T K ． 2 0 1 6 ． 0 6 ． 0 1 8 混凝 土生骨料计 量装 置 的研 制 王玉卿 王 颖 李松航 ( 河南省 白龟 山水库管理局 ，河南 平顶山4 6 7 0 3 1 ) 【 摘要】 在我国农村建房和城镇小型建筑工程施工 中，通常使用的搅拌机容积是 0 ． 5 m ，在混凝土拌制过程 中，生骨料一般用手推车或小型轮式装载机上料，生骨料的体积很难掌控，因而造成拌制的混凝土强度等级达 下到设计 要求 ，直接 影响 了建 筑工程质量。为 了能够获得 符合 要求 的混凝土 ，本 文介 绍一种 混凝 土 生骨料 计量 装置，该装置结构简单，搬运和安装也很方便，可大力推广使用。 【 关键词】 农村和城镇；建筑施工；混凝土生骨料；计量装置 中图分类号 ：T U 5 2 8 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 6 7 3 ~2 4 1( 2 0 1 6 )0 6 - 0 0 6 4 - 0 3 The de v e l o p m e nt o f c o nc r e t e a g g r e g a t e m e t e r i ng de v i c e W ANG Yu q i n g，W ANG Yi n g，L I S o n g h a n g ( H e n a n B 。 i g u i s h a n R e s e r v o i r A d m i n i s t r a t i o n ， P i n g d i n g s h a n 4 6 7 0 3 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Mi x m g e n e r a l l y u s e d i n C h i n a r u r a l h o u s e c o n s t r u c t i o n a n d u r b a n s m a l l b u i l d i n g p r o j e c t c o n s t ruc t i o n h a s v ( ) l u m e o t 0 ． 5 m ．Ag g r e g a t e c a n b e l o a d e d g e n e r a l l y b y a c a r t o r s ma l l wh e e l l o a d e r i n t h e p r o c e s s o f c o n c r e t e mi x i n g ．I t i s v e r y di ffi c u h t o c o nt r o l a g g r e g a t e v o l un l e，t h e r e f o r e t h e mi x e d c o n c r e t e s t r e n g t h g r a d e c a n no t me e t t h e de s i g n r e qu i r e me n t s，a nd b u i l d i n g e n g i n e e r i n g q u a l i t y i s d i r e c t l y a f f e c t e d ．I n t h e p a p e r ，a c o n c r e t e a g g r e g a t e me t e r i n g d e v i c e i s i n t r o d u c e d i n o r d e r t o o bt a i n c o nc r e t e i n l i ne wi t h r e q ui r e me nt s ． Th e de v i c e h a s s i mp l e s t r uc t u r e， wh i c h c a n b e t r a n s p o r t e d a n d i n s t a l l e d c on v e n i e nt l y．