水泥厂混凝土搅拌站实验室设计要求及规范

实验室在搅拌站质量控制方面有极其重要的作用,人们对搅拌站绿色化的要求也在不断加深,因此实验室的设计越来越受到人们的重视。本文详细介绍了适用于绿色混凝土搅拌站实验室的设计原则和设计要求,并对 2 例不合理的搅拌站设计做以分析,提出了较为合理的搅拌站设计样本。

水泥厂混凝土搅拌站
水泥厂混凝土搅拌站

混凝土搅拌站实验室是混凝土生产企业质量控制的核心部门,随着人们对商品混凝土绿色化重视程度的日益提高,实验室从原有的原材料进厂检验、生产过程质量控制、混凝土出厂检验、不合格品处置、质量保证资料的出具、整理归档等职能发展为兼具混凝土搅拌站绿色化管理及项目的新工艺、新技术、新材料的推广工作的高价值职能部门。作为搅拌站当之无愧的核心部门,实验室的合理化设计及优化管理,对搅拌站的高效运营起到了举足轻重的作用。本文阐述了绿色搅拌站实验室建设布局的组成、设计,列举了部分不合理的实验室设计,并提出了较为合理的搅拌站设计样本,期望对新建的绿色混凝土搅拌站实验室有借鉴作用[1]。

1、实验室作用

随着混凝土搅拌站的不断升级,混凝土企业实验室一起的作用也变的更加重要。目前绿色搅拌站实验室的重要性主要体现在质量控制、成本控制、咨询服务几个方面,另外,随着搅拌站对技术升级的需求越来越旺盛,也有不少的实验室承担着科技研发的相关工作。

2、实验室组成

根据商品混凝土企业实验室的四大作用,可将混凝土搅拌站实验室大致分为混凝土室、水泥室、骨料室、力学实验室、耐久实验室、养护室、办公室等。但具体的实验室设计还需要根据混凝土企业生产、科研、检测的实际需要,对实验室的整体规划和仪器布置等环节加以调整,满足不同企业对实验室的不同要求[3]。

混凝土搅拌站实验室设计
混凝土搅拌站实验室设计

3 实验设计要求

3.1 实验室设计的一般要求实验室设计要符合整体协调、内部设置合理、实验仪器相互融合、互不干扰的基本原则。

3.1.1 整体设计原则

实验室的整体设计要符合就近原则,工作任务前后承接紧密的科室尽量相互靠近,如混凝土成型室要紧靠混凝土养护室、混凝土养护室要紧靠混凝土力学室等,既对工作较为便利,又可尽可能避免不必要意外事件发生。

3.1.2 内部设计原则

实验室内部设计要符合方便原则,即实验台面的规格要合理、实验仪器的布置要科学,并且整个实验室的设计要在满足应用的基础上,尽可能地做好细节建设。实验室内部的合理设计一方面可以依靠企业长时间的工作实践所积累的经验,另一方面可以广泛调研,吸取外部企业的成功经验,这两方面相结合,可使得实验室的设计更加专业、合理。

3.1.3 相容性原则

实验室的设计除了满足整体和内部的设计原则,还应当充分考虑实验室仪器布置的相容性原则。即实验室除了要满足工作方便外,还需要避免仪器之间的相互影响。例如:对震动较敏感的仪器不应当与产生震动的仪器放置在同一空间。

3.2 实验分室的工艺布置及设计要求

实验室除了对整体规划设计有设计原则,每一个分室也应该满足相应的设计原则,以满足对实验分室的功能要求:

集料室:因集料检测取样数量较多,体积较大,要求集料室有足够的空间堆放待检样品。且为保证安全,集料室中的振筛机和干燥箱应安装空气开关,保证用电安全。

水泥室:水泥室的检测包括水泥和粉煤灰、矿粉等矿物掺合料的检测。水泥室需保持基本的恒温恒湿条件,室内所有仪器需保持基本的水平状态,需要注意的是,要将会产生振动的胶砂振实台单独摆放,避免由于振动对其他仪器产生的不利影响。

