一种混凝土三次投料搅拌技术的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混凝土生产技术领域，尤其是涉及一种混凝土三次投料搅拌技术。
【背景技术】
[0002]伴随着混凝土科学技术的发展，混凝土已逐渐成为人类社会不可或缺的基础材料，是世界上应用量最大的人造产品。而水泥是水泥混凝土的重要组成材料和成本主要组成部分，但水泥是人们周知的污染源，生产过程中会排出大量的粉尘和有害气体。
[0003]通常水泥混凝土投料搅拌是按照配合比把计量后的水泥、掺合料、细集料、粗集料、水、外加剂一起混在拌锅搅拌的，这种搅拌工艺会存在如下缺点:
(I)胶凝材料加水后容易形成小胶凝材料团粒，造成胶凝材料不能充分水化，各组成材料之间也易形成大量气泡，成为强度较薄弱环节的现象，影响了混凝土的工作性、强度和耐久性，同时还增加了拌锅内衬板和叶片的磨损;水胶比越小，这些情况越严重。(2)集料表面由于亲水性会吸附水，形成一层较厚的水膜，在粗集料的表面形成一个高水胶比的净浆壳，其硬化后空隙多不致密，与粗集料的粘结力较低，成为混凝土强度的薄弱层。同时在混凝土浇筑初期尚呈流塑态时，其中比重大的粗、细集料会因自重而向下移动，同时使得比重较小的水分和气泡向上运动，遇到粗燥的粗集料后，将聚集在粗集料的下表面形成大小不一的空穴和水囊。使混凝土在凝结硬化过程中，在集料界面形成大孔隙。薄弱层和大孔隙成为混凝土内部原始裂缝的发展地，破坏了混凝土的匀质性与整体性。(3)在掺减水剂为主外加剂的混凝土中，混凝土的工作性主要是靠外加剂中减水剂组分里的高分子表面活性剂吸附在水泥和矿物掺合料粒子表面，形成带负电的强电场，相互排斥、分散，使胶凝材料凝体产生分散达到满足工作性的目的；并靠外加剂中缓凝组分减缓混凝土坍落度损失。由于这种搅拌工艺同掺所有原材料，一是水泥混合砂浆中的水分会快速渗入集料的孔隙中，造成胶凝材料中的拌和水量快速减少，同时由于外加剂在进入搅拌机之前全部溶解到水里，集料吸收了多少水，外加剂也等比例地被集料吸收;二是胶凝材料中的铝酸三钙等矿物组分等吸附外加剂。上述两点造成外加剂在胶凝材料中的浓度同样快速降低，外加剂中起相互排斥、分散作用的减水组分和减缓混凝土坍落度损失的缓凝组分在胶凝材料中的实际发挥作用的量在胶凝材料中的比例相应下降，浪费了混凝土中单价成本高的外加剂，减弱了对混凝土工作性、强度、耐久性影响大的外加剂在混凝土中的作用。
[0004]在达到保持甚至超过目前混凝土质量的前提下减少水泥用量能明显降低水泥混凝土材料成本，这是工程建设发展的需要，更是保护生态环境、保证我国可持续发展道路的需要。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于混凝土搅拌的三次投料搅拌技术，在保证质量的前提下，通过改变投料程序，利用胶凝材料裹砂石法和滞水掺外加剂法结合达到提高混凝土性能，减少水泥用量的目的。
[0006]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:在原有混凝土搅拌的技术基础上，仅对投料程序进行调整，采取混凝土三次投料搅拌技术。具体操作如下所示:
第一次投料搅拌:细集料、部分配比用水与胶凝材料投入拌锅搅拌成砂浆；
第二次投料搅拌:粗集料和剩余的水投入第一次搅拌成的过渡混凝土 ；
第三次投料搅拌:外加剂投入拌锅第二次搅拌后所成可使用混凝土。
[0007]所述第一次投料搅拌过程中加入水的用量是60%?80%的配比用水，第二次投料搅拌中加入剩余的全部配比用水。