I t c a n be v i g o r o u s l y p r o mo t e d a nd u s e d． Ke y wor d s：r ur a l a nd t o wn；b ui l d i n g c o n s t r u c t i o n；c o n c r e t e a g g r e g a t e；me t e r i n g de v i c e 我国农 村 和城 镇 的建设 规 模 在不 断 扩 大 ，有 改 建 、扩 建工程 ，也有新建工程 ；有房屋 建筑工程 ，也 宵水利 设施 lr 程 ；同时还有预制构件厂 等项 目。在这 些 工程项 目实施 中混凝 土是 不可或 缺的半成 品材料 ， 其拌 制质量直接影响建筑工程 的质量 。在农 村建房 和 城镇／ J 、 型建筑工程施工中，最常用 的都是小型搅拌 机 ，其容积为 0 ． 5 m 左 右 ，生 骨料 ( 级 配碎石 和砂 ) 一 般用于推车或小型轮式装载机上料 ，生骨料的体积 只能用 肉眼观察定量 ，凶此 ，拌制的混凝 土很难达 到 设计要求，直接影响 r 建筑工程质量。为 r能获得符 合要求的混凝土，必须采用一种定型的计量装置在 这些 建 筑 工 程 中 ，一 般 使 用 的混 凝 土 强 度 等 级 为 C 1 0一C 3 0 ，根据混 凝 土 配合 比就 可得 到 0 ． 5 m 混 凝 土 中级配碎石和砂的对应体积 ，再根据级 配碎石 和砂 的体积制作一种混凝土生骨料计量装 置 ，确保搅拌 的 混凝 土满足设计要求 。 1 混凝土生骨料计量装置结构 型式 混凝 土 生骨 料计 量 装置 的结构 型式 如 下 贞 图所 科学研究及工程设计 S c i en t i f i c Re s e a r c h & En g i n e e r i n g De s i g n 示 。生骨料计量装置包括级 配碎石 计量装置 和 中粗砂 计量装置两部分 ，将两部分组合在一起，固定在一个 ( a )计量装置主视图 支架 上 ，就 构 成 了一 个 完 整 的 混 凝 土 生 骨 料 计 量 装置 。 ( c )出料口弧形旋转翻板侧视图 f b 1计量装置俯视图 ( d )出料口弧形旋转翻板主视图 混凝 土生骨料计量装置结构型式 图 1 ． 进料 口；2 - 装料体 ；3 一 出料 口；4 - 固定支架 ；5 - 旋转弧形 翻板 ；6 - 旋 转弧形 翻板 固定 轴 ；7 - 开 启旋转 弧形翻板 手柄 ；8 - 中粗砂进 料 口；9 - 中粗砂装料体 ；1 0 ． 中粗砂 出料 口；1 1 一 级配碎石进料 E l ；1 2 一 级配碎石装料体 ；1 3 一 级配碎石 出料 口；1 4 一 旋转弧形翻板固定 旋转管 ；1 5 一 旋转弧形 翻板加强筋 ；1 6 一 旋转弧形 翻板 固定板 中粗 砂计量装置包 括 中粗砂 进料 口 8 、中粗砂装 料体 9 、中粗砂 出料 口 1 0 、旋 转弧 形翻 板 5 、旋转 弧 形 翻板 固定轴 6和开启 旋转弧形 翻板 手柄 7 ，旋转 弧 形 翻板 固定轴 6穿 过旋转 弧形 翻板 固定 旋转 管 1 4与 中粗砂出料 口 1 0在体 外焊接连接 。 级配碎石计 量 装 置包 括级 配 碎石 进 料 口 1 1 、级 配碎石装料体 1 2 、级配碎石出料 口 1 3 、旋转弧形翻 板 5 、旋转弧形翻板 固定轴 6和开启旋转弧形翻板手 柄 7 ，旋转弧形翻板 固定轴 6穿过旋转弧形翻板固定 旋 转管 1 4与级 配碎石出料 口 1 3 在体外 焊接连接。 级配碎石计量装置和中粗砂计量装置结合为一 体 ，安装 在同一 个 固定 支架 4上。 