混凝土制備過程的水分測量系統(tǒng)

 [摘要] 在高價值混凝土的制備中，混凝土攪拌站不再僅僅依靠經(jīng)驗來調(diào)節(jié)水灰比。為了保持所配制混凝土具有相同的質(zhì)量，每次配料混合的加水量都必須重新確定。在自動化生產(chǎn)過程中，只有測量出石子，尤其是砂子的水分，才能準確確定加水量。本文介紹了在料倉出口或混凝土攪拌機內(nèi)使用的幾種不同水分測量裝置。

    連續(xù)測量攪拌機內(nèi)在攪拌過程中新拌混凝土水分和儲倉中骨料內(nèi)含的水分，目前只有間接的測量裝置可用。這些裝置可以測量如下的內(nèi)容，如:攪拌機電機的功率消耗，攪拌機內(nèi)新拌混凝土的電導率，混合物料的電介常數(shù)，或者使用微波探測器測量微波發(fā)送和接受過程中微波能量被吸收的程度。

    在上述這些測量方法中得到的測量值可以換算出水分含量，混凝土試樣干燥法可作為水分的校驗方法，對測量裝置的測量結(jié)果進行驗證或補償。在生產(chǎn)過程中測量結(jié)果的驗證和生產(chǎn)條件相關(guān)，如:石子的物料品質(zhì)是否能保持穩(wěn)定，而要保持砂子的質(zhì)量穩(wěn)定則很困難。當砂子來源發(fā)生改變時，例如:砂子供應(yīng)商更換，新的砂坑或者其他原因造成的水分變化，所有的測量裝置原則上都應(yīng)該使用驗證方法來檢查測量的準確性。在保持物料同樣品質(zhì)以及砂子來源于同樣砂坑的條件下，這種測量驗證每周一次就足夠了。

    相反，為準確遵守混凝土配合比，在水泥、骨料和外加劑的計量時要使用校驗過的稱量秤和流量計，在間接的水分測量情況下結(jié)果不僅和材料的水分有關(guān)，而且還受材料的特性，如:松散容重、溫度、可溶性鹽、氣氛、PH 值以及顆粒形狀、級配曲線。這些干擾因素同樣必須予以測量和補償，以保證校正后的測量裝置其測量值能可靠地換算出實際的水分含量。

    由測量出的骨料含水量可以得出攪拌時的應(yīng)加水量，以滿足混凝土保持定好的水灰比的要求?；炷僚浜媳仍O(shè)定的水灰比出現(xiàn)偏差將嚴重影響新拌混凝土和硬化混凝土的質(zhì)量。如果在計量和攪拌過程中不能保證誤差值，尤其是自密實混凝土將出現(xiàn)明顯的質(zhì)量劣化。在制備混凝土的自動化生產(chǎn)過程中，用水量計量的準確性對于提供穩(wěn)定的、高質(zhì)量的混凝土總是非常重要的。

    所以，為了達到較好的實際使用效果，在選擇測量裝置時設(shè)備制造商的技術(shù)建議是重要的。只有這樣方可使水分測量更好地適應(yīng)每個混凝土攪拌站不同的影響因素。對于測量裝置給出的測量精度說明，必須注意其是否為設(shè)備制造商在實驗室標定的數(shù)值，實驗室的干擾因素較少、較輕，該精度在實際生產(chǎn)條件下通常是達不到的。混凝土制造商對水分測量技術(shù)的要求是，在實際生產(chǎn)中所測水分含量的偏差最大不得超過0.5%的測量精度。

    測量水分的探頭可以安裝在(強制式) 攪拌機的底板，帶(自落式) 攪拌機的側(cè)槽，水平式攪拌機的側(cè)幫，攪拌機前的料倉以及配料輸送帶上(圖1 、圖2) 。在進攪拌機前測量物料的水分可以節(jié)省攪拌過程的干混時間，這種方式攪拌機的操作時間小于在干混物料時于攪拌機內(nèi)測量水分的方式?？s短混凝土制備的操作時間可提高攪拌機產(chǎn)量、降低能耗和設(shè)備損耗。

Arnold

    Arnold 公司——水分測量裝置采用的是電容高頻的工作原理。充分利用水的介電常數(shù)80與所測的其他材料不同的差別，大部分材料的介電常數(shù)界于3-10之間，如砂子為4.5。按水固比例的不同會得到(3～80之間) 中間的介電常數(shù)，該數(shù)越大水分含量越多。

    電容高頻方法是用電傳感器感應(yīng)或得到水分子通過傳感器測量范圍時導致的電場變化值，用于測量的電容器電場從測量探頭到深入物料層150mm。

    采用電容法得到的水分測量結(jié)果受溫度、堆積密度、PH 值和顆粒形狀的影響，這些干擾因素必須在測量系統(tǒng)中得到校正補償