摘要: 對實際應用中的不同混凝土攪拌機和攪拌方法進行了綜合分析，提出混凝土性能取決于其微觀結構，而微觀結構又取決于其組成成分、養(yǎng)護條件、攪拌方法以及攪拌機型。判定一種攪拌方法在特定的工況下是否最優(yōu)，需綜合考慮施工地點與拌和樓的距離、工程所需混凝土量、施工進度以及生產(chǎn)成本等因素；并且以混凝土攪拌質量為依據(jù)來評價混凝土攪拌方法，同時給出攪拌效率的評價方法。
關鍵詞: 混凝土攪拌機；攪拌機效率；組成成分；養(yǎng)護條件；攪拌方法
中圖分類號: U415.5 文獻標識碼: B 文章編號: 1000- 033X(2007)04- 0025- 03
0 引言
混凝土性能取決于其微觀結構，而其微觀結構又取決于其組成成分、養(yǎng)護條件、攪拌方法以及攪拌機型［1］。攪拌過程的控制很重要，涉及到攪拌機型、投料順序以及攪拌能耗等因素［2］。在對實際應用中的不同攪拌機型及其攪拌方法綜合評述的基礎上，本文將就其應用情況進行檢驗，同時以混凝土質量為依據(jù)來評價混凝土攪拌方法，并給出攪拌機效率的評價方法。
判定一種攪拌方法是否最優(yōu)，需綜合考慮以下因素：施工地點與拌和樓的距離、工程所需混凝土量、施工進度以及生產(chǎn)成本等，但混凝土質量是最主要的因素?；炷临|量是根據(jù)混凝土的性能及其勻質性來評定的，并常被參考作為攪拌機效率的評價方法。攪拌機的效率參數(shù)受投料順序、攪拌機型以及攪拌能耗等因素影響［3］。
1 攪拌機
1.1 間歇式攪拌機
根據(jù)攪拌機旋轉軸的定位方式不同，可以將間歇式攪拌機分為水平式、傾斜式（鼓筒式攪拌機）、垂直式（盤式或鍋式攪拌機）。
1.1.1 鼓筒式
鼓筒式攪拌機拌筒截面見圖1，攪拌葉片固定在可旋轉的鼓筒內壁，鼓筒旋轉的過程中提升物料，拌筒每轉一轉，被葉片提升到一定高度的物料將自落回拌筒底部，如此循環(huán)。主要有3類：非傾翻式鼓筒、反轉式鼓筒、傾翻式鼓筒。非傾翻式鼓筒是固定的，骨料從投料端投入，從卸料端卸出，見圖2。反轉式攪拌機與非傾翻式攪拌機相似，不同之處是，反轉式攪拌機的投料口與卸料口是統(tǒng)一的。反轉式攪拌機一般用于攪拌小于1m3的混凝土；傾翻式鼓筒攪拌機的鼓筒傾角是可以變
化的，見圖3。攪拌過程中鼓筒軸線一般與水平線成15°傾角，而在卸料時鼓筒軸線向水平線負方向傾斜。傾翻式攪拌機是實驗室和施工現(xiàn)場攪拌小批量（小于0.5m3）混凝土最常用的機型。
1.1.2 盤式
盤式攪拌機工作原理基本一致：物料在拌筒內受旋轉葉片作用進行攪拌，刮料葉片將拌筒內壁上的粘料刮去。圖4給出了不同形式葉片和拌筒的組合情況，一種情況是葉片旋轉軸線與拌筒的軸線是重合的（單漿攪拌機)；另一種情況是攪拌機的葉片旋轉軸線與拌筒的軸線有偏距(行星式攪拌機和逆流式攪拌機)，這時葉片既繞自身軸線旋轉，同時又繞拌筒中心線旋轉；還有一種情況是2根軸同步反向旋轉(雙軸攪拌機)，在靠近拌筒內壁附近的葉片與軸線成一定角度，作用是將拌筒內壁上粘結的物料刮去，并推向拌筒中心，以便與攪拌葉片產(chǎn)生沖擊。
1.2 連續(xù)式攪拌機
連續(xù)式攪拌機工作過程中骨料被持續(xù)加入拌筒以恒定速率進行攪拌、卸料。通常具有螺旋帶狀的攪拌葉片，鼓筒向下傾斜，朝向卸料端，攪拌時間取決于拌筒傾角（通常取15°）。適用于工作時間短、卸料時間長、
施工現(xiàn)場偏遠并且運輸量較小的情況，主要用于低坍落度混凝土(如路面攤鋪)。
2 攪拌方法
2.1 上料、攪拌和卸料
上料方式包括不同骨料的上料順序以及上料過程的持續(xù)時間。上料時間是指從開始上料到所有骨料全部投入攪拌機為止的這段時間。國際材料與研究實驗聯(lián)合會（RILEM）將上料時間分為2部分：干拌和濕拌（圖5）。干拌是從上料開始到注水之前的這段過程；濕拌是從注水完成或者注水開始到上料結束的這段時間［4］，通常攪拌時間指的是從上料開始到卸料完成的這段時間。RILEM采取另一種方法定義攪拌時間為：上料結束到卸料開始這段時間（圖5）；攪拌機卸料時應該考慮提高生產(chǎn)率（要求快速卸料），并且不改變混凝土勻質性（要求低速卸料）。比如，如果卸料過程中速率發(fā)生突變時混凝土各組分可能發(fā)生離析。