级配碎石装 料体的体积和 中粗砂装料体 的体积正 好与0 ． 5 m 混凝土常用设计配合比所需要的对应生骨 料体积相 同。混凝土生骨料计量装置 的倾角 以不影 响 混凝土搅拌机上料斗正常工作为宜，并取其最大值 ， 这样生骨料容易倾泄到混凝土搅拌机上料斗中。 旋转弧形翻板 5包括旋转弧形翻板 固定旋转管 1 4 、旋转弧形翻板加强筋 1 5 、旋转弧形翻板 固定板 1 6和开启旋转弧形翻板手柄 7 。旋转弧形翻板固定轴 科学研究 及 [ 程 没计 S c i e n t i fic Re s e a r c h& Eng i n e e ring De s i g n 6 从旋转 弧形 翻板 固定旋 转 管 1 4自由穿过 ，旋 转 弧 形 翻板 5与旋转 弧形 翻板 固定旋 转管 1 4之 问的 夹角 以旋转弧彤 翻板 能在 出料 口中 自由开启为宜 。 2 混凝 土生骨料计量装置 的制作与应用 汁量装置 由 5 m m钢板 按设 计 尺 寸焊接 而成 ，固 定支架 可由角 钢 、工 字钢或槽 钢焊 接而成 。先 焊接计 量装置 ，再焊接 固定支架 ，最终将计 量装置 与固定支 架组 合焊接 。 计量装 置所需钢板可采用市场上销售 的普通 5 m m 钢板 ，所需 数 域 为 3块 I 2 2 0 m m2 4 4 0 m m 的定 型 钢 板 ；固定 支架可采用 l 4号槽钢 、等边 角钢或 工字钢 ， 所需数量 为 l 8 m。 恨据 『 场价格 ，制作一套混凝 土生骨料计量 装置 所需 费用一 般 只有 几 T ‘ 冗。所需 费用不 多 ，但解 决 了 混凝上 生骨料 的 汁量难题 。 汁量装置 在制作 过程中 ，其难 点是 钢板 的放 样和 旋转 弧形副板 的制作 以及 汁量装 置 与 地 面倾 角 的确 定 。钢板切割样板没 有放好 ，会增 加焊缝 的数量 ，制 作 出来 的 计量 装置外 观达不 到美观的效果 ，虽 然不影 响使用 ，化 会增加材料 的用量 ；旋 转弧形 翻板 制作不 好的话 ，会使旋 转弧 形 翻板无 法在 出料 口里 面开启 ， 接影 响生骨 料 卜 泄 。汁量 装置在 制作放样 时 ，对于 有转折 的地方 不能直接割掉 ，要轻轻切割 ，切割 的缝 深不超 过钢板 厚度 的 2 ／ 3 ，这样 即可将钢 板在需 要弯 折的地 方直接弯起 ，不需要再焊接一条 焊缝 ，制作 出 来 的 计量装 置所 形 成 的焊 缝 是 最少 的，外 观 美 观 漂 亮 。旋转 弧形 翻板在 制作 时 ，根据 设计 图纸 尺寸放样 点焊 ，不能～ 一 次满焊成型 ，点焊完成后放 到出料 口中 旋转测试，对小合适的地方进行修整，直到旋转顺畅 为止 ，然后再对旋转 弧形翻板进行加 固和焊接 ，最后 冉 焊接开启旋转弧形翻板手柄 。 在具体应用时 ，先 固定混凝土搅拌 机 ，根据搅拌 机 l 料 斗的具体 位 置 ，再 固定 混凝 土 生 骨料 计 量 装 置 ，生骨料 计量装置 的固定应 以搅拌机上 料斗能够 上 下 自由运动 ，并且生骨料 出料 口所 出的生 骨料能够 完 全进入搅拌机进料斗 中为宜 。采用手推 车人工上料 或 小型装载机上料 时 ，将级配碎石和 中粗砂 生骨料从 所 对应 的计量装置进料 口中装入 ，待装 满装料体后 ，手 动开启旋转弧形 翻板手柄 ，将生骨料倾泄 到混凝 土搅 拌机上料斗 中 ，再加上按配 合比要求 的水 泥用 量 ，在 混凝土搅拌机 中进行混 合搅拌 ，即可得 到符合设 计要 求 的现浇混凝土 。 3 混凝土生骨料计量装置应用效果 在一座 1 ． 5万 t 自米 水』 一 的修 建过程 中，其 主要 建筑物包括取水泵房 、曝气 池 、沉淀池 、过 滤池 、清 水池 、高压泵站 、发 电机房 、加药 问 、办 公片 J 房 和厂 区道路 、f 一区排水 明渠等 ，混凝土使 用量非常人 ，起 初没有采用混凝土生骨料 } ／ - 量装置 ，生 骨料采用 人工 斗量和手推车计量 的方式进行控制 ，操 作速度慢 ，直 接影响 了} 昆 凝 土的浇筑施工进度 ，而且 经过现场 取样 送检 ，2 0 ％混凝土强度达不到设 汁要 求 ，经常 出现返 工现象 。