隨著我國經濟建設的發(fā)展,社會對建設施工的質量、環(huán)境的影響、作業(yè)效率的要求越來越高。生產效率低、污染高、施工質量難以控制的現場混凝土拌合生產模式逐漸被淘汰,逐步由在混凝土攪拌站進行混凝土的預拌生產模式所取代。
1 我國預拌混凝土生產施工系統(tǒng)現狀及存在的問題
1.1 系統(tǒng)現狀
據不完全統(tǒng)計,2005年在全國已有預拌混凝土攪拌站(廠)2000多家,生產能力達到35000萬m3以上。2006年以來,隨著京滬、哈大等高速鐵路的形式,混凝土攪拌站的數量也大幅增長。混凝土攪拌站完成混凝土的預拌生產,使用混凝土攪拌輸送車將預拌好的混凝土運送到施工工地,再通過布料設施進行混凝土的布料,這樣的作業(yè)流程構成了我國現在通常使用的預拌混凝土生產施工系統(tǒng),以下為具體流程。
(1) 混凝土攪拌站預拌混凝土及混凝土攪拌輸送車裝料。
混凝土攪拌站進行混凝土配料、加水攪拌(濕式攪拌)后,填入混凝土攪拌輸送車罐體內。
(2) 混凝土攪拌輸送車運輸混凝土。
使用進出料口在車輛后部的混凝土攪拌輸送車(后卸料攪拌車)將混凝土運輸到工地。
(3) 混凝土攪拌輸送車將混凝土卸至布料設施。
混凝土攪拌輸送車將混凝土運至工地后,用工地配備的泵車、滑槽、布料小車等布料設施將混凝土輸送到指定位置。
1.2 存在問題
從以上流程介紹可以看出,盡管這種預拌混凝土生產施工方式比現場拌合的混凝土生產模式有了質的飛躍,但也存在著一些問題。
(1) 攪拌站覆蓋范圍小、網點密集、投資大,占用社會資源多,對市容、環(huán)境影響大。目前國內攪拌站絕大部分采用濕式攪拌生產運輸方式,即混凝土攪拌站對配好的混凝土基料(水泥、砂、骨料)加水進行攪拌后,再用混凝土攪拌輸送車運輸到工地。由于混凝土加水拌和后45~60min,水泥的凝膠開始凝結(初凝),攪拌料逐漸變稠,流動性逐漸變低,產生坍落度損失,為保證混凝土施工中有足夠的操作時間,混凝土施工規(guī)程規(guī)定在氣溫小于25℃時,要求從混凝土攪拌完成到現場加添加劑為止的運輸時間限制為60min;在氣溫大于25℃時,時間限制僅有45min;預拌混凝土生產出來以后一般必須在2h以內完成使用(個別特殊型號的預拌混凝土必須在20min內使用),一個工作面完工前預拌混凝土的供應要求不能中斷。因此采用濕式攪拌的混凝土在路程較遠、運輸時間較長的情況下不容易保證混凝土質量,一般合理的運距在20km以內,這樣攪拌站覆蓋范圍就不可能太大。
(2) 攪拌輸送車效率低、安全性差?,F有的混凝土攪拌輸送車(以下簡稱后卸料攪拌輸送車)均為后卸料方式,其進料斗、出料斗均在車輛的后方。后卸料攪拌車在裝卸時,由于需要倒車進入攪拌站,特別是重載倒車進入施工現場,必須有專人給以引導,緩慢進入,操作不方便,效率低;需要額外配備人員操作攪拌輸送車滑槽與布料設施對接,增加人力投入;由于駕駛員無法直接看到位于車輛尾部的布料點,在接近作業(yè)點時容易產生危險。
(3) 布料作業(yè)效率低、費用大。由于后卸料攪拌輸送車不能作業(yè),在所有的施工現場都需要配備布料車輛、布料滑槽、泵車(站)等機械,以及較多的施工人員,施工設備和人工耗費大、效率低。
2 前卸料混凝土攪拌輸送車生產施工技術
針對以上存在的問題,為提高效率、降低費用、減少資源投入、增加競爭力,國際上一直在研究采用更高效的預拌混凝土生產施工技術,前卸料混凝車的出現對前卸料攪拌輸送車系統(tǒng)帶來了突破性的進展。
2.1 前卸料攪拌輸送車簡介
前卸料混凝土攪拌輸送車(以下簡稱前卸料攪拌輸送車),英文名稱為Front Discharge Truck,顧名思義,其最大特點是進、出料口均在車輛的前方、駕駛室的上方,在其進、出料口下方設有既可以左右擺動、又可以上下俯仰的布料滑槽,滑槽的運動可由駕駛員在駕駛室內操控。前卸料攪拌車具有特殊的底盤結構,擁有大功率的攪拌驅動系統(tǒng)、大容積的水罐,能實現將混凝土基料運輸到工地后,再加水自行攪拌的干式攪拌功能。
