PHC管桩生产中的技改与创新探讨.pdf

2012 年 第 1O 期 l0 月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C H IN A C O N C R E T E A N D C E M E N T P R 0 D U C 20 12 N o 10 0 c tober P H C 管桩生产 中的技改与创新探讨 马永 录 广州市峻兴混凝土有限公司 广州市峻兴混凝土预制构件有限公司 511500 摘 要 以预应力 高强混凝土管桩的生产工 艺 工装设备 为 出发点 探 讨 了在 当前资源节约型社会 环境 下 管桩 生产企业该如何适应 新时期要 求全 面开展节能降耗 和技 改创 新工作 关键词 PH C 管桩 变频技 术 自动镦 头机 管桩专用吊具 复合掺 和料 节能降耗 A b strac t B ase on th e aspec ts of p ro duc ti on tec h nology an d tooli ng equ i pm ents of prestre ssed h i gh strength c onc rete p i les th e pi le p rodu c ti on enterp rises h ow to adap t th e new ti m e requ ests to c arry ou t c om preh ensi ve energy c onsum p ti on and tec hn i c al i nnovati on i s di sc u ssed u nd er the c urren t soc i ety envi ron m en t of resou rc e savi n g K ey w or P H C pi les F reque nc y c on versi on tec hnology H am m ering m ac hi ne Sp reader for p i les C om posi te adm i xtu re s E n ergy sav i n g an d c onsu m p ti on redu c ti on 中图分类号 T U 525 文献标识码 A 文章编号 1O00 4637 2012 10 30 03 0 前 言 我国预应力混凝土管桩 以下简称 PH C 管桩 经过近 20 年来的快速发展 目前 已经作为一种性 价 比较高的桩基材料 并在全国得 到广泛推广应 用 但我国 PH C 管桩生产技术和施工技术与 日 韩 等国家相 比 还存在一定 的差距 主要体现在工装 设备 自动化程度 工作环境和节能降耗等方面 当前我国已经出台了一系列节能降耗 减排 尽快建立资源节约型社会的政策 管桩生产企业作 为一个能耗较高 的用户 应积极 响应时代发展要 求 运用现代科技手段大力开展节能降耗 改进生 产设备 自动化程度和降低工人劳动强度 的技 改活 动 真正实现管桩生产技术 的 绿色 环保 形成一 个可持续发展的行业 本文介绍并号召预应力管桩 企业从节能变频技术 工艺设备 自动化和复合硅质 掺合料等方 面人手 积极开展节能降耗 技 改创新 工作 以期大力推动我国管桩行业 的快速发展 1 设 备的改 造升级 1 1变 频改造 上世纪 90 年代末和本世纪初建成的管桩生产 线还基本只是离心机加装变频器 在 目前变频技术 盛行的时代 在管桩生产线上 如锅炉房的鼓风机 引风机 搅拌楼主机 空气压缩机 拉丝机 镦头机 钢筋滚焊机 卷扬机等都可以进行变频改造 变频改造是对相应设备的动力部分进行 改造 将原 电磁调速 马达驱动系统修改为矢量控制模式 变 频 驱 动 系统 由于 矢 量 变 频 驱 动 系统 启 动力 矩 一 3 0 一 大 使得马达的选型功率降低 了一个数量级 同时 因为变 频驱 动 系统 采 用矢 量 和闭 环 控制 能 自动 跟 踪设备 电机工作负荷情况调节电流 转速等相关参 数 可达到较大幅度节省 电量和延长马达寿命 的作 用 1 1 1 可 进行变 频 改造 的动力 系统 以一条管桩生产线为例 将所有可 以改造变频 技 术 的动 力 系统做 一个数 据 比较分 析 见 表 1 表 1 电磁调速与功率相 当变频调速电机对 比表 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 马永录PH C 管桩生产中的技改与创新探讨 1 1 2 经济分析 根据管桩钢模跑轮的结构形状 应用气动工具 对上述技改项 目 表 1 进行简单 的经济分析 1 单 位工 作 日节约 用 电 