干拌混凝土攪拌運輸車產品技術及發展態勢分析

雷燕

【摘 要】干拌攪拌車能夠實現干料攪拌或預拌混凝土的運輸雙功能，具有優良的攪拌特性，能確保輸送均勻、混凝土品質優質；在配套干料攪拌站的條件下，干拌攪拌車具有設備投入成本低和滿足長距離運輸的優勢。針對國內外混凝土攪拌車技術需求和發展狀況，文章提出了干拌攪拌車性能要求和產品技術的設計參數要求；在對比分析國內外干拌攪拌車發展狀況的基礎上，提出了干拌攪拌車在國內外市場的應用領域及推廣應用中需要注意的問題，為干拌攪拌車的開發與市場推廣提供指導。

【關鍵詞】干拌攪拌車；預拌攪拌車；攪拌性能；攪拌均勻

【中圖分類號】U469.65 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）10-0054-04

0 前言

混凝土攪拌運輸車，其輸送方式根據混凝土攪拌樓（站）至施工現場的距離和材料供應條件的不同，攪拌車輸送可分為以下3種[1]。

（1）預拌混凝土輸送。從混凝土攪拌站裝進預拌好的混凝土到攪拌車的罐筒內，在運輸途中，攪拌筒以1～3 r/min的低速轉動，使預拌混凝土在罐筒內不停地慢速攪動，防止混凝土出現離析或初凝等現象。

（2）攪拌混凝土后輸送。當攪拌站無攪拌機時，攪拌車罐筒可作為攪拌機使用。把一定比例的沙石骨料、水泥及水等配合料加入攪拌筒內，以進料方向快速旋轉攪拌筒就地完成攪拌作業，將攪拌均勻的混凝土運輸送至施工現場。

（3）干配合料攪拌輸送。通常是將沙石骨料、水泥等按一定比例進行干配合料裝進攪拌車的攪拌筒內運輸，在途中或達到施工現場后，以進料方向邊加水邊攪拌直至混凝土攪拌均勻后，反轉即可在施工現場卸料。

本文所表述的干拌混凝土攪拌運輸車分別是干配合料攪拌輸送車、攪拌混凝土后輸送及半干配合料攪拌輸送車，下文簡稱干拌（干式）攪拌車。在國內，混凝土攪拌運輸車通常認為是預拌好的混凝土輸送車，下文簡稱預拌（濕式）攪拌車。

目前，國內外市場上使用預拌攪拌車或干拌攪拌車，其工作原理基本相同，通過底盤發動機的動力由變速器經全功率取力器輸出，通過傳動軸傳遞到液壓泵，液壓泵與液壓馬達形成閉式回路將機械能轉換為液壓能，再通過減速機減速增扭驅動攪拌筒轉動，實現對攪拌筒的正轉、反轉、停止及攪動等動作，通過攪拌筒內2條對稱的螺旋葉片完成混凝土的裝料、卸料及攪拌功能，確保輸送均勻優質的混凝土[2]。在實車操作上，通過控制車輛尾部兩側的操縱手柄或駕駛室操縱手柄來控制變量泵控制閥手柄動作即可實現攪拌車作業。

干拌攪拌車與預拌攪拌車相比的主要優點如下：{1}干拌攪拌車除具有預拌攪拌車所有功能外，具有高強的攪拌功能，攪拌筒可當攪拌機使用，可直接裝運未經攪拌的干料（一定配比的水泥、沙子、石子或水），通過攪拌筒攪拌獲得均勻的混凝土，當然也可輸送預拌好的混凝土。{2}干拌攪拌車具有驅動扭矩大、攪拌轉速高、攪拌筒鋼板材料強度高、耐磨性好等優點。主要缺點如下：{1}相同攪動容量的干拌拌車比預拌攪拌車成本增加將1%～6%。{2}干拌攪拌車耗油量高于預拌攪拌車，經濟性能指標稍低[3]。國內大多數廠家的攪拌車產品功能未能完全達到干拌攪拌車的要求。

