适用于水泥基材料两阶段搅拌工艺的搅拌设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种搅拌设备，特别是一种适用于水泥基材料两阶段搅拌工艺的 搅拌设备，属于土建材料加工设备技术领域。
【背景技术】
[0002] 磷酸镁水泥（MPC)是一种早强快硬的新型胶凝材料，具有低温凝结快、与混凝土 结构粘结强度高、干缩小、粘附性强、耐磨性和抗冻性良好等优点，具有较好的应用前景。磷 酸镁水泥基材料是基于酸碱组分反应而形成强度，与硅酸盐水泥相比，其胶凝材料中的碱 组分（死烧氧化镁粉）和酸组分（磷酸盐）因受潮反应而不宜混合后长期存储备用。此外， 已有的实验结果表明，酸碱组分比例是影响磷酸镁水泥材料性能的关键参数之一。Weill等 对MPC的研宄认为，碱组分应相对过量，过量的MgO作为胶凝体系的骨架或堆积料对硬化体 强度的提高和稳定有益，但酸碱比例应满足一定要求。如果体系中MgO用量太少，那么材料 固化后酸性组分未完全反应，固化体中留有可溶性盐，将导致材料强度衰减过快。如果用量 太多，将导致反应速度太快，浆体凝结时间短，不便于使用，且过快的水化放热速度使水化 产物晶体不稳定、缺陷较多，使得材料后期强度下降。而相关实验研宄表明，磷酸镁水泥净 浆、砂浆、混凝土等不同的材料形式，对应的最佳的氧化镁粉和磷酸盐比例不同，如MPC净 衆和砂衆的最佳酸碱组分为1:2. 5~1:3和1:1. 5~1:2 (质量比）。因而，磷酸镁水泥使 用时胶凝材料宜采用酸碱两组分形式，不仅利于保质，更便于复合材料的优化设计。
[0003] 此外，磷酸镁水泥的反应机理是基于微溶盐的酸碱反应。MPC所采用的磷酸二氢 钾在20°C 100g水中的溶解度为22. 6g、磷酸二氢氨在20°C 100g水中的溶解度为37. 4g，而 根据MPC最佳水胶比实验结果计算磷酸盐与水的质量比约1. 8:1~1. 9:1 ;硼砂是MPC中 使用的缓凝剂之一，其在20°C 100g水中的溶解度为2. 01g，而在MPC的组分中，硼砂与水 的质量比在〇. 07以上；由此可见，磷酸镁水泥基材料组分中的水不足以溶解酸组分和缓凝 剂，碱组分氧化镁粉更是不溶于水，如何充分分散酸组分和缓凝剂，不仅影响MPC材料强度 发展的均匀性，也会影响酸碱反应的充分性。
[0004] 综上所述，形成强度发展均匀的磷酸镁水泥基材料的拌制涉及酸组分、缓凝剂的 充分分散，然后和氧化镁粉的均匀拌合两个关键过程，因此，有必要对MPC材料的搅拌工艺 和相关设备进行设计与开发。
[0005] 借助SooPAT专利检索系统探讨水泥基材料的搅拌工艺，主要有如下典型的水泥 基材料搅拌工艺与方法：许虎贤等申请的专利《混凝土二次搅拌新工艺》（CN1249232A)提 供了一种先将粗骨料进行冲洗、湿润，再进行粉料裹覆搅拌，最后加入细骨料、外加剂掺合 搅拌的混凝土二次搅拌工艺，由于冲洗过程提高了骨料的品质，有效提高了混凝土的质量。 许虎贤等申请的专利《快速制浆法多步混凝土搅拌工艺》（CN1396048A)为快速制浆多步混 凝土搅拌工艺，其特征在于先行搅拌水泥粉料，再与骨料拌合，该专利能使混凝土中的结合 料得到充分的水化，有助于提高混凝土强度，进一步可以节约水泥等结合料，同时，粉料被 搅拌成浆体进入混凝土搅拌机，有效减少粉尘污染。梁毅等申请的专利《沥青水泥砂浆搅拌 工艺》（CN101234511A)为形成高性能沥青水泥砂浆，将搅拌工艺分为高速搅拌和低速搅拌 两个阶段，高速搅拌使乳化沥青、流化剂、干混砂浆快速均匀分散于搅拌主机液体中，避免 形成凝聚甚至沉淀、同时提高了拌合工作效率；而随后加入消泡剂并低速搅拌，避免成品沥 青水泥砂浆内混有空气形成气泡，保证混合料质量。张吉庆申请的专利《水泥混凝土二次搅 拌工艺》(CN103862570A)首先将水泥、水按所需配合比加入磨浆机，利用磨浆机的强力摩擦 和剪切使水泥充分水化，制成的水泥浆料再加入砂、石骨料的强制式搅拌机内再进行搅拌， 制成水泥砼混合料。该专利提供的搅拌过程在砂石表面不会形成自由水膜，有助于提高胶 凝材料与骨料的粘结力，提高了混凝土强度也达到节约水泥的目的，但该专利未提供相应 的拌合设备设计。