由于前卸料攪拌輸送車的結構特點,使得駕駛員可以面向施工現場駕駛車輛,直接到達作業(yè)點,還可以操作出料滑槽的升降、擺動,而且能邊行車、邊布料。
2.2 工作流程
由于前卸料攪拌輸送車的特有功能,在許多情況下此車可以將混凝土生產、裝卸運輸和施工三個環(huán)節(jié)緊密地結合起來,其干式攪拌功能使工作范圍向前延伸到混凝土的生產環(huán)節(jié),其布料功能使工作范圍向后擴展至施工環(huán)節(jié)。使用前卸料攪拌輸送車的預拌混凝土生產施工系統(tǒng)工作流程如下:
(1) 攪拌站預拌好混凝土或完成混凝土基料配料,前卸料攪拌輸送車裝料。
(2) 前卸料攪拌輸送車將預拌好的混凝土運輸到工地或在工地向配好的混凝土基料內加水,攪拌輸送車進行攪拌作業(yè)后,再進行布料作業(yè)。
2.3 施工優(yōu)點
從上述生產施工流程可以看到,使用前卸料攪拌輸送車可以替代攪拌站的一部分混凝土生產功能,在工地上可以替代一些設備和人工的作用,具有以下優(yōu)點:
(1) 前卸料攪拌輸送車具有干式攪拌功能,擴大了攪拌站覆蓋范圍。
在一些施工現場離攪拌站較遠、運輸路況較差、運輸時間難以保證的情況下,攪拌站可以利用前卸料攪拌車的干式攪拌功能,向攪拌罐加入混凝土基料,由攪拌輸送車運輸到達工地后,再用車輛壓力水箱中的水注入攪拌罐里進行攪拌,以保證混凝土合理的使用時間,滿足施工要求。這樣就使攪拌輸送車的作業(yè)距離加大,攪拌站覆蓋范圍擴大。
(2) 前卸料攪拌輸送車在混凝土施工作業(yè)中適應性強、效率高、綜合費用低。
前卸料攪拌輸送車綜合了混凝土運輸車與布料設施的功能,其出料滑槽位于駕駛室前端,出料滑槽加配有4節(jié)可拆裝活節(jié)以增大作業(yè)區(qū)域,駕駛員通過操作位于駕駛室內或外部的液壓操縱閥控制出料滑槽的升降和旋轉,可在直徑13m范圍的半扇區(qū)進行180°布料。一定條件下該車可替代工地上配備的布料設施,特別是在大型地面攤鋪作業(yè)時,可完全替代泵車進行布料、攤鋪作業(yè)且更加靈活;較遠距離作業(yè)及向下作業(yè)場合,及需架設固定延伸滑槽才能完成的作業(yè)項目,前卸料攪拌輸送車均可直接到達作業(yè)點,進行布料作業(yè)。
前卸料攪拌輸送車到達工地后,駕駛員不需專人配合即可到達作業(yè)點進行卸料、布料,并控制混凝土均勻攤鋪作業(yè),減少了作業(yè)配合時間,提高了使用效率,車輛周轉時間短,據美國混凝土行業(yè)統(tǒng)計,前卸料車日混凝土運輸量比同容量的后卸料車高25%以上。
后卸料攪拌輸送車需6~8人左右配合卸料、攤鋪,工地現場還需架設輔助溜槽。由于前卸料攪拌輸送車卸料后只要2~3人進行簡單的平整,減輕了現場勞動強度,提高了作業(yè)效率,減少其它施工設備使用,前卸料車與后卸料車相比可節(jié)省現場工人3~4人,綜合作業(yè)成本降低30%以上。
(3) 前卸料攪拌輸送車提高了作業(yè)安全性。
由于前卸料攪拌輸送車裝卸料和施工操作位于駕駛室前端,駕駛位置又處于車輛前端的中央,駕駛員可方便地直接看到操作目標和復雜的作業(yè)現場,不會發(fā)生由于觀察困難或溝通不便而產生危險,大大提高了作業(yè)安全性。該車視野開闊,前卸料作業(yè)裝置不影響駕駛員駕駛視線。
(4) 前卸料攪拌輸送車通過性好,越野能力強。
前卸料攪拌輸送車可以選裝8×6越野底盤,其獨特的柔性車架、10t級驅動前橋、空氣懸架、寬斷面、大直徑單輪胎設計大大地提高車輛的通過性能,在一些比較差的路況下,該車輛仍然能正常作業(yè)。