[0008]对于搅拌机生产的胶凝材料总量在150kg/m3?600kg/m3之间掺以减水剂为主要成分外加剂的混凝土，所述第一次投料搅拌时间取6秒?36秒，第二次投料搅拌时间取12秒?72秒，第三次投料搅拌时间取12秒?72秒;三次投料总搅拌时间取30秒?180秒。
[0009 ]操作中，所述第一次投料搅拌可以再细分为两步:第一步先把细集料、部分配比用水投入搅拌，湿润细集料表面;第二步再投入胶凝材料搅拌，搅拌成砂浆。
[0010]所述三次投料搅拌时间的比例优选:第一次投料搅拌时间:第二次投料搅拌时间:第三次投料搅拌时间=1: 2: 2。
[0011]以上方法适用于生产的掺以减水剂为主要成分外加剂的水泥混凝土。三次投料总搅拌时间及每次搅拌时间应根据搅拌机搅拌方式、搅拌效果、胶凝材料量、总用水量、外加剂减水与缓凝效果、混凝土坍落度等具体情况经试验确定。
[0012]操作中，为使搅拌效果更好，第一次投料可以再细分为两步:第一步先把细集料、部分配比用水投入搅拌，湿润细集料表面;第二步再投入胶凝材料搅拌，搅拌成砂浆。
[0013]超过以上范围的水泥混凝土和其他特殊混凝土要根据试验情况具体调整搅拌时间，但总搅拌时间不宜超出30秒?180秒的范围。
[0014]工作原理:把胶凝材料、细集料与部分配比用水投入拌锅搅拌成砂浆，避免或减少胶凝材料团粒的形成，增加胶凝材料的分散度，提高胶凝材料单位时间内水化程度，并使胶凝材料包裹在细骨料表面形成外壳;高分散性的胶凝材料净浆因粗集料的吸水而在粗集料表面形成一个低水胶比的净浆壳，提高了硬化后与粗集料的粘结力;投入外加剂搅拌，利用前两次投料内部的水分密度与胶凝材料浆体内部的水分密度接近，彼此的渗透压接近平衡，集料内的水分与胶凝材料浆体内部的水分及外加剂无法相互渗透加上胶凝材料颗粒表面形成的水膜减弱铝酸三钙之类的等矿物组分对滞后于水添加的外加剂的吸附，提高外加剂对水泥等胶凝材料的适应性。
[0015]本发明的有益效果是:(I)混凝土出机坍落度和栗送坍落度较为稳定，可减少混凝土工作性的调整次数，有效提高产量；(2)在保证混凝土流动性的同时还能提高混凝土结构的密实度和耐久性；(3)由于砂浆中无粗集料，便于拌合，粗集料投入后，易被砂浆均匀包裹，减少了粗集料对叶片和衬板的磨损，搅拌机电流峰值大大降低，可节电，由于搅拌电流降低，搅拌叶片和衬板的生产磨损相比将有所减轻，可延长电机、搅拌叶片和衬板的使用寿命；(4)在相同强度等级的前提下可节约水泥10%?20%，节约外加剂掺量10%?25%; (5)在相同水泥用量的前提下比一次投料可提高28d标准养护强度20%?30%。
【具体实施方式】
[0016]按照本发明所提供的方法制备水泥混凝土。
[0017]实施例1
第一次投料搅拌:细集料、部分配比用水与胶凝材料投入拌锅搅拌成砂浆;具体操作中可细分为两步:第一步先把细集料、部分配比用水投入搅拌，湿润细集料表面;第二步再投入胶凝材料搅拌，搅拌成砂浆；
第二次投料搅拌:粗集料和剩余的水投入第一次搅拌成的过渡混凝土 ；
第三次投料搅拌:外加剂投入拌锅第二次搅拌后所成可使用混凝土。
[0018]对于当前常采用的双卧轴强制式搅拌机生产的胶凝材料总量在150kg/m3掺以减水为主要成分外加剂的水泥混凝土，第一次用水取60%的配比用水，第二次用剩余的全部水;胶凝材料、细集料与部分配比用水投入拌锅后，第一次投料搅拌时间取6秒，第二次投料搅拌时间12秒，第三次搅拌时间12秒。
[0019]实施例2
第一次投料搅拌:细集料、部分配比用水与胶凝材料投入拌锅搅拌成砂浆;具体操作中可细分为两步:第一步先把细集料、部分配比用水投入搅拌，湿润细集料表面;第二步再投入胶凝材料搅拌，搅拌成砂浆；
第二次投料搅拌:粗集料和剩余的水投入第一次投料搅拌成的过渡混凝土 ；
第三次投料搅拌:外加剂投入拌锅第二次投料搅拌后所成可使用混凝土。
