摘 要：适用于建设工程施工现场拌制混凝土，符合“客运专线高性能混凝土暂行规定”要求的骨料直投式混凝土搅拌站的结构特点及其工作流程的实施和控制。
关键字：骨料直投 工程站 流程时序 实施用时 控制定时
1 混凝土搅拌站的发展概况和现状
作为用于生产混凝土的成套设备，混凝土搅拌站在我国起步较晚，但发展很快。混凝土搅拌站的型式按骨料系统配置结构区分，在经历了早期的扇形料场储料，悬臂拉铲供料，料车提升投料的型式，发展到独立料场储料，配料机供料计量，皮带机输送提升，中途斗暂存投料的形式，并得到了广泛的应用和用户的首肯。
混凝土搅拌站按其生产的用途性质可分为两类，一类是用做商品混凝土供应基地的主要生产设备，俗称商混站；另一类是用于工程施工现场拌制混凝土的搅拌设备，俗称工程站。两者对搅拌站的配置结构及适用条件的要求也不尽相同。由于搅拌站的发展经历与商品混凝土的推广应用过程几乎是同步实施，因此当前流行的搅拌站普遍体现为适用于商混站的要求，当用户要求用作工程站时，也只是简化结构组件取消封闭外装或降低配置的技术指标，难以满足用户对于产品技术经济指标和适用条件的要求。
2 工程站对产品适用条件的要求和用户的期望
(1) 产品的生产能力等多项经济技术指标必须符合国家标准要求，达到国内先进水平，满足各种混凝土的生产。
(2) 成套设备不仅要求配套齐全、完善，工艺合理、可靠，而且要求具有较好的拆装移动性。产品的设计和配置应尽可能的考虑结构紧凑，占地面积小，现场布置适应性好，设备基础费用低，安装调试简捷，操作环境条件良好，维护保养便利 ，拆迁移动方便。不仅要考虑提高产品的性价比，而且要考虑降低用户承担的相关费用。
(3) 满足高性能混凝土的拌制要求。客运铁路工程的桥梁制造就要求在施工现场按“客运专线高性能混凝土暂行规定”采用砂浆裹石搅拌工艺拌制混凝土。
3 骨料直投式混凝土搅拌站的结构特点
我公司依照工程站的适用条件并广泛收集用户的要求，开发研制了适用于建设工程施工现场拌制混凝土，符合“客运专线高性能混凝土暂行规定”要求的HZS桪系列混凝土搅拌机。参见“H Z S - D 混凝土搅拌站的结构简图”。
(1) D 系列混凝土搅拌站骨料系统的储、配、供料采用配料机，提升采用人字花纹带型的倾斜皮带机，其头部直接坐落在搅拌机上，骨料从皮带机输出直接投料。其结构特征为皮带机安装倾角3 0 度和没有中途暂存斗。骨料系统流程简捷，结构紧凑，设备占地面积小，为工程站的理想配置。
图1 H Z S - D 桪混凝土搅拌站的结构简图
(2) D 系列混凝土搅拌站计量系统将水泥与掺和料、水和添加剂的计量装置及其架体结构采用模块化设计，并直接坐落在搅拌机上。其结构特征是计量装置集中、架体合一、支撑缩短，搅拌机的上部结构紧凑、安装调试简捷，拆迁移动便利，搅拌机台面通畅，维护保养方便，外型更简洁美观。
4 骨料直投式混凝土搅拌站工作流程的实施和控制
直投式搅拌站各工作流程的实施用时、控制定时及流程时序参见附表“工作流程的实施用时和控制定时”和“直投式搅拌站流程时序表”。沙浆裹石搅拌工艺的工作循环周期按150 秒设定。流程时序表的工作循环周期按7 2 秒绘制。
4.1 流程运行实施用时tn 的取决因素和相关技术条件
4.1.1 骨料累积计量
t 1 = Σ G / S 1 × Q g ．其中：ΣG=2000E(kg)，式中：Σ G(kg)为批次骨料总重量；E （m 3 ）为搅拌站主机的额定容量；S 1( d m2) 为骨料储料斗底门开启时的开口截面面积；Q g(kg/sdm2)为骨料自由落料时单位面积流量，可通过实测获取，经验数据Qg=12kg/sdm2.