1 干拌攪拌車性能要求

根據東南亞、中東及南非等國家和地區對干拌攪拌車的市場需求及獲悉實際使用要求，在國內預拌攪拌車基本性能指標基礎上，提出了更高的性能設計參數要求。本文從攪拌筒轉速、液壓驅動系統的匹配性、攪拌筒材料及攪拌性能4個方面對干拌攪拌車的性能要求進行技術分析。

1.1 攪拌筒轉速要求

通過對不同區域的客戶實際使用情況進行調查分析后發現，提高攪拌筒的轉動速度，是有效提高攪拌車攪拌性能的重要途徑之一。干拌攪拌車滿載時，攪拌筒的最高轉速要求達到18 r/min，常用的攪拌速度要求在12～16 r/min；國內攪拌車的攪拌筒的最高轉速一般為14 r/min左右，常用的攪拌速度要求在6～10 r/min。可見，國內多數預拌攪拌車未能達到干拌攪拌車的轉速要求。因此，要想提高攪拌筒的轉動速度，需配置液壓驅動系統。

1.2 液壓驅動系統的選取要求

液壓驅動系統包含液壓泵、液壓馬達、減速機、傳動軸及底盤發動機。干拌攪拌車的攪拌筒轉速要求更高、驅動扭矩需求更大，技術上需重新核算參數，以攪動容量為8 m3攪拌車為例說明，選取符合使用要求的匹配的液壓驅動系統如圖1所示。

液壓件選用“伊頓公司”的液壓泵、馬達產品，其型號參數見表1。

減速機選取“邦飛力公司”的產品，其型號參數見表2。

發動機選取目前市場暢銷的“重汽豪沃”底盤的其中一款，具體型號參數見表3。

液壓泵、馬達參數計算公式如下：

Q=Vg×n×Nv/1000

式中：Q為流量，L/min；n為轉速，r/min；Vg為排量，mL/r；Nv為容積效率。

依據上述提供的參數進行反推計算[4]，攪拌筒要達到比較理想的攪拌轉速，且擁有較大的液壓驅動力，要求選取排量大的液壓泵，而馬達排量則要求比液壓泵的排量低，減速機型號選取要求大輸出扭矩。因此，液壓驅動系統的推薦配置是6423-279型液壓泵、4633-552型液壓馬達和580L型減速機，該配置保證了發動機轉速在1 200～1 500 r/min是液壓驅動系統具有較好的動力性和攪拌筒轉速達到12～16 r/min的理想值，滿足干拌攪拌車驅動力和轉速的要求，并通過市場驗證和客戶的認可。

國內預拌攪拌車一般配置是4623-552型液壓泵、4633-045型液壓馬達和575 L型減速機，若該配置用于干拌攪拌車時，將可能出現動力不足、啟動時發動機無法帶動攪拌筒轉動、啟動后無法驅動或快速驅動攪拌筒轉動、攪拌筒轉動時突然發動機熄火等質量問題。

1.3 攪拌筒的材料選取要求

由于干拌攪拌車的輸送介質是干料且攪拌均勻，而干料攪拌過程對攪拌筒的材料磨損程度比濕料預拌混凝土快，因此攪拌筒鋼材的機械性能要求提高強度和耐磨性，否則將影響攪拌筒的使用壽命。

現在，國內大多數攪拌車產品的攪拌筒常用材料是B520JJ、QStE420TM或Q345耐磨板，其鋼板厚度在3～6 mm薄板鋼材的機械性能參數見表4。

隨著汽車業的快速發展，汽車材料生產技術不斷提升，新材料、新工藝、新技術在鋼板材料上應用廣泛。攪拌筒選用的鋼板要求強度高、耐磨性好及延伸率不能太低，如B620JJ、B750GJ或BW300TP等材料在攪拌車產品上得到廣泛的應用，其鋼板厚度在3～6 mm的薄板鋼材的機械性能參數見表5。

