一種混凝土三次投料攪拌技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土生產(chǎn)技術(shù)領域，尤其是涉及一種混凝土三次投料攪拌技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著混凝土科學技術(shù)的發(fā)展，混凝土已逐漸成為人類社會不可或缺的基礎材料，是世界上應用量最大的人造產(chǎn)品。而水泥是水泥混凝土的重要組成材料和成本主要組成部分，但水泥是人們周知的污染源，生產(chǎn)過程中會排出大量的粉塵和有害氣體。
[0003]通常水泥混凝土投料攪拌是按照配合比把計量后的水泥、摻合料、細集料、粗集料、水、外加劑一起混在拌鍋攪拌的，這種攪拌工藝會存在如下缺點:
(I)膠凝材料加水后容易形成小膠凝材料團粒，造成膠凝材料不能充分水化，各組成材料之間也易形成大量氣泡，成為強度較薄弱環(huán)節(jié)的現(xiàn)象，影響了混凝土的工作性、強度和耐久性，同時還增加了拌鍋內(nèi)襯板和葉片的磨損;水膠比越小，這些情況越嚴重。(2)集料表面由于親水性會吸附水，形成一層較厚的水膜，在粗集料的表面形成一個高水膠比的凈漿殼，其硬化后空隙多不致密，與粗集料的粘結(jié)力較低，成為混凝土強度的薄弱層。同時在混凝土澆筑初期尚呈流塑態(tài)時，其中比重大的粗、細集料會因自重而向下移動，同時使得比重較小的水分和氣泡向上運動，遇到粗燥的粗集料后，將聚集在粗集料的下表面形成大小不一的空穴和水囊。使混凝土在凝結(jié)硬化過程中，在集料界面形成大孔隙。薄弱層和大孔隙成為混凝土內(nèi)部原始裂縫的發(fā)展地，破壞了混凝土的勻質(zhì)性與整體性。(3)在摻減水劑為主外加劑的混凝土中，混凝土的工作性主要是靠外加劑中減水劑組分里的高分子表面活性劑吸附在水泥和礦物摻合料粒子表面，形成帶負電的強電場，相互排斥、分散，使膠凝材料凝體產(chǎn)生分散達到滿足工作性的目的；并靠外加劑中緩凝組分減緩混凝土坍落度損失。由于這種攪拌工藝同摻所有原材料，一是水泥混合砂漿中的水分會快速滲入集料的孔隙中，造成膠凝材料中的拌和水量快速減少，同時由于外加劑在進入攪拌機之前全部溶解到水里，集料吸收了多少水，外加劑也等比例地被集料吸收;二是膠凝材料中的鋁酸三鈣等礦物組分等吸附外加劑。上述兩點造成外加劑在膠凝材料中的濃度同樣快速降低，外加劑中起相互排斥、分散作用的減水組分和減緩混凝土坍落度損失的緩凝組分在膠凝材料中的實際發(fā)揮作用的量在膠凝材料中的比例相應下降，浪費了混凝土中單價成本高的外加劑，減弱了對混凝土工作性、強度、耐久性影響大的外加劑在混凝土中的作用。
[0004]在達到保持甚至超過目前混凝土質(zhì)量的前提下減少水泥用量能明顯降低水泥混凝土材料成本，這是工程建設發(fā)展的需要，更是保護生態(tài)環(huán)境、保證我國可持續(xù)發(fā)展道路的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于混凝土攪拌的三次投料攪拌技術(shù)，在保證質(zhì)量的前提下，通過改變投料程序，利用膠凝材料裹砂石法和滯水摻外加劑法結(jié)合達到提高混凝土性能，減少水泥用量的目的。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:在原有混凝土攪拌的技術(shù)基礎上，僅對投料程序進行調(diào)整，采取混凝土三次投料攪拌技術(shù)。具體操作如下所示:
第一次投料攪拌:細集料、部分配比用水與膠凝材料投入拌鍋攪拌成砂漿；
第二次投料攪拌:粗集料和剩余的水投入第一次攪拌成的過渡混凝土 ；
第三次投料攪拌:外加劑投入拌鍋第二次攪拌后所成可使用混凝土。
[0007]所述第一次投料攪拌過程中加入水的用量是60%?80%的配比用水，第二次投料攪拌中加入剩余的全部配比用水。
[0008]對于攪拌機生產(chǎn)的膠凝材料總量在150kg/m3?600kg/m3之間摻以減水劑為主要成分外加劑的混凝土，所述第一次投料攪拌時間取6秒?36秒，第二次投料攪拌時間取12秒?72秒，第三次投料攪拌時間取12秒?72秒;三次投料總攪拌時間取30秒?180秒。
