專利名稱：一種高壓砂漿與混凝土的制備方法及專用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種應(yīng)用于建筑及混凝土工程施工領(lǐng)域中砂漿與混凝土的制備方法及專用設(shè)備。
建筑質(zhì)量是一個(gè)整體概念，而整體質(zhì)量往往由最低板塊所決定。隨著高層建筑日益興盛以及大型石材、砌塊的應(yīng)用增多，對砂漿的質(zhì)量要求越來越高，提供高質(zhì)量的砂漿也是技術(shù)進(jìn)步的新要求。
眾所周知，普通混凝土是由水泥、粗、細(xì)集料(碎石、砂等)加水拌合，通過一定的養(yǎng)護(hù)方法促使水硬化而獲得強(qiáng)度的一種人造材料。按照傳統(tǒng)方法制備，水泥與粗細(xì)集料一并投入攪拌機(jī)內(nèi)，由于攪拌機(jī)內(nèi)外相通，物料是在常壓下與噴灑的水混合攪拌。在攪拌過程中，水滴作用于物料的壓力、散粉狀物料內(nèi)部的壓力均與外界大氣壓相近，水的滲透壓低，易結(jié)成濕灰膜團(tuán)，有的內(nèi)部包容著干料及空氣，這大大小小的團(tuán)塊必須不斷依靠外力擠壓扯碎，使團(tuán)料不斷碎小直至成為均相。攪拌強(qiáng)度越高，混合效果越好，如一般強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌時(shí)間為15秒左右，如果時(shí)間延長一倍，混凝土的抗壓強(qiáng)度可提高15％左右。但能耗大、工效低，在實(shí)際上是不可行的。在常壓下的這種動力式攪拌，原來已低效，將碎石、砂、水泥全部投入攪拌機(jī)的入料方式也更加增大了能耗。而且，這種攪拌方法，新鮮混凝土質(zhì)量低劣。另外，應(yīng)用較多的攪拌筒式攪拌機(jī)，在給拌筒裝料拌筒旋轉(zhuǎn)及出料時(shí)，因料石與筒壁金屬磨擦，噪音巨大，尤其是夜間，干擾城市居民生活。
為了提高混凝土質(zhì)量，近十余年來，國內(nèi)外已將真空技術(shù)引入混凝土工程中，采用的方法都是在新鮮混凝土澆注成型之后，再增加一道真空吸附脫水工序。經(jīng)該工序處理后，混凝土的早期強(qiáng)度、永久性強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐久性等均獲得提高與改善，(水泥制品工業(yè)節(jié)能技術(shù)、中國建材工業(yè)出版社1993(7):79-98)但這種處理技術(shù)存在許多缺點(diǎn)，給施工現(xiàn)場帶來不便。設(shè)備及配套設(shè)施多，除真空泵外，還須根據(jù)混凝土件形狀專配各種真空吸附脫水裝置，凝結(jié)后段縫切割裝置等，操作移動頻繁。它的處理效果差，內(nèi)外壓差僅ΔP≤300mmHg，因?yàn)閺脑O(shè)備工效上考慮，每次處理時(shí)間不可能無限延長，其處理效果僅能在混凝土表層下數(shù)厘米(一般小于30厘米)深度內(nèi)形成致密，因此算不上表里如一的混凝土。由于以上種種原因，它的應(yīng)用范圍很受局限，很多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大體積混凝土工程根本無法應(yīng)用，以致真空混凝土盡管優(yōu)點(diǎn)顯著卻少有人知曉，更談不上普及應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是提供一種高壓砂漿與混凝土的制備方法，另一目的是提供與其相關(guān)的專用設(shè)備。新制備方法的特征在于先將水泥與砂在專用干拌混合裝置中實(shí)施干拌混合，然后在專用高壓制備設(shè)備中制備出新鮮的高壓砂漿，最后再將高壓砂漿與碎石在專用動力攪拌裝置中制成混凝土。專用設(shè)備由干拌混合裝置，高壓制備裝置與動力攪拌裝置所組成。干拌混合裝置為普通螺旋攪拌輸送機(jī)，其特征在于排料口設(shè)置有料袋(室)裝料機(jī)構(gòu)。