[0006] 混合料的搅拌是各相物料间扩散、剪切及对流的过程，物料表明间的粘结力是搅 拌阻力的主要来源，而物料的聚团、沉淀与不相溶是影响混合料均匀性的关键因素。多年 来，有关学者和工程师对水泥基材料的搅拌工艺提出了创新性的设计和实验验证，将振动、 剪切与传统的搅拌方式进行结合。其中振动搅拌技术研宄较早，并认为振动装置使物料颗 粒处于颤振状态，破坏水泥凝聚团，降低了物料运动阻力，提高了搅拌效率。赵利军等对水 泥混凝土的振动搅拌的合理激振方式、合理振动参数进行了实验研宄，并设计制作了振动 与搅拌装置一体化的实验样机；而陈彪等申请的专利《振动搅拌机》（CN203985794U)是在 搅拌桶侧面设置振动电机，以加强物料混合的均匀性。剪切搅拌多用于精细化工行业，在沥 青的改性制备中也有应用，而在水泥基材料的搅拌中的应用较少，金建国等申请的专利《移 动式水泥浆液高速剪切搅拌机》(CN201752904U)以高速旋转的三义搅拌碟盘快速分散水泥 浆，提高水泥浆的均匀性。
[0007] 通过专利检索和文献查阅，关于磷酸镁水泥基材料搅拌工艺和设备的开发与研宄 尚未见报道。 【实用新型内容】
[0008] 本实用新型目的是：针对上述问题，提供一种适用于水泥基材料两阶段搅拌工艺 的搅拌设备，使用该设备能够能充分溶解及分散磷酸镁水泥的复合缓凝剂和酸组分，有利 于促进磷酸镁水泥基材料的酸碱反应进程、反应的程度和强度发展的均匀性；并且还能使 胶凝材料与骨料、纤维界面充分浸润和粘结，同时减少拌合物的空气气泡。
[0009] 本实用新型的技术方案是：所述的适用于水泥基材料两阶段搅拌工艺的搅拌设 备，包括：
[0010] 机架，
[0011] 设于该机架上的第一搅拌桶和第二搅拌桶，
[0012] 与所述第一搅拌桶配套的第一搅拌器，以及
[0013] 与所述第二搅拌桶配套的第二搅拌器；
[0014] 所述第一搅拌桶可翻转地安装在所述机架上，当该第一搅拌桶翻转倾倒时能够将 其内存放的物料倒入所述第二搅拌桶内。
[0015] 本实用新型在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
[0016] 所述第一搅拌器包括第一搅拌电机，该第一搅拌电机的电机轴上连接有伸入所述 第一搅拌桶内的第一搅拌叶片。
[0017] 所述第一搅拌器还包括高速剪切机。
[0018] 所述第二搅拌器包括第二搅拌电机，该第二搅拌电机的电机轴上连接有伸入所述 第二搅拌桶内的第二搅拌叶片。
[0019] 所述第二搅拌器还包括振动电机，该振动电机上设置有伸入所述第二搅拌桶内的 激振杆。
[0020] 所述机架上固定设置有两根内外平行分布的第一立柱，所述第一搅拌桶通过转轴 翻转连接在这两根第一立柱上。
[0021] 所述机架上还设置有通过第一链条与所述转轴传动连接、用于带动所述第一搅拌 桶作翻转动作的第一搅拌桶翻转电机。
[0022] 所述机架上布置有罩在所述第一搅拌桶翻转电机外的防尘防护罩。
[0023] 所述机架上设置有两根内外平行分布的第二立柱、以及布置在这两根第二立柱顶 端的横梁，其中位于内侧的那根第二立柱的下端固定在机架上，而位于外侧的那根第二立 柱的下端通过单向铰链翻转连接在机架上，所述横梁的一端通过铰轴翻转连接在内侧那根 第二立柱的顶端，横梁的另一端支撑在外侧那根第二立柱的顶端，且外侧那根第二立柱上 连接有位于所述第二搅拌桶下方的撬杆，所述第二搅拌器固定在所述横梁上。
[0024] 外侧那根第二立柱上连接有套在所述第二搅拌桶外的第一约束钢带，所述撬杆上 连接有套在第二搅拌桶上的第二约束钢带。
[0025] 本实用新型的优点是：本实用新型这种搅拌设备适合水泥基材料两阶段搅拌工艺 的要求，并能实现多批次混合料的穿插拌合，提高了拌合效率。在应用时，其第一阶