4.1.2 水平皮带机放料输出
（1 ）配料机采用水平皮带机上计量槽累积计量形式。
t2=l0/v＋ΣG/Qs．其中：Qs=10vSγ(kg/s)式中：l0(m)和v(m/s)为水平皮带机前段输送长度和带速；Qs=(kg/s)为放料输出的流量；S 2( d m2) 为皮带机上计量槽前端面的开口截面即流动骨料的纵截面面积；γ为骨料的堆比重。
表1 工作循环周期与流程用时和定时 单位：s 
表2 直投式搅拌站流程时序表 单位：s 
（2 ）配料机采用计量斗独立计量形式。
t2=l0/ υ﹢Σ G/Qs．这时Qs= S2 Qg.式中：S2(dm2)为计量斗底门开启时的开口截面面积。水平皮带机设计选型的输送能力Qpmax (t/h)应符合Qpmax ≧ 3.6Qs
4.1.3 骨料料头输送提升 ﹒
t3=L/V 式中：L（m）和V（m/s）为倾斜皮带机的输送长度和带速。倾斜皮带机设计选型的输送能力 Qxmax (t/h)应符合Qxmax ≥ 3.6QS
4.1.4 批次骨料输出投料
t4=ΣG/QS= t2-L0/V.
4.1.5 水泥和掺合料计量
t5=3.6ΣF/ QL. 其中: ΣF=560E(kg),式中: ΣF(kg)为批次粉料的最大重量，QL(t/h)为供料螺旋的输送能力
4.1.6 粉料投放
t6=ΣF/ QD. 式中: QD(kg/s)为放料蝶阀开启时粉料的落料流量
4.1.7 水和添加剂计量
t7=3.6ΣS/ QB,其中: ΣS=220E(kg)和t7=3.6ΣT/ Qb.其中: Σ T=25E(kg)。式中Σ S(kg)和Σ T(kg)为批次加水和添加剂的最大重量，QB(t/h) 和Qb(t/h)为水泵和耐腐泵的排量
4.1.8 液剂投放
t8=3.6ΣS/QF,式中: QF(t/h)为放水管路水泵排量或自由投放时的排放流量
4.1.9 混合料搅拌t9 由T 确定
4.1.10 混凝土卸料t10 由T10 确定
4.2 流程时序的控制宗旨和相关控制定时Tn 之间的关系
4.2.1 串行时序的控制宗旨
各种原材料计量流程的实施用时取决于混凝土配合比和实际供料流量，由电子称量配料仪控制，是可能随机变化的时间，因此需要设流程定时，使计量实施完成后等待到定时结束再实施下一个放料流程，也就是T1+T2=T, T5+T6=T, T7+T8=T.而且T1>t1 ,T5>t5 ,T7>t7。为充分发挥搅拌机的功效，应设T 4 T6 T8 的最大值T4+T9+T10=T 。
4.2.2 并行时序的控制宗旨
并行时序的控制宗旨是前一批次混凝土料T 1 0 结束的同步后一批次投放T 4 T6 T8 开始。其中T 3 比T 2 滞后l0/ υ,T4 比T2 滞后l0/ υ＋ L/V。
5 结束语
搅拌站的骨料流程取消中途暂存斗由皮带机直接投料形式的工程站实用可行的技术支持是骨料输送提升执行元器件相关技术规格的优化设计和流程工作时序的控制保障。我公司开发研制的H Z S - D 系列混凝土搅拌站采用骨料直投技术，并充分考虑了工程站的使用要求和适用特性，是建设工程施工现场拌制混凝土的理想设备。