高壓制備裝置由壓力泵、壓力容器、容器蓋、快速密封裝置及氣、水管、閥等組成，其特征在于容器內(nèi)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)柔性或彈性材料制成的料袋或容積可變的料室；動力攪拌裝置由攪拌筒、裝料機(jī)構(gòu)、出料機(jī)構(gòu)、原動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、機(jī)架與行走機(jī)構(gòu)等組成，其特征在于其攪拌筒、裝料、出料口全部或部分是由橡膠等彈性復(fù)合材料所制成。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，每立方米混凝土所用的水及水泥按重量計(jì)約占(30±10)％，石約占(55±5)％，其余為砂。石與砂自身已具有足夠的強(qiáng)度及密實(shí)性，參予攪拌僅是為了分布均勻。水泥則不同，混凝土內(nèi)部一切作用在砂、石上的荷載均需要水泥粉體承接與傳遞，它必須與水混合并依靠水硬化反應(yīng)來獲得強(qiáng)度，該強(qiáng)度及質(zhì)量高低對于混凝土的質(zhì)量起著決定性的作用。單獨(dú)制備高質(zhì)量的泥漿而后再與砂石攪拌才是最節(jié)能、省時(shí)的制備方法。但泥漿的粘結(jié)性不利于攪拌，不如先將水泥、砂干混合再采用高壓制備，便成為新鮮的高壓砂漿，而且再將其與水洗或掛了水泥漿的碎石稍加攪拌即成為新鮮的高壓混凝土。
澆注以后鮮料，若不受外部因素的破壞，其硬結(jié)后的密實(shí)性由鮮料的密實(shí)性所決定。研究表明，經(jīng)高壓制備的新鮮砂漿或混凝土，只要在排料前的減壓過程中沒有發(fā)生膨脹，那么經(jīng)減壓后基本上不再發(fā)生變化。做到這一點(diǎn)，只要使物料在水密環(huán)境中實(shí)現(xiàn)內(nèi)能緩慢釋放便可。此時(shí)其含水率可能略有增加，但可防止有害大氣的溶入。
當(dāng)制備材料(水泥、集料、外加劑等)確定之后，從物理制備的可控因素看，在滿足施工水灰比的情況下，新鮮砂漿與混凝土的密實(shí)性主要由混合時(shí)的壓力大小，混合內(nèi)環(huán)境氣體的成分及含量所決定。在充滿水的壓力容器內(nèi)，以高壓水?dāng)D壓料袋或料室，將料袋(室)內(nèi)及物料內(nèi)的空氣排擠出，并實(shí)現(xiàn)水泥與水的靜態(tài)混合，提供了水化合反應(yīng)所需的水。此時(shí)的新鮮砂漿，本質(zhì)上既是“真空”的，又是高壓的。
利用水作為傳壓媒介優(yōu)點(diǎn)突出水的不可壓縮性，其體積彈性模量達(dá)20000kgf/cm2左右，它是流體，傳壓均勻分布；同時(shí)它本身又是制備時(shí)不可缺少的組分；另外，在排出鮮料前進(jìn)行減壓過程中，水也是吸收物料所釋放內(nèi)能的緩釋劑；從安全角度看，由于工作溫度較低，即使壓力容器發(fā)生破裂，也不致于爆炸傷人。
柔性或彈性材料所制的料袋分為透氣、透水與不透氣、不透水的兩種類型。容積可變的料室其結(jié)構(gòu)有多種，如利用鉸聯(lián)聯(lián)接使其容積變化，利用材料自身的彈性變形實(shí)現(xiàn)容積變化等。料袋(室)或壓力容器內(nèi)若設(shè)置振動(如壓電陶瓷等)裝置，則可加快水泥與水的靜壓混合；料袋(室)內(nèi)若設(shè)置測量水分含量的傳感元件，則可對混合狀態(tài)予以監(jiān)測；另外為了提高工效，料袋(室)設(shè)有帶快速聯(lián)接裝置的導(dǎo)通管，以供輸水排氣之用途。
動力攪拌裝置主要是將傳統(tǒng)攪拌機(jī)中的攪拌筒、上料斗、出料槽口等與物料碰磨部位由金屬材料改為橡膠、橡塑復(fù)合等彈塑性材料。
由一堆松散的物料變成可澆注任意形狀與體積的新鮮混凝土或砂漿，必須經(jīng)過一個(gè)物理性制備工序。新方法將澆注成型后增加的真空吸附脫水工序取消，從必經(jīng)的物理制備這個(gè)源頭上通過高壓制備裝置解決有害孔的問題，節(jié)能、簡便、有效，且應(yīng)用范圍不受局限，可在任何混凝土工程中使用。其凝結(jié)后便是表里如一的、完全的“真空”高壓混凝土。其早強(qiáng)性可加快施工模板具的周轉(zhuǎn)率及減少其使用量，還可縮短施工工期；其強(qiáng)度提高，可減輕重量、減少材料消耗、降低成本及工程造價(jià)；抗?jié)B性、耐久性等的提高，可提高工程質(zhì)量及服務(wù)年限。另外新方法將占總重50％左右，已具強(qiáng)度的碎石與所制備的鮮砂漿后期攪拌，具有節(jié)能省時(shí)的效果；若能夠在施工現(xiàn)場的操作上對已掛了灰漿的碎石掌握好均勻分布，甚至可取消上述的后期攪拌，直接在澆注現(xiàn)場施布，這對于大型混凝土工程的節(jié)能、降耗、縮短工期很有實(shí)際意義。
