一种超高性能混凝土变频式搅拌工艺的制作方法

本发明涉及混凝土搅拌工艺
技术领域：
，更具体地涉及一种超高性能混凝土变频式搅拌工艺。
背景技术：
：变频调速技术在20世纪80年代开始在中国推广以来，已经被广泛地应用在工业生产和人们的日常生活中。变频调速技术的广泛应用，主要得益于其优良的节能特性和调速特性。传统的搅拌工艺，混凝土搅拌是采用水泥、砂石干拌后再加入水、外加剂一次投入搅拌锅进行搅拌，若干时间后出料形成新拌混凝土。优点是实现的设备与流程简单，其缺点是新拌混凝土砂石表面易形成一层自由水膜，增大了界面区的水灰比，从而削弱了水泥浆与集料的粘结强度，使水泥浆体的作用远未发挥出来。用这种方式搅拌出来的宏观均匀的混凝土放在显微镜下会发现，仍有10％-30％的水泥颗粒粘聚成微小的水泥团，水泥水化很不充分，这部分的水泥效果未被发挥出来。超高性能混凝土具有低水胶比、水泥用量大等特点，不易搅拌均匀，传统的超高性能混凝土均是通过延长搅拌时间来改善超高性能混凝土的拌合质量。因搅拌时间较长，砂和钢纤维对搅拌机内衬及搅拌叶片磨损很严重。中国专利cn203014736u、cn201848919u、cn202737807u、cn105904591a等众多现有技术公开了在混凝土搅拌领域应用变频技术，但很少有搅拌过程中的转速对超高性能混凝土性能的影响具体研究，由于加入的每种物质有各自特点，其分散、混合以及相互作用并非在一个转速下实现最佳效果，因此，搅拌过程中的转速优化可能能够提升混凝土的性能。本申请将变频技术与超高性能混凝土搅拌工艺相结合，研发一种超高性能混凝土变频搅拌工艺，可以大幅度提高超高性能混凝土的分散均匀性，减小细骨料和纤维对搅拌机内衬和搅拌叶片的磨损。技术实现要素：本发明的目的在于解决传统超高性能混凝土搅拌时间长、分散不均匀、对搅拌机衬板磨损严重等问题，提供一种搅拌时间短、效率高、分散均匀、对搅拌机内衬及搅拌叶片磨损小的超高性能混凝土变频式搅拌工艺。本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：一种超高性能混凝土变频式搅拌工艺，包括以下步骤：s1准备一台搅拌机；s2将细骨料和纤维投入步骤s1中的搅拌机搅拌，先慢速搅拌40-60秒，再中速搅拌40-60秒，得到搅拌均匀的混合料；s3将水泥和掺合料投入步骤s2中的混合料中搅拌，先慢速搅拌60-80秒，再高速搅拌50-80秒，得到搅拌均匀的混合料；s4将水和外加剂投入步骤s3中的混合料中继续搅拌，先慢速搅拌120-150秒，再高速搅拌60-90秒，最后慢速搅拌30-50秒，得到搅拌均匀的超高性能混凝土。优选的，在该超高性能混凝土变频式搅拌工艺中，水泥选自硅酸盐水泥，掺合料选自硅灰、矿粉、粉煤灰、陶瓷抛光粉中的一种或多种组合，细骨料选自河砂、石英砂、机制砂中的一种，纤维选择钢纤维，外加剂选自聚羧酸减水剂。优选的，在该超高性能混凝土变频式搅拌工艺中，水泥、掺合料、水、外加剂、细骨料、纤维的质量比为1-4:0.5-3:0.1-3:0.05-0.3:2-6:0.1-2，优选质量比为2.3-3:1-2:0.6-1:0.11-0.15:3.5-4.5:0.4-1.2。优选的，在该超高性能混凝土变频式搅拌工艺中，慢速搅拌的搅拌轴转速为10-15rpm，中速搅拌的搅拌轴转速为20-36rpm，快速搅拌的搅拌轴转速为50-60rpm。优选的，在该超高性能混凝土变频式搅拌工艺中，其特征在于，所述步骤s1的搅拌机均包括变频器和搅拌筒，搅拌筒开有进料口和出料口。与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：(1)本申请采用变频式搅拌对各种物料加入后的转速进行控制，在步骤s2中采用先慢速搅拌再中速搅拌，慢速搅拌为了将纤维在细骨料中分散，防止纤维在搅拌过程中结团，然后再进行中速搅拌使得预分散纤维和细骨料能够更好的混合均匀；在步骤s3中采用先慢速搅拌再快速搅拌，慢速搅拌为了将水泥和掺合料在混合料中分散，然后再进行高速搅拌使得预多种形状及大小不同的物质之间能够更好的混合均匀；在步骤s4中采用先慢速搅拌、再高速搅拌、最后再慢速搅拌，先慢速搅拌可以降低混合料搅拌成流态状态的阻力，降低细骨料和纤维对搅拌设备的磨损，再高速搅拌提高混合料的分散效果和增塑作用，提高混合料的流动性能和质量稳定性，缩短超高性能混凝土搅拌成流态的时间，最后慢速搅拌降低拌合物中因快速搅拌引入的气体含量，降低气孔率，提高超高性能混凝土的致密性，从而提高超高性能混凝土的力学性能和耐久性能。(2)本发明采用变频式搅拌，能够降低能耗，减小胶凝材料搅拌成浆体过程中的阻力，减少细骨料和纤维对搅拌机内衬及搅拌叶的磨损，提高搅拌设备的使用寿命。附图说明附图1为本申请的工艺流程示意图。具体实施方式实施例1s1准备一台搅拌机；s2将4.0kg石英砂(约0.5mm)和0.8kg钢纤维(约0.3×12mm)投入步骤s1中的搅拌机搅拌，先以12rpm的速度慢速搅拌50秒，再以28rpm的速度中速搅拌50秒，得到搅拌均匀的混合料；s3将2.6kg硅酸盐水泥(p.o52.5)和1.5kg硅灰投入步骤s2中的混合料中搅拌，先以12rpm的速度慢速搅拌60秒，再以55rpm的速度高速搅拌50秒，得到搅拌均匀的混合料；s4将0.85kg水和0.13kg聚羧酸减水剂投入步骤s3中的混合料中继续搅拌，先以12rpm的速度慢速搅拌120秒，再以55rpm的速度高速搅拌60秒，最后以12rpm的速度慢速搅拌30秒，得到搅拌均匀的超高性能混凝土。实施例2s1准备一台搅拌机；s2将3.5kg石英砂(约0.5mm)和1.2kg钢纤维(约0.3×12mm)投入步骤s1中的搅拌机搅拌，先以15rpm的速度慢速搅拌40秒，再以20rpm的速度中速搅拌60秒，得到搅拌均匀的混合料；s3将3.0kg硅酸盐水泥(p.o52.5)和1.0kg硅灰投入步骤s2中的混合料中搅拌，先以15rpm的速度慢速搅拌40秒，再以50rpm的速度高速搅拌80秒，得到搅拌均匀的混合料；s4将0.6kg水和0.15kg聚羧酸减水剂投入步骤s3中的混合料中继续搅拌，先以15rpm的速度慢速搅拌120秒，再以50rpm的速度高速搅拌90