后来通过采用混凝 土生骨料 汁量装 置 ，井住 计量装 置上方 加装集 料斗 ，用小型轮式装载机将 生骨 料装到集料 斗 中，人 工开启 集料 斗下方 的下 料 板 ， 将生骨料 自由装 到混凝 土生料计量 装置对应 的 汁量容 积 中 ，计量容 积装满 后关 闭集料 斗 下方 的 卜 料挡 板 ， 然后开启 汁量装 置对 应的旋 转弧形翻板手枘 ，将 生骨 料倾泄 到混凝 土搅拌 机 上料斗中 ，再加上 合 比所要 求的水泥用量 ，在混凝土搅拌机中进行混合搅拌，通 过这种方式拌 制的混 凝土经现场取 样送检 ，其 强度 全 部达到设计要 求 ，有 的甚 至还高出设计强 度 ，同时施 工进度 得到了大幅提高 。 在 一灌 区的渠道 混凝土护坡： [程 中，渠道 每 米所 需 C 2 0混凝 土量为 1 11 1 渠道 总长 为 1 5 k m，每 1 O 0 m 取样 1 组送所规定 的检验室进行检 验。最 初 1 k m混凝 土搅拌 采用小 型轮式装载机上料 ，在混凝 土搅 拌过程 中，由于装 载机上料 容积控制不好 ，拌制 混凝 土用水 量也很 难掌握 ，所拌制出来 的混凝土在施 工 【 { l 发现 和 易性 不好 ，有 时干燥 一点 ，有时湿润一 点 ，施 振捣 难度很 大 ，有时 出现无法收面 的情况 ，混 凝土表 面很 不光 滑 ，同 时 在 送 检 的 样 品 当 中，经 过 检 测 只 有 7 0 ％达到设计要求 ，对不符合要求 ( 下转 第 6 3页) 科学研究及工程设计 S c i e n t i f i c Re s e a r c h＆ En g i n e e r i ng Des i g n 0 ． 9～0 ． 9 8 ，1 2遍 D =0 ． 8 8～1 ． 0 5 ；对 于铺 料 厚 1 0 0 c m，8遍 D ：0 ． 7 2～ 0 ． 8 8，1 0遍 D = 0 ． 8 8～0 ． 9 4， 1 2遍 D ， = 0 ． 9 3～1 ． 1 0 。对 于设 计 提 出 的不 同填 筑控 制相 对 密 度 0 ． 8 5要 求 ，上 述 碾 压 工 况 只 有 铺 料 厚 1 0 0 c m碾压 8遍条件下满足设计要求 。 由于铺层厚度 6 0 c m太小，碾压效率不高，除非 迫 不 得 已，一 般 工 程 不 会 采 用 。对 于 铺 层 厚 度 1 0 0 c m，碾压 1 2遍 ，仍然没有 出现 拐点 ，碾 压遍数太 多也 影响施 工效率 ，一般工程也很少采用 。对于铺层 厚度 8 0 c m，在 1 0遍时出现拐 点 ，相对 密度也 满足设 计要求 ，因此对于选定的施 工机械( S R 2 2 MP自行式 振动碾 ) 和振 动参 数 ( 激振 频率 2 8～3 2 H z ，行 进速 度 2 ． 6 3～ 8 ． 6 k m ／ h ) ，可 以确定铺层厚度 8 0 c m及碾压 遍数 1 0遍为 比较经 济合理 的施 工碾压参 数 。 5 结论 a ． 在选定 的施 工机械( S R 2 2 MP自行式振 动碾 ) 和振动参数 ( 激振频率 2 8～3 2 H z ，行进速度 2 ． 6 3～ 8 ． 6 k m ／ h )条件下，对于铺层厚度6 0 c m，起始干密度 随碾 压遍数 的增加 而增 加 ，在碾 压 1 0遍干 密度 达 到 最大 ，而后反随碾压遍数提高而降低；对于铺层厚度 8 0 c m，干密度 随碾压 遍数 的增 加 而 明显增 加 ，但 1 0 遍以后，碾压遍数对干密度的提高影响开始不 明显， 1 2遍与 1 0遍于 密度相 差不 大 ；对 于铺层 厚 度 1 0 0 c m 的情况 ，在 l 2遍之前，碾压遍数对干密度提高的影 响一直 比较 明显 。 