229kW 10h 班 2 班x70 负荷率 3 206 kW h 2 单位工作 日节约电费 3206 0 7 8 2500 元 3 85 000 元 250 0 元 d 154 d 由此可见 5 个月左右 即可收 回投资 技改经济 效 益 十分 明显 1 2 机 械 自动 化 将钢筋加工组的切筋机 镦头机联合改造 实 现全 自动化 节省人员数量和劳动强度 自动镦头机工作原理见图 1 手 动按 钮 切筋机启动 l l送筋机启动 机械手一槽 I 切断筋送下一工序 机械手 二槽 1 皇 壁 堕l 1 兰 H 鉴H燮 皂 感 应l 送2 镦 头 机 l 否 重 夹 否 重 送 否 重 送 有 停 机 检 测 是 否 夹 到 钢筋 l 堑量查耋型 星 l 检测钢筋是否送到位 匿亟 亟 匾圜 图 1 自动墩头机工作原理 2 管桩钢模专用吊具的应用改造 目前 国内几 百 家管桩 生 产企 业 的工 艺 布局 均 属 于机组流水法 其中又 以双跨闭合循环生产工艺居 多 循环式生产工艺布局 工艺流水清晰 安全性相 对较好 最关键 的是在减轻工人劳动强度方面有很 大的改造空间 即整个张拉 离心 人池和出池的管 模挂 钩和脱钩完全可 以做到采用管模专 用 吊具来 取 代地 面执 钩手 能够 自动开合四吊点式 卡钳式专用吊具 按照 目前 国内循环式工艺的生产特点 张拉 离心 初级养护工艺均在 车间的一跨 中完成 按设 计年产管桩 150 万 m 计算 没有装 自动 吊具 的要配 置 3 台双梁桥吊 而如果设计采用带 自动 吊具的桥 吊 2 台行车就足够满足产能要求 两者对 比 不单 节省人工而且还能节省一 台双梁桥吊 同时也能减 少 安全 隐患 因此 这一项技改措施 已得到了 目前 很多管桩企业的认可 3 多组分硅质掺合料在管桩生产中的应用 国内 90 以上 的管桩企业都采用 了单 掺建 筑 磨 细砂生产技术 单掺法等量取代水泥大多在 20 30 之间 但如果采用建筑磨细砂与矿渣粉复合掺 和法 通常可以做到等量取代水泥 45 的水平 3 1原 材料性 能 要求 3 1 1普通 建筑 砂 1 原砂含泥量 0 5 含水率 5 O 2 Si O 2含量 85 3 1 2 矿渣 1 矿 渣 主要成 分 Si O A 1z03 CaO 和少 量 M gO S O 31 3 矿渣碱度 CaO M gO A 1203 Si O 2 1 5 3 1 3粉磨要求 1 普通建 筑砂与矿 渣入磨前烘 干 含水率 1 2 进磨前建筑砂与矿渣按设计 比例复合混 磨 出磨 细度控 制在 400m 2 kg 3 2 多组分硅质掺合料配 比 根 据 生 产 目的 在 试 生 产 前 应 进 行 必 要 的试 验 表 2 为不 同单一 掺合 料 的混 凝 土 强度 和 性 能测 试结果 表 3 为复合掺合料不同比例用量 的混凝土 强 度和性 能 测试结 果 两种性质不同的掺合料在水泥 的水化 硬化反 应过程 中 起 到了优势互补 充分填充混凝土 内部 结构的作用 使得混凝土的密实度和耐久性进一步 提高 综合试验 中心前期大量的试配 调整和数据 分析 考虑到混凝土质量 的稳定性 工作性 以及可 操作性等方面因素 我们选用表 3 中第 2 组掺合料 组合 方 式投 入 到实 际 生产 中 到 目前 为 止 已经 获 得 了 良好 的效 益 3 3 社会效益和企业经济效益分析 3 3 1社会效益 如果按照一天可以生产约 500m 的管桩混凝土 一 3 1 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 20 12 年第 10 期 混凝土与水泥制品 总第 198 期 注 矿粉比表面积为 415m 2 kg 磨细砂比表面积为420m Vkg 搅拌方式为强制式卧轴搅拌机 表 3复掺掺合料不同比例用量 的混凝土强度和性能 来算 每 m 混凝土可以节约 90kg 水泥 每天可以少 使用水泥 45t 一年则可达 10000 多 t 在我 国生产 lt水 泥大 约要 向大气 中排放 400kg 二 氧化碳 因此 复掺矿渣粉和磨细砂等量取代水泥对保护环境 节 能减 排具 有重要 的 意义 3 3 2 企业经济效益 表 4 为复合掺合料与单掺 法生产管桩经济效 益对 比 表 4 复掺掺合料 与单掺法生产管桩经济效益对 比 注 1m 混凝土按 450kg 总灰量计算 复合掺合料 比例 为 2 1 由表 4 可知 复掺矿渣粉和磨细砂等量取代水 泥后每 ITI 混凝土大约可以节约 18 元 成本降低 4 结论 PH C 管桩生产企业对其一系列工装设备 材料 技术等进行行之有效 的技改创新 便可 以取得较好 的社会和经济效益 特别