動力攪拌裝置僅對傳統(tǒng)攪拌機(jī)中的攪拌筒、上料、出料機(jī)構(gòu)中的與物料撞擊磨擦部位做材質(zhì)改變，由金屬改為橡膠或橡塑復(fù)合等彈塑性材料，降低了工作時(shí)的噪音污染，又便于工作后的清理，對于粘結(jié)壁上的硬結(jié)塊，稍加振擊便可脫落。因?yàn)閺?、塑性材料質(zhì)量輕，減少了運(yùn)動時(shí)的動力消耗，因不會生銹又延長了設(shè)備使用壽命。
下面結(jié)合附圖，僅對本發(fā)明中的高壓制備裝置及幾種實(shí)施方式作一描述，共有2幅圖。
附

圖1為柔性料袋的小型立罐式高壓制備裝置附圖2為大型艙臥式高壓制備裝置，其料室?guī)讉€(gè)為一組，置于車輪架上，編成料車組入艙，適用于大型制備中心及施工地。
附圖中1壓力容器，2料袋(室)，3快速密封裝置，4容器蓋，5振動器，6傳感元件，7快速聯(lián)接及導(dǎo)管，8泵壓管，9排氣管，10排管，11進(jìn)料室封門，12出料密封門，13底座。
權(quán)利要求
1.一種高壓砂漿與混凝土的制備方法，其特征在于先在干拌混合裝置中將水泥與砂干拌混合，然后采用專用高壓制備裝置制備出新鮮高壓砂漿，最后再將高壓砂漿與碎石在專用動力攪拌裝置中攪拌。
2.一種高壓砂漿與混凝土制備的專用設(shè)備，它由干拌混合裝置、高壓制備裝置與動力攪拌裝置所組成。干拌混合裝置由普通螺旋攪拌機(jī)組成，其特征在于其拌混后的排料口附設(shè)有給料袋(室)裝料的機(jī)構(gòu)。高壓制備裝置由壓力泵、壓力容器、容器蓋、密封裝置及氣、水管、閥等組成，其特征在于壓力容器內(nèi)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)由柔性或彈性材料制成的料袋或容積可變的料室。動力攪拌裝置由攪拌筒、裝料機(jī)構(gòu)、出料機(jī)構(gòu)、原動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)與行走機(jī)構(gòu)等組成，其特征在于其攪拌筒、裝料斗、出料槽口等與物料磨擦部位是由橡膠、橡塑復(fù)合等彈、塑料所制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓制備裝置，其特征在于壓力容器或料袋(室)內(nèi)設(shè)置有振動裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓制備裝置，其特征在于料袋(室)內(nèi)設(shè)置有測量水分的傳感元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓制備裝置，其特征在于其容積可變的料室采用了鉸接結(jié)構(gòu)或利用材料自身的彈性變形實(shí)現(xiàn)容積變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓制備裝置，其特征在于料袋(室)設(shè)置有帶聯(lián)接裝置的導(dǎo)通管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓砂漿與混凝土的制備方法與專用設(shè)備,它擯棄了全料攪拌,先使水泥與砂干混合,后投入高壓制備裝置中,以高壓水?dāng)D出有害空氣并實(shí)現(xiàn)靜態(tài)混合制備出高壓砂漿,最后再與水洗石在彈性攪拌筒中混合。它克服了傳統(tǒng)制備方法的低效、高耗、劣質(zhì)以及現(xiàn)有的在澆注成型后再去真空吸附脫水處理工序的工效低、處理效果差、應(yīng)用范圍小等缺陷。制備出的鮮料,不受局限地應(yīng)用于任何混凝土施工領(lǐng)域,且凝結(jié)后便成為表里如一的“真空”混凝土。
文檔編號B28C5/00GK1311088SQ0010255
公開日2001年9月5日 申請日期2000年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月1日
發(fā)明者顏曙光 申請人:顏曙光