APMS系统产制高性能混凝土的理论下篇

作者简介:赖瑞星(先生)在混凝土行业从业30余年,编辑出版过大量混凝土文献和论文,赖瑞星先生目前担任“将心软件”的资深专家。

五、多重配比设计的理论(产制配比)

商用混凝土比起一般产业产品有很不同的本质,其特殊处在于以下各点:

(1)为「客制化」产品,因工件形状、位置及所处环境之不同,所以浇置的混凝土须有种种特性之要求,以符合客户之需求。

(2)为「本土化」产品,混凝土使用大量砂石骨材及胶结材的原材料,故运输成本占很大的比重,因此“就近取材”为不变之定律,同时因短时间内需要大量的材料,故在本地向多方面采购也是必然的通则。

1.产制配比的独特性

产制配比与经试拌后确认的配比,在使用的基础上有非常大的不同,试拌用的配比只是很单纯的对应试验所取样本的属性作成,而产制配比则因客制化及本土化,故须要面临:(1)原材料表征属性的变动。(2)施工要求的变动。(3)环境的变动。所以,混凝土产制配比的处理比一般试验用配比要来得复杂。

产制配比须应对的变动内容如下图所示:

上述三种主要变动中,无论是属计量值或计数值特性,都是属于「连续型」的流变,也就是说,有无限组的变动影响生产配比的正确性。因此,生产配比间的『数理结构关系』必须被建立起来,以应对所有的变动。

这个数理结构关系则须服膺混凝土五大任务之要求,也就是须作好混凝土的工作性及安全性的数理量化,其实际处理过程为:

?混凝土工作性的量化(工作性基因化)

由于混凝土工作性是种抽象的描述,很难以试验值作具体的「定量」,所以必须先将混凝土分割成第一、二、三种填充,再以混凝土组成最「致密」的概念,分别将此三种填充作数理量化之处理,藉此填充量化公式的计算作“混凝土工作性的首、次码基因试验”找出相应工作性及强度的首、次码基因值。

?同一强度的量化(水胶比恒定化)

在混凝土产制时,虽然为同一强度之标号,但仍有上述三种变动之要求,这些变动的要求会影响水胶比的变动,理论上就会影响混凝土强度;为了确保水胶比的恒定,配比计算系统就必须加入一些「水参数」作调整,系统依此调整最后的用水量同时调整总胶量的使用,使得输出配比能维持恒定的水胶比,确保混凝土的安全性。

产制配比的设计,依上述两原则建构数理关系,不仅让所有产制配比都具工作性及安全性,同时依出货面对所有变动都能有相应之配比,成为一群『智能型』的混凝土配比。而传统型的产制配比间并应无合理的数理关系存在,配比间都是独立的,完全由人为『经验』设定,两者之差异,可由下述两图作比较

在强度向虽有不同的水胶比(W/B),但砂率(S/A)依人为经验决定,无数理关系联结,难以维持一定的工作性。料性向的砂率(S/A)也是依人为经验决定,在同工作性之下,水胶(W/B)比难以固定,强度难以维持稳定。

无论强度向或料性向,都以最致密填充的首、次码基因值及水参数作为调整的数理联结,经计算机依相关模块运算,维持应有的工作性及强度。

叁、产制混土配比管理的理论

一、混凝土传统配比的产制流程

如上图所示,依工地需求,由调度中心以相应的「配比代号」发送给拌料中心,由工控系统中人为撰写的相应配比作拌合,再由混凝土搅拌车输运至工地。

如上图所示传统配比的产制,在质量管理上有以下的缺点:

①对于产制面临的材料、施工及环境的变动,以传统固定的静态配比,无法作立即有效相应改变,故产出的混凝土质量也会呈相对的不稳定。

②原材料进料检验的质量信息,因产制配比的繁多,无法作立即有效相应改变,没有改善活动(Action)的检验(Check)是无义意的。

③出货后客户品质信息的回馈,无法作立即有效相应改变,产生不断的客诉报怨。

④调度中心以“代号”作出料作拌合作业,容易混淆、误传等人为失误产生。

⑤存于拌料中心的产制配比,可经由人为的任意修改。

二、APMS系统配比的产制流程

如上图所示,调度中心依工地要求的混凝土特性,以配比四要素:?强度(Strength)。?坍度(Slump)。?胶结材组态(BinderCompoundCompsition)。?料性(CoarseorFine)。输入APMS系统,由主计算机计算相应的混凝土配比,并直接传送给拌料中心的工控系统计算机,由工控系统计算机接收后作拌合,再由混凝土搅拌车输运至工地。

如上图所示改由APMS配比系统的产制,在品质管理上有以下的优点:

①对于产制面临的材料、施工及环境的变动,以APMS系统浮动的动态配比,可作立即而有效相应改变,故产出的混凝土质量也会呈相对的稳定。

②原材料进料检验的质量信息,可立即输入APMS系统作所有配比的修正,充份利用检验的信息作制程的改善。

③出货后客户质量信息的回馈,可藉由品管人员的处理后,立即输入APMS系统作配比的修正,降低客诉报怨。

④调度中心依客户需求及环境状态,输入“配比四要素”组合配比,降低人为的失误,也避免配比被随意更改之危险。

⑤配比所有参数皆有「授权」管制,由主计算机依一定的模式计算,拌料中心只负责依配比出货,任何人员无法作修改。

end

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