[0009 ]操作中，所述第一次投料攪拌可以再細分為兩步:第一步先把細集料、部分配比用水投入攪拌，濕潤細集料表面;第二步再投入膠凝材料攪拌，攪拌成砂漿。
[0010]所述三次投料攪拌時間的比例優(yōu)選:第一次投料攪拌時間:第二次投料攪拌時間:第三次投料攪拌時間=1: 2: 2。
[0011]以上方法適用于生產(chǎn)的摻以減水劑為主要成分外加劑的水泥混凝土。三次投料總攪拌時間及每次攪拌時間應根據(jù)攪拌機攪拌方式、攪拌效果、膠凝材料量、總用水量、外加劑減水與緩凝效果、混凝土坍落度等具體情況經(jīng)試驗確定。
[0012]操作中，為使攪拌效果更好，第一次投料可以再細分為兩步:第一步先把細集料、部分配比用水投入攪拌，濕潤細集料表面;第二步再投入膠凝材料攪拌，攪拌成砂漿。
[0013]超過以上范圍的水泥混凝土和其他特殊混凝土要根據(jù)試驗情況具體調(diào)整攪拌時間，但總攪拌時間不宜超出30秒?180秒的范圍。
[0014]工作原理:把膠凝材料、細集料與部分配比用水投入拌鍋攪拌成砂漿，避免或減少膠凝材料團粒的形成，增加膠凝材料的分散度，提高膠凝材料單位時間內(nèi)水化程度，并使膠凝材料包裹在細骨料表面形成外殼;高分散性的膠凝材料凈漿因粗集料的吸水而在粗集料表面形成一個低水膠比的凈漿殼，提高了硬化后與粗集料的粘結(jié)力;投入外加劑攪拌，利用前兩次投料內(nèi)部的水分密度與膠凝材料漿體內(nèi)部的水分密度接近，彼此的滲透壓接近平衡，集料內(nèi)的水分與膠凝材料漿體內(nèi)部的水分及外加劑無法相互滲透加上膠凝材料顆粒表面形成的水膜減弱鋁酸三鈣之類的等礦物組分對滯后于水添加的外加劑的吸附，提高外加劑對水泥等膠凝材料的適應性。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:(I)混凝土出機坍落度和栗送坍落度較為穩(wěn)定，可減少混凝土工作性的調(diào)整次數(shù)，有效提高產(chǎn)量；(2)在保證混凝土流動性的同時還能提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實度和耐久性；(3)由于砂漿中無粗集料，便于拌合，粗集料投入后，易被砂漿均勻包裹，減少了粗集料對葉片和襯板的磨損，攪拌機電流峰值大大降低，可節(jié)電，由于攪拌電流降低，攪拌葉片和襯板的生產(chǎn)磨損相比將有所減輕，可延長電機、攪拌葉片和襯板的使用壽命；(4)在相同強度等級的前提下可節(jié)約水泥10%?20%，節(jié)約外加劑摻量10%?25%; (5)在相同水泥用量的前提下比一次投料可提高28d標準養(yǎng)護強度20%?30%。
【具體實施方式】
[0016]按照本發(fā)明所提供的方法制備水泥混凝土。
[0017]實施例1
第一次投料攪拌:細集料、部分配比用水與膠凝材料投入拌鍋攪拌成砂漿;具體操作中可細分為兩步:第一步先把細集料、部分配比用水投入攪拌，濕潤細集料表面;第二步再投入膠凝材料攪拌，攪拌成砂漿；
第二次投料攪拌:粗集料和剩余的水投入第一次攪拌成的過渡混凝土 ；
第三次投料攪拌:外加劑投入拌鍋第二次攪拌后所成可使用混凝土。
[0018]對于當前常采用的雙臥軸強制式攪拌機生產(chǎn)的膠凝材料總量在150kg/m3摻以減水為主要成分外加劑的水泥混凝土，第一次用水取60%的配比用水，第二次用剩余的全部水;膠凝材料、細集料與部分配比用水投入拌鍋后，第一次投料攪拌時間取6秒，第二次投料攪拌時間12秒，第三次攪拌時間12秒。
[0019]實施例2
第一次投料攪拌:細集料、部分配比用水與膠凝材料投入拌鍋攪拌成砂漿;具體操作中可細分為兩步:第一步先把細集料、部分配比用水投入攪拌，濕潤細集料表面;第二步再投入膠凝材料攪拌，攪拌成砂漿；
第二次投料攪拌:粗集料和剩余的水投入第一次投料攪拌成的過渡混凝土 ；
第三次投料攪拌:外加劑投入拌鍋第二次投料攪拌后所成可使用混凝土。