混凝土室混凝土实验室的实验池可设计一块边长为3~4m 整体正方形平整钢板做底面,不但可满足实验室拌合物各类实验要求,也方便操作,容易清理。另外,混凝土实验室应当充分考虑实验室的排水功能和实验废料的处理功能,应在实验室设计时,设计排水沟和废料收集装置,使得实验产生的废水和废料能及时排出。

标准养护室:一种是喷雾式养护方式,此种养护方式控制精确,易于管理,但是投资较大。另一种是喷水式养护室,此种养护室设备简单,投资小,较适用于普通搅拌站采用。

化学室:化学实验室比较特殊,具有精密性和危险性,因此,化学实验室的设计更需谨慎。例如:化学实验室大量存在需要避光、干燥、通风保存的化学药品,所以化学实验室要尽量将实验药品放在干燥通风的区域,安装深色窗帘,安装抽风机等。另外,由于实验需要,化学室应紧靠水泥室为宜。

力学室:混凝土的检测中,力学实验占主要地位,其中万能材料实验机和压力实验机都会在工作中会产生震动,因此,要求在安装此类设备时,必须对实验台的地基加以固定,并尽量远离其他实验仪器,避免对其他设备的功能发挥产生不利影响。

高性能室:普通混凝土高性能化是当今混凝土领域的重要发展方向。因此,高性能室的的设计和布置也需要十分注意。高性能室中精密仪器较多,需要保持室内环境卫生,尽量避免环境污染对实验结果造成的误差。另外,高性能室应该安装空调,保持室内环境温度相对稳定,避免温度的变化对实验结果造成影响。

4设计实例

在实验室设计的过程中,设计合理的实验室会给搅拌站的管理带来极大的便利,而设计不合理的实验室不但会造成实验室工作人员效率的下降,还会影响搅拌站整体质量管理水平。笔者经过对多家搅拌站实验室设计的研究和实践,分别对设计合理和不合理的搅拌站实验室进行分析。希望对今后的搅拌站实验室设计起到一定的借鉴作用。

4.1 设计不合理的实验室

常见实验养护室设计的不合理之处在于:

①试块成型区在露天环境下,在高温(夏季)环境下会造成试块表面失水,在低温(冬季)会造成试块受冻,因而造成后期龄期强度的偏差;

②压力室离养护室过远,进行强度测试时增加了工作人员的工作量,不利于试块管理。

③试配室、压力室、砂石室、高性能室放在同一房间,这种排列方式会造成实验室混乱,空间不足,同时进行多项实验时场地会有冲突。各实验室需要的温湿度标准不一,一般来说,实验时温度要保持 (20±5)℃,而试配室为(20±2)℃,对温湿度要求导致不同的实验室不能混放。

4.2 设计合理的实验室

水泥厂实验室设计规划图
水泥厂实验室设计规划图

经过多次实践和改进,设计出了较为合理的实验室,如图所示。

具体科室位置可以根据实验要求进行调整,但整体布局应该遵守混凝土实验室规划设计原则。合理的搅拌站实验室设计不但能节省空间,还能提高实验室人员的工作效率。实验员取样后可直接进入混凝土室成型混凝土,成型拆模后的混凝土试件可直接由实验员放入养护室进行养护,达到龄期的混凝土可由实验员放入力学实验室进行力学检测或者放入耐久性实验室进行后期耐久性实验。办公室和资料室的设计原则是远离会产生震动、噪音或者粉尘的试配室、压力室和砂石室。避免实验操作干扰办公人员或资料人员的正常办公。资料室设计时,应该紧挨办公室,可方便办公人员和资料人员取放相关资料。

预拌混凝土生产企业的实验室在技术和质量管理方面发挥着核心作用,实验室的合理设计和优化管理,将会对提高混凝土家企业产品质量和技术创新水平起到至关重要的作用。各企业应该根据各自的实际情况,不断更新和提高实验室的管理水平,为实现搅拌站的快速发展提供坚实的保障。

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