การออกแบบถังผสมคอนกรีตสำหรับรถโม่: มั่นใจในคุณภาพของส่วนผสมที่สม่ำเสมอตลอดการเดินทางระยะไกล

กลยุทธ์การหมุนถัง: การสร้างสมดุลระหว่างการกวน การแยกชั้น และการเกิดไฮเดรชัน

การรักษาระดับคุณภาพของส่วนผสมระหว่างการขนส่งจำเป็นต้องควบคุมการหมุนถังอย่างแม่นยำ ความเร็วที่ผิดอาจทำให้วัสดุแยกชั้นหรือเกิดไฮเดรชันก่อนเวลา ซึ่งทั้งสองกรณีจะส่งผลเสียต่อความแข็งแรงของโครงสร้างเมื่อถึงจุดหมาย

ช่วง RPM ที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการแยกชั้นและการเซ็ตตัวก่อนเวลา

กลองบนรถผสมคอนกรีตมักหมุนที่ประมาณ 2 ถึง 6 รอบต่อนาทีขณะเคลื่อนที่ หากกลองหมุนช้าเกินไปต่ำกว่า 2 รอบต่อนาที วัสดุจะเริ่มตกตะกอนและแยกชั้นกัน แต่หากเพิ่มความเร็วเกิน 6 รอบต่อนาที ก็จะเกิดปัญหาอีกอย่างคือ ก้อนวัสดุขนาดใหญ่จะถูกเหวี่ยงไปกระทบผนังกลองและแยกตัวออกจากส่วนที่เปียก ส่วนคอนกรีตประเภทพิเศษต้องการการจัดการที่ระมัดระวังมากยิ่งขึ้น เช่น คอนกรีตแบบเทปร่องตัว (self consolidating concrete) ซึ่งควรควบคุมความเร็วไว้ในช่วง 3 ถึง 4 รอบต่อนาที ส่วนการเกิดไฮเดรชัน (hydration) ก็สำคัญเช่นกัน เมื่อรถหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่ช้าจนกลองแทบไม่หมุน คอนกรีตจะเริ่มแข็งตัวเร็วขึ้น โดยเฉพาะในวันที่อากาศร้อนเกิน 30 องศาเซลเซียส ในทางกลับกัน หากกลองหมุนเร็วเกินไป การเคลื่อนไหวนี้จะสร้างความร้อนเพิ่มเติม ทำให้คอนกรีตเริ่มแข็งตัวเร็วกว่าที่วางแผนไว้

การกวนด้วยความเร็วต่ำอย่างต่อเนื่อง เทียบกับ การกวนสลับความเร็วสูง: ข้อดี-ข้อเสียที่อิงจากหลักฐาน

การเคลื่อนหมุนช้าๆ ที่ประมาณ 1-2 รอบต่อนาที จะช่วยลดการใช้พลังงานลงได้ราว 15% แต่มีข้อเสียอยู่บ้าง คือส่วนผสมอาจเริ่มแยกตัวและสูญเสียความสม่ำเสมอไปตามกาลเวลา ในทางกลับกัน การเพิ่มความเร็วในการผสมเป็นช่วงสั้นๆ ที่ 4-5 รอบต่อนาที จะช่วยกระจายอนุภาคให้ทั่วถึงในอ่างผสม ซึ่งมีความสำคัญมากโดยเฉพาะในการขนส่งระยะยาวที่เกิน 90 นาที แต่ก็มีข้อแลกเปลี่ยนตรงที่ทุกครั้งที่เพิ่มความเร็ว ระบบไฮดรอลิกจะต้องรับภาระหนักขึ้น 20-30% ส่งผลให้อุปกรณ์สึกหรอเร็วกว่าเดิม แล้วอะไรเล่าที่ดีที่สุดตามผลการทดสอบภาคสนาม? คำตอบคือการผสมผสานทั้งสองวิธี เดินเครื่องต่อเนื่องที่ความเร็วต่ำเป็นส่วนใหญ่ แล้วสลับมาใช้การกวนเร็วขึ้นเป็นเวลา 2 นาทีทุกๆ ชั่วโมงวิธีนี้ช่วยป้องกันไม่ให้คอนกรีตแยกชั้น ขณะเดียวกันก็ไม่ทำร้ายอุปกรณ์มากเกินไป ส่วนใหญ่ผู้รับเหมามักพบว่าวิธีนี้สามารถรักษามาตรฐานของส่วนผสมให้เป็นไปตามมาตรฐาน ASTM C94 ได้เกือบทุกการจัดส่งที่ใช้เวลาไม่ถึงสองชั่วโมงบนท้องถนน

รูปร่างภายในของดรัม: การออกแบบใบพัดและการควบคุมการไหลเพื่อให้เกิดความสม่ำเสมออย่างต่อเนื่อง

มุมและระยะพิทช์แบบเฮลิกซ์ที่ถูกปรับแต่งเพื่อการลำเลียงตามแนวแกนและการตัดเฉือนอย่างสม่ำเสมอ

มุมที่ตั้งของใบพัดรถผสมปูนซีเมนต์มีผลอย่างมากต่อการไหลของคอนกรีตขณะขนส่ง โดยมุมที่อยู่ในช่วงประมาณ 25 ถึง 35 องศา จะทำงานได้ดีที่สุดในการเคลื่อนย้ายวัสดุตามแนวแกนของถัง ขณะเดียวกันก็ช่วยป้องกันไม่ให้วัสดุกระจายตัวออกมากเกินไปในแนวรัศมี ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาการแยกชั้น การตั้งค่านี้จึงเป็นการสร้างสมดุลที่ดีระหว่างการที่วัสดุตกตัวจากแรงโน้มถ่วงและการกระจายตัวจากแรงเหวี่ยง เมื่อใบพัดมีมุมองศาที่เปลี่ยนแปลงไปตามความยาวของใบ จะช่วยลดปัญหาการเกิดชั้นของวัสดุ โดยเฉพาะในส่วนผสมที่มีความชื้นมาก ซึ่งอนุภาคหนักมีแนวโน้มจะตกตะกอนลงด้านล่าง แบบจำลองคอมพิวเตอร์บางชนิดบ่งชี้ว่าการออกแบบใบพัดลักษณะนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผสมได้มากขึ้นประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการผสมที่ออกแบบมาไม่ดี อีกทั้งผู้ผลิตยังใช้เทคนิคอื่นด้วย คือ ใบพัดที่มีความลึกต่างกัน ซึ่งสามารถปรับตัวได้ดีเมื่อส่วนผสมเปลี่ยนแปลงความข้นเหลวไปตามเวลา ทำให้วัสดุผสมกันอย่างสม่ำเสมอ โดยไม่เกิดจุดที่น้ำรวมตัวกันมากเกินไป

ผลกระทบของรูปแบบเกลียวต่อการคงตัวของค่าสแลมป์ในส่วนผสมคอนกรีตที่มีความไว

รูปร่างและดีไซน์ของสกรูลำเลียงมีบทบาทสำคัญต่อการคงตัวของค่าสลัมป์ของคอนกรีตผสม โดยเฉพาะเมื่อส่วนผสมมีวัสดุเช่น ไฟล์แอช ซิลิกาฟูม หรือพอลิเมอร์ต่างๆ การใช้สกรูลำเลียงที่มีเกลียวตื้นมักช่วยคงความสามารถในการทำงานได้ดีกว่า เนื่องจากดีไซน์ดังกล่าวลดแรงเฉือนที่ทำให้น้ำซึมผ่านส่วนผสม ผลการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C94 แสดงให้เห็นว่าค่าสลัมป์ยังคงอยู่ในระดับคงที่ภายในระยะประมาณครึ่งนิ้ว แม้หลังจากระยะเวลา 90 นาทีในการขนส่ง อย่างไรก็ตาม สิ่งต่าง ๆ จะเปลี่ยนไปค่อนข้างมากหากใช้มุมสกรูที่ชันขึ้น โครงสร้างแบบนี้มักเร่งการสูญเสียค่าสลัมป์โดยประมาณร้อยละ 20 ในคอนกรีตที่ถูกปรับปรุงด้วยพอลิเมอร์ การเว้นระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างสกรูลำเลียงกับผนังดรัมจึงมีความสำคัญเช่นกัน ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่แนะนำให้เว้นระยะห่างประมาณ 3 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ของเส้นผ่านศูนย์กลางดรัมทั้งหมด ซึ่งจะสร้างการไถลเลื่อนเพียงพอเพื่อป้องกันการบีบอัดที่ไม่ต้องการ แต่ยังคงรักษากิจกรรมการผสมที่เหมาะสม สำหรับคอนกรีตที่สามารถปรับตัวเองได้ (SCC) การหาจุดสมดุลนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษ เพราะการกวนที่มากเกินไปอาจทำลายความหนืดของส่วนผสม และทำให้สูญเสียความสามารถในการปรับตัวเองอย่างเหมาะสม

การลดปัญหาความเสื่อมสภาพจากกระบวนการขนส่ง: ความร่วมมือของเวลา อุณหภูมิ และการคน

สามปัจจัยร่วมกันของเวลา–อุณหภูมิ–การคน และการปฏิบัติตามมาตรฐาน ASTM C94 สำหรับการส่งคอนกรีตผสมเสร็จ

การคงสภาพของคอนกรีตให้อยู่ในสภาพดีระหว่างการขนส่งนั้นขึ้นอยู่กับการควบคุมสามปัจจัยพร้อมกัน ได้แก่ เวลาที่ใช้ในการเคลื่อนย้าย อุณหภูมิภายนอก และความเร็วในการหมุนถังผสม หากรถบรรทุกใช้เวลานานเกินไปในการส่งมอบ คอนกรีตจะเริ่มเสื่อมสภาพและแยกชั้นกัน หากอุณหภูมิสูงกว่าประมาณ 25 องศาเซลเซียส (ประมาณ 77 องศาฟาเรนไฮต์) ปฏิกิริยาทางเคมีภายในจะเร่งตัวขึ้นอย่างมาก บางครั้งทำให้คอนกรีตเริ่มแข็งตัวก่อนกำหนด ในทางกลับกัน หากถังหมุนช้าเกินไป วัสดุจะตกตะกอนออกจากส่วนผสม แต่หากหมุนเร็วเกินไป ก็จะสร้างปัญหาเช่นกัน เพราะแรงเหวี่ยงอาจทำลายโครงสร้างของส่วนผสมได้ ปัญหาเหล่านี้ได้รับการระบุไว้อย่างละเอียดในมาตรฐาน ASTM C94 ซึ่งให้แนวทางเฉพาะที่ผู้ผลิตจำเป็นต้องปฏิบัติตามเพื่อการจัดการที่เหมาะสมระหว่างการขนส่ง

• ข้อจำกัดเวลาการจัดส่ง : 90 นาทีหลังจากการผสม หรือ ก่อนหมุนกลองครบ 300 รอบ
• การคงตัวของสลัมป์ : ค่าอย่างน้อย 75% ของค่าเริ่มต้นเมื่อมาถึงสถานที่
• การควบคุมอุณหภูมิ : ผสมคอนกรีตให้อยู่ในช่วงอุณหภูมิ 10–32°C (50–90°F)

การลดความเสี่ยงอย่างเหมาะสมควรรวมการกวนด้วยความเร็วรอบต่ำอย่างต่อเนื่อง (2–6 รอบต่อนาที) เข้ากับการจัดการอุณหภูมิ เช่น การใช้กลองที่มีฉนวนหุ้ม หรือสารเติมแต่งเพื่อลดอุณหภูมิในพื้นที่ร้อน เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของความหนืด และรับประกันว่าความต้านทานแรงอัดจะเป็นไปตามข้อกำหนดของโครงการ การดำเนินการแบบสามประการนี้ช่วยลดปริมาณการส่งมอบที่ถูกปฏิเสธลงได้ 18%