為確保攪拌筒的使用壽命和攪拌性能，干拌攪拌車產品推薦采用上述高強、耐磨材料，其中AG620JJ、B750GJ耐磨性比B520JJ提高30～50%，BW300TP耐磨性比B520JJ提高2倍以上，既能有效提高攪拌筒的使用壽命，又實現了產品的輕量化設計。

1.4 攪拌筒的攪拌性能

干拌攪拌車的使用狀況與預拌攪拌車相比，攪拌筒及葉片受到的摩擦阻力更大，葉片所需承載力也更大，攪拌性能要求更高。產品設計上，針對攪拌性能的要求，可通過調整攪拌筒的葉片螺旋角、葉片曲面結構、葉片寬度及葉片放置角度等參數，提高攪拌筒的攪拌性能，其三維攪拌混凝土運動如圖2所示。

攪拌筒在快速旋轉過程中，2條螺旋葉片將混凝土連續不斷地向攪拌筒前部推進，混凝土到達前端時又被攪拌筒前端壁頂推反轉回來，這樣混凝土做前后的翻滾運動；罐筒不停的旋轉帶動混凝土連續地旋轉，同一位置上的混凝土通過這種運動發生連續不斷的變化，實現對混凝土的充分攪拌作業，若攪拌筒轉速越高混凝土的攪拌性能將越充分，從而獲得均勻、優質的混凝土[5]。

基于混凝土三維運動軌跡，干拌攪拌車對攪拌筒設計[6]參數要求如下：第一，攪拌筒是隨著葉片螺旋角的逐漸增大，混凝土沿著攪拌罐軸線方向的運動分量逐漸提高，葉片的攪拌作用和卸料能力都得到增強。因此，要求提高葉片螺旋角的設計參數，而國內多數廠家的設計參數均不同。第二，由于干拌攪拌車要求具有較高的攪拌性能，在葉片三維曲面設計時，要求葉片曲面設計應有利于向前推進混凝土的結構形式，促進混凝土的攪拌。第三，適當地增加葉片寬度，有利于提高攪拌罐的攪拌性能。第四，葉片放置角度也是影響攪拌筒攪拌性能的重要因素之一，要求葉片放置角度在滿足卸料功能的基礎上調至葉片安裝角度向進料方向傾斜，攪拌筒轉動時能提高混凝土循環運動的推動力。通過改進上述攪拌筒參數設計，提高了攪拌車的攪拌性能。

此外，攪拌筒的幾何容量也是影響攪拌性能的因素之一。在相同攪動容量的前提下，提高攪拌筒的幾何容量，降低攪拌筒的填充率，使攪拌混凝土具有足夠的攪拌空間，有利于促進混凝土的充分攪拌。當然，攪拌筒的填充率不能無限低，在國內攪拌筒容量的設計上應滿足2015年年初中機車輛服務中心出臺的《關于規范混凝土攪拌運輸車〈公告〉管理要求的通知》中的第二點內容“混凝土攪拌運輸車的攪拌筒填充率應不小于51.5%”的要求[7]，國外對出口攪拌車填充率方面要求需進一步考究。

2 干拌攪拌車國內外發展態勢分析

當前，全球經濟形勢嚴峻，中國經濟進入一個新常態，攪拌車市場競爭日趨激烈，在個性化需求上，產品技術上實現改變一個功能、升級一個功能及增加一個功能，就能創造一個新的細分市場[8]。干拌攪拌車產品技術推廣應用就是一個很好的詮釋，滿足客戶的特殊使用要求。

2.1 國外市場干拌攪拌車發展狀況

近幾年，東南亞作為后起的發展中國家，東盟各國經濟增長迅速，以及中東、南非等國家對混凝土攪拌運輸車的市場需求空間較大。由于國家不同、區域不同、使用條件不同，對輸送混凝土方式也有所不同。據目前市場需求分析，不少國家如馬來西亞、印尼及沙特等國均建有干拌混凝土運輸方式的攪拌站，干拌攪拌車存在較大的市場發展空間。