[0020]对于当前常采用的双卧轴强制式搅拌机生产的胶凝材料总量在500kg/m3掺以减水为主要成分外加剂的水泥混凝土，第一次用水取75%的配比用水，第二次用剩余的全部水;胶凝材料、细集料与部分配比用水投入拌锅后，第一次投料搅拌时间取21秒，第二次投料搅拌时间42秒，第三次搅拌时间42秒。
[0021 ] 实施例3
第一次投料搅拌:细集料、部分配比用水与胶凝材料投入拌锅搅拌成砂浆;具体操作中可细分为两步:第一步先把细集料、部分配比用水投入搅拌，湿润细集料表面;第二步再投入胶凝材料搅拌，搅拌成砂浆；
第二次投料搅拌:粗集料和剩余的水投入第一次投料搅拌成的过渡混凝土 ；
第三次投料搅拌:外加剂投入拌锅第二次投料搅拌后所成可使用混凝土。
[0022]对于当前常采用的双卧轴强制式搅拌机生产的胶凝材料总量在600kg/m3掺以减水为主要成分外加剂的水泥混凝土，第一次用水取80%的配比用水，第二次用剩余的全部水;胶凝材料、细集料与部分配比用水投入拌锅后，第一次投料搅拌时间取36秒，第二次投料搅拌时间72秒，第三次投料搅拌时间72秒。
[0023]通过对以上实施例中制备混凝土的过程及产物性能的检测，所制备的混凝土搅拌物出机坍落度和栗送坍落度较为稳定，在同等强度、出机坍落度的情况下节约外加剂10%?25%，单方减少水泥用量30kg?60kg;使混凝土的强度和耐久性得到了提高；由于砂浆中无粗集料，便于拌合，粗集料投入后，易被砂浆均匀包裹，减少了粗集料对叶片和衬板的磨损；而且与常规搅拌工艺相比不需要增加机械和人力投入，不需要进行设备改造，具有显著的社会效益和经济效益。
[0024]实际应用中，根据所选择的胶凝材料、细集料与粗集料的不同，可对每一步的加水量与搅拌时间进行调整，都落入本发明所涉及的保护范围。
【主权项】
1.一种混凝土三次投料搅拌法，其特征在于:具体包括以下步骤: 第一次投料搅拌:细集料、部分配比用水与胶凝材料投入拌锅搅拌成砂浆； 第二次投料搅拌:粗集料和剩余的水投入第一次搅拌成的过渡混凝土 ； 第三次投料搅拌:外加剂投入拌锅第二次搅拌后所成可使用混凝土； 所述第一次投料搅拌过程中加入水的用量是60%?80%的配比用水，第二次投料搅拌中加入剩余的全部配比用水； 所述第一次投料搅拌时间取6秒?36秒，第二次投料搅拌时间取12秒?72秒，第三次投料搅拌时间取12秒?72秒;三次投料总搅拌时间取30秒?180秒。2.根据权利要求1所述的一种混凝土三次投料搅拌法，其特征在于，所述第一次投料搅拌可以再细分为两步:第一步先把细集料、部分配比用水投入搅拌，湿润细集料表面;第二步再投入胶凝材料搅拌，搅拌成砂浆。3.根据权利要求1所述的一种混凝土三次投料搅拌法，其特征在于，所述三次投料搅拌时间的比例优选:第一次投料搅拌时间:第二次投料搅拌时间:第三次投料搅拌时间=1:2:2。
【专利摘要】本发明提供一种混凝土三次投料搅拌法，具体步骤包括：细集料、部分配比用水与胶凝材料投入拌锅搅拌成砂浆；粗集料和剩余的水投入第一次投料搅拌成的过渡混凝土；外加剂投入拌锅第二次投料搅拌后所成可使用混凝土。本发明较现有技术所制得的混凝土在强度、工作性一致的情况下，减少了外加剂与水泥的用量；在相同水泥胶凝材料用量的条件下，减少了外加剂的用量，并有效提高了所制备混凝土的工作性、强度和耐久性。
【IPC分类】B28C5/00
【公开号】CN105563644
【申请号】CN201510966584
【发明人】李冬生, 杨志贵, 冯沅, 谢永平, 姚永春, 郭子强, 乔华, 刘瑞斌, 张亚洲, 金文刚
【申请人】山西路桥建设集团有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月22日