2.2 攪拌能耗
攪拌機的功率消耗與混合料的類型、生產(chǎn)批量以及上料方式有關，涉及因素比較復雜，不宜作為衡量攪拌機效率的指標。舉例來說，具有大功率電機的攪拌機可能被用于攪拌低工作性、高粘性的混凝土，而其攪拌能耗可能與具有小功率電機的攪拌機攪拌較大量、工作性較高的混凝土所消耗的能量相當。
3 攪拌機效率
“攪拌機效率”概念用于評價攪拌機將各單一組分拌和成均勻混凝土的能力。RILEM認為，如果一臺攪拌機能夠將所有參與攪拌的組分均勻地分散到拌筒空間，那么該攪拌機效率較好。因此，在評價攪拌機效率時，應該對物料的離析以及骨料級配狀況進行監(jiān)控。
3.1 間接方法
因為混凝土的宏觀特性受其組成成分影響，通常檢測指標有：新拌混凝土的工作性、稠度、含氣量、抗壓強度。這種方法的缺點是不能直接反映混凝土均勻性。
另外，所選取的測量方法也許不能精確定位組分的變化，或許因為樣本太大，或者所選取的性能指標本質上并不受非均勻性的影響。
3.2 直接方法
更直接的判定攪拌機效率的方法是測量混凝土的勻質性。混凝土的勻質性的測量可以通過判定不同成分，如粗、細骨料、礦物添加劑成分以及水泥漿等的分布情況來獲得。RILEM建立了一套攪拌機效率劃分等級，分為3個等級：普通攪拌機、一般性能攪拌機、高性能攪拌機。4個指標來定義：W/F值、F值、粗骨料值以及含氣量。采若干樣本測量上述幾個指標，分別計算其均值和方差。離差系數(shù)(COV)衡量了混凝土的均勻性，離差系數(shù)越小說明混凝土拌和物越均勻，見表1。
3.3 混合方法
該方法所選取的幾個指標為：水泥、細骨料、粗骨料在攪拌筒內的分布狀態(tài)、抗壓強度變化、稠度變化。該方法建議采用同一種混凝土來比較不同的攪拌機。表2給出3種混凝土作為參考選擇，而不是建議3種混凝土都使用。在卸料過程的不同時間拾取8個樣本測量，如果每鍋料測量指標的變化小于6%~8%，則認為該攪拌機效率較高。
3.4 作為效率指標的生產(chǎn)率
生產(chǎn)率是指一個周期內生產(chǎn)的混凝土的數(shù)量，不是衡量混凝土勻質性的指標［5］。對于間歇式攪拌機，生產(chǎn)率取決于攪拌機的上料時間、攪拌時間以及清洗時間。清洗時間往往不被考慮，不作為攪拌周期的一部分；對于連續(xù)式攪拌機忽略清洗時間是合理的。當然，出于經(jīng)濟性考慮，生產(chǎn)率應該越高越好，但必須保證混凝土攪拌質量［6- 7］。
4 結語
(1) 攪拌過程是一個復雜的過程，受到攪拌機型、攪拌周期、上料方式以及攪拌能耗等因素的影響。
(2) 攪拌機的效率是由所生產(chǎn)的混凝土的勻質性來評價的，也可以認為是由生產(chǎn)給定質量和勻質性要求的混凝土所消耗的能量來評價的。這里的勻質性指標可以由混凝土的組成成分來衡量，也可以由混凝土宏觀特性的變化來衡量，如抗壓強度和工作性。
(3) 攪拌能耗是指攪拌周期內的功率消耗，是一個非常有用的判定混凝土工作性變化的指標，可以避免卸料測試以及測量坍落度值。不過，還沒有足夠的證據(jù)表明攪拌能耗可以用來判定攪拌機效率。
參考文獻:
?。?］馮忠緒.混凝土攪拌理論與設備［M］.北京：人民交通出版社，2001.
［2］許安，崔建飛，汪建衛(wèi).混凝土攪拌機性能評定指標的探討［J］.西安公路交通大學學報,1999,19(2)：70- 72.
［3］克利斯托夫·科曼.采用雙臥軸攪拌技術高效生產(chǎn)混凝土［J］.建筑機械,2003,23(7)：23- 25.
?。?］汪建衛(wèi)，馮忠緒，毛興中.攪拌功率的計算［J］.西安公路交通大學學報,2000,20(3)：98- 100.
［5］李世坤.我國瀝青混合料攪拌設備的發(fā)展［J］.筑路機械與施工機械化，2003,20（6）：4- 7.
［6］凌杰，王榮慶.優(yōu)化理論在瀝青路面機械化施工中的應用［J］.筑路機械與施工機械化，2001,18（1）：22- 24.
［7］馮忠緒，趙利軍，姚運仕.攪拌低效區(qū)及其消除方法［J］.長安大學學報：自然科學版，2005，25(6)：82- 85.