在國外某些特殊地區，氣候比較炎熱、運輸路程較遠的情況下，預拌攪拌車由于水分流失而影響混凝土的塌落度或運輸過程混凝土易出現離析現象，直接影響輸送的混凝土質量。干拌攪拌車能有效地解決上述問題，滿足客戶的特殊使用要求。

2.2 干拌攪拌車的國內發展狀況

目前，在國內普遍投建的是濕式預拌好的混凝土攪拌站，沒有干拌式的攪拌站，很少有攪拌車做攪拌機使用。當然，干拌攪拌車可代替預拌攪拌車作業，反之則不行，干拌攪拌車在國內是否存在一定的市場需求。

首先，干拌攪拌車的主要優點如下：第一，投資商在前期投入時，無需大量資金投入建設預拌混凝土的攪拌站，借助簡易的輔助設備或投建干拌式的攪拌站，就可以進行干料攪拌輸送均勻的混凝土。第二，在輸送距離較遠或要求現場攪拌的特殊施工場合的情況下，干拌攪拌車均滿足其特殊要求，而國內大多數的預拌攪拌車無法實現長距離混凝土運輸或干料攪拌功能。

其次，干拌攪拌車同樣存在2個問題：第一，當配備有干料式的攪拌站時，按一定比例裝載水泥、沙子和石子干料，運輸到施工現場后再加水攪拌均勻的混凝土難以精確保證混凝土坍落度指標而影響混凝土強度質量的穩定性。第二，干拌混凝土的作業現場一般粉塵污染較大，這是否符合國家相關法律、法規。這將會影響干拌攪拌車產品在國內市場的推廣。

眾所周知，國內的鄉鎮、縣城或城市郊區隨處可見的小型混凝土攪拌機，一些小投資商、小工程隊及小包工頭在承接一些民房工程、農作物晾曬場地及簡易建筑物等時，施工現場通常配備的是小型攪拌機，投入成本更低，但該作業模式存在人力勞動強度高和生產效率低下的缺點，而干拌攪拌車產品彌補了小型混凝土攪拌機的劣勢。

綜合上述分析，在氣候炎熱地區、運輸距離較遠的特殊條件下或對混凝土質量要求不高的特定場合等對干拌攪拌車有使用需求。

3 結語

本文分析了國內混凝土攪拌車產品的性能特點，提出了能夠同時滿足預拌攪拌和干拌攪拌要求的混凝土攪拌車產品的性能要求和系統參數配置，并對干拌攪拌車的國內外市場發展狀況及前景進行了分析，得到以下幾個方面的結論。

（1）目前，國內多數混凝土攪拌車性能指標無法滿足干料攪拌均勻的要求，通過加大液壓驅動系統的功率扭矩、提高攪拌筒轉速、增強罐筒鋼板材料的強度及耐磨性及調整攪拌筒的結構設計等技術參數配置，可以大幅提高攪拌車的攪拌性能，實現混凝土攪拌車的干料攪拌輸送和預拌混凝土的運輸雙功能。

（2）具備干料攪拌輸送和預拌混凝土的運輸雙功能的混凝土攪拌車產品，既能滿足干拌式的攪拌站設施的簡易化、氣候炎熱及輸送距離遠的條件下應用，也能夠適合預拌混凝土攪拌設施較完善，對混凝土攪拌質量要求比較高的應用領域。

（3）為了提高干拌攪拌車的混凝土強度質量，要對裝載的水泥、沙石骨料及水按一定配比，做好精確控制，干料攪拌站需要配置相應的配料供料裝置。

（4）干配合料攪拌作業過程中，易產生粉塵污染，為了滿足環境保護法律法規要求，需要根據干拌攪拌車的應用區域配置相應的防塵除塵裝置。

參 考 文 獻

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[責任編輯：陳澤琦]