[0020]對于當前常采用的雙臥軸強制式攪拌機生產(chǎn)的膠凝材料總量在500kg/m3摻以減水為主要成分外加劑的水泥混凝土，第一次用水取75%的配比用水，第二次用剩余的全部水;膠凝材料、細集料與部分配比用水投入拌鍋后，第一次投料攪拌時間取21秒，第二次投料攪拌時間42秒，第三次攪拌時間42秒。
[0021 ] 實施例3
第一次投料攪拌:細集料、部分配比用水與膠凝材料投入拌鍋攪拌成砂漿;具體操作中可細分為兩步:第一步先把細集料、部分配比用水投入攪拌，濕潤細集料表面;第二步再投入膠凝材料攪拌，攪拌成砂漿；
第二次投料攪拌:粗集料和剩余的水投入第一次投料攪拌成的過渡混凝土 ；
第三次投料攪拌:外加劑投入拌鍋第二次投料攪拌后所成可使用混凝土。
[0022]對于當前常采用的雙臥軸強制式攪拌機生產(chǎn)的膠凝材料總量在600kg/m3摻以減水為主要成分外加劑的水泥混凝土，第一次用水取80%的配比用水，第二次用剩余的全部水;膠凝材料、細集料與部分配比用水投入拌鍋后，第一次投料攪拌時間取36秒，第二次投料攪拌時間72秒，第三次投料攪拌時間72秒。
[0023]通過對以上實施例中制備混凝土的過程及產(chǎn)物性能的檢測，所制備的混凝土攪拌物出機坍落度和栗送坍落度較為穩(wěn)定，在同等強度、出機坍落度的情況下節(jié)約外加劑10%?25%，單方減少水泥用量30kg?60kg;使混凝土的強度和耐久性得到了提高；由于砂漿中無粗集料，便于拌合，粗集料投入后，易被砂漿均勻包裹，減少了粗集料對葉片和襯板的磨損；而且與常規(guī)攪拌工藝相比不需要增加機械和人力投入，不需要進行設備改造，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。
[0024]實際應用中，根據(jù)所選擇的膠凝材料、細集料與粗集料的不同，可對每一步的加水量與攪拌時間進行調(diào)整，都落入本發(fā)明所涉及的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種混凝土三次投料攪拌法，其特征在于:具體包括以下步驟: 第一次投料攪拌:細集料、部分配比用水與膠凝材料投入拌鍋攪拌成砂漿； 第二次投料攪拌:粗集料和剩余的水投入第一次攪拌成的過渡混凝土 ； 第三次投料攪拌:外加劑投入拌鍋第二次攪拌后所成可使用混凝土； 所述第一次投料攪拌過程中加入水的用量是60%?80%的配比用水，第二次投料攪拌中加入剩余的全部配比用水； 所述第一次投料攪拌時間取6秒?36秒，第二次投料攪拌時間取12秒?72秒，第三次投料攪拌時間取12秒?72秒;三次投料總攪拌時間取30秒?180秒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土三次投料攪拌法，其特征在于，所述第一次投料攪拌可以再細分為兩步:第一步先把細集料、部分配比用水投入攪拌，濕潤細集料表面;第二步再投入膠凝材料攪拌，攪拌成砂漿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土三次投料攪拌法，其特征在于，所述三次投料攪拌時間的比例優(yōu)選:第一次投料攪拌時間:第二次投料攪拌時間:第三次投料攪拌時間=1:2:2。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種混凝土三次投料攪拌法，具體步驟包括：細集料、部分配比用水與膠凝材料投入拌鍋攪拌成砂漿；粗集料和剩余的水投入第一次投料攪拌成的過渡混凝土；外加劑投入拌鍋第二次投料攪拌后所成可使用混凝土。本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)所制得的混凝土在強度、工作性一致的情況下，減少了外加劑與水泥的用量；在相同水泥膠凝材料用量的條件下，減少了外加劑的用量，并有效提高了所制備混凝土的工作性、強度和耐久性。
【IPC分類】B28C5/00
【公開號】CN105563644
【申請?zhí)枴緾N201510966584
【發(fā)明人】李冬生, 楊志貴, 馮沅, 謝永平, 姚永春, 郭子強, 喬華, 劉瑞斌, 張亞洲, 金文剛
【申請人】山西路橋建設集團有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月22日