b ． 试 验 表 明 ：碾 压 前后 的 颗粒 级 配 变 化 不 大 ， 是否加水对 压实效 果的影 响不 明显。不 加水进行 振动 碾压 能够满 足工程 需求 。 c ． 含砾量 在 P =7 2 ％ 时 ，最 大 干密度 达 到最 大 值 2 ． 4 5 g ／ a m 。对于相对密度 D =8 5 ％相 应 的干 密度 在含砾量7 2 ％时，干密度值为 2 ． 3 6 g ／ c m 。 d ．通 过 综 合 比 较 ，对 于 选 定 的 施 工 机 械 ( S R 2 2 MP自行式振动碾)和振动参数 ( 激振频率 2 8～ 3 2 H z ，行进 速 度 2 ． 6 3～8 ． 6 k m ／ h ) ，确 定 铺 层 厚 度 8 0 c m及碾压遍数 l 0遍为经济合理的施工碾压参数。A 参考文献 [ 1 ] 邓铭江 ， 韩民 ， 陆鸣 ， 等． 卡拉贝利水利枢纽 地震安全评价 及大 坝抗震结构设计 [ J ] ． 水利水 电技术 ， 2 0 1 2 ( 9 ) ： 6 0 - 6 1 ． [ 2 ] S L 2 2 8 --2 0 1 3混凝土面板堆石 坝设计 规范 [ s ] ． 北京 ： 中国水 利水 电出版社 ， 2 0 1 3 ． [ 3 ] s L 4 9 —9 4混凝 土面板堆石坝施工规范 [ s ] ． 北京 ： 中国水利水 电出版社 ， 1 9 9 4 ． [ 4] 徐超 ， 陈忠清 ， 叶观宝 ， 等． 冲击 碾压法处理粉 土地基试验研 究 [ J ] ． 岩土力学 ， 2 0 1 1 ( s 2 ) ： 3 8 9 - 3 9 2 ． [ 5 ] 张虎平 ， 周健 ， 贾敏才． 振 冲密实 联合 振动碾 压法加 固粉 细砂 试验研究 [ J ] ． 工业建筑 ， 2 0 0 8( s 1 )： 4 5 1 - 4 5 3 ． + “+”+⋯+“+ - +”+” +”— - 卜 “— 卜 ”— ”— +一- ． — ” — - 卜 ”— 卜 “+“— 卜 “— 卜 ”— ． ． — 卜 “ ( 上接 第 6 6页) 的施工段进行返工处理 ，经过对施 工 程 序的分析 ，发现 问题 出在生 骨料 的容 积控 制环 节 ， 最后决 定采用 混凝 土生骨料计 量装 置进行 容积控 制 。 在剩 余的 1 4 k m渠道 混凝 土护坡施 工 中 ，经过采 用 计 量装 置进行生骨料的容积控制 ，拌制混凝 土的用水量 是 固定的 ，生骨料容积也是 固定的 ，所拌 制 出来 的混 凝 土和易性很好 ，混凝土振捣容易 ，混凝 土表面 收面 也很 容易 ，所送的样检全部达到设计强 度要求 ，而且 2 0 ％ 的样检超 过混 凝土设 计强度 ，虽然每 次搅拌机 和 混凝 土生骨料计量装置 的搬迁会花 费一 些时 间 ，但 与 初期的 1 k m相比，施工进度提高了2 0 ％。 在农村建 房 中，采 用 这种 混 凝 土 生骨 料 计 量装 ⋯—卜 “— +- ”— 卜 “— + -”— - + -一- +一 “+ “+“— — 卜 “— - 卜”— +-“— 卜 n—卜 ”— ’ 一”— +_”+ 置 ，拌制 的混凝 土 和 易性 较好 ，混 凝土 浇 筑 振捣 均 匀 ，极少 出现蜂窝麻面现象 ，拌 制速度快 ，质量 也得 到了保障。 4 结语 随着新农 村建设步伐的加快 ，房屋建筑工程 和配 套设 施不断增加和完善 ，混凝 土的应用量也在不 断增 加 ，为了确保 工程 质量 ，必须 确 保 混凝 土 的设 计 强 度。在混凝 土搅拌 中，一般 都 采用 0 ． 5 m 的搅 拌机 ， 针对这种情况所研制的混凝土生骨料计量装置，加工 制作简单，运输和安装方便，易于操作，所拌制的混 凝土完全能够达到设计强度要求 ，彻底解决 了生骨料 体积不易掌控的难题 。A 6 3