自序
筆者於2010年2月,以從事混凝土產製多年之經驗著述了「水泥混凝土配比實務」一書,依實驗室及產製品質的大量數據,說明混凝土產製配比管理的方向及目標;鑑於眾多數據的整理、分類以致於應用,都必須有大數據根據的分析,所以,在2016年6月筆者再從統計學中,摘取只應用於混凝土產製所須的統計手法,編纂了另一本「混凝土產製統計品管」。
有了大量數據配比分析技巧,加上現代計算機的靈巧運用,將所有影響混凝土質量的數據予以收集、分類、歸納,並加以統計分析,最後拓展出一套混凝土產製配比的資訊管理系統。本書內容就是說明如何以合乎邏輯的科學方法,去建構一個完整的混凝土產製配比及相關的管理方式,本書可以說就是前述著作「水泥混凝土配比實務」的進化版。
當然,混凝土的質量管理範圍係從製造之源頭到交付客戶止,因為混凝土製造係以其配比為組成架構且為產製最早輸入之參數,故其品質管理最為重要;在傳統配比的管理,是由品管人員在實驗室依配比規範做試拌後,將配比寫入產製的工控系統生產,這種管理模式面對混凝土大量且快速的產製,將面臨三大困境:其一為“時效性”,實驗室試拌結果是有時間性(強度的發展)限制的,而產製是和試驗結果有時差的。其二為“正確性”,混凝土產製所使用的原材料係大量且來自於不同廠家或地點,而實驗室試拌所使用的原材料,為小量的樣本材料,其代表性是有疑問的。其三為“變動性”,混凝土產製必然會面臨原材料、客戶要求及環境的變動,這些變動都會影響混凝土的性質,這些變動的處理也非實驗室試拌出的配比所能應付的。
再說傳統混凝土產製的配比管理,生產時係以一專門人員(或俗稱“調料員”)以其既有之經驗,隨時觀察產製中混凝土有所變動時,作配比相應的參數調整;這種只有改變配比某一參數的“片面式”處理,事實上也破壞了配比的【共軛性】,以致於改善效果是有限的,更何況,這種做法一次只能處理單一支配比,無法同時處理所有的產製配比;還有,配比作此局部處理,事久,很容易造成配比的“失真”,帶來配比管理之困擾。
有鑑於傳統混凝土產製配比有諸多困擾,所以,建構一種快速又正確的產製配比計算系統,始可解決傳統混凝土產製配比管理的困擾;因此,【數理量化】成為系統建構的主要工作,這些量化的程序依序為:(1)配比用水量與外加劑添加率的量化。(2)混凝土骨材級配的量化。(3)配比用水量調整的量化。(4)配比粉煤灰最佳添加率的量化。(5)配比礦粉最佳添加率的量化。(6)混凝土粒料間填充的量化。(7)新拌混凝土和易性基因的量化。(8)混凝土水膠比與抗壓強度的量化。(9)配比使用回收水管制的量化。(10)配比原材料間組成體積比率的量化。以上量化過程都須要由實驗室安排相關試驗,並經統計、分析實驗結果,找出所須要的數理量化模式,依這些數理量化模組及原材料相關參數,經撰寫適當的軟件寫入E.R.P.或工控系統,作為混凝土產製的配比系統。
配比使用者可依產製當時所面對的變動,將配比(1)強度。(2)膠結材組態。(3)坍度值。(4)料性。等四要素輸入系統,由系統依相關條件計算出相應配比,如此,由人為修改變成系統全面且主動提出相應配比,不僅可做到“快速”且“準確”,也不會發生因配比修改而產生的“失真”現象,讓混凝土產製配比的管理進入資訊化及智能化的時代。
本書即為分章闡述這些量化的方法,並以實際試驗數據作演算,願提供給所有混凝土產製從業人員作為混凝土產製配比自動化作參考,作為混凝土質量及經營效能之提升,也為社會及國家的進步,盡點個人綿薄之力。文詞、數據繁多,疏忽誤漏在所難免,希望專家學者及同業先進多賜指教!
最後,特別致謝 台灣省苗栗縣 福宏實業股份有限公司的研發團隊人員,曾經共事的 貴州省貴陽 中鼎環科研發中心, 河南省濮陽 精實研發中心, 浙江省麗水 中航混凝土,山東省青島 國基科技集團 混凝土研發中等所提供的實驗平台及人員之協助,更感謝學員 張坤先生長期對本書內容之謄校,本書始得以編著完成。
編著 賴瑞星 2019年11月 謹職於 台灣省苗栗縣 福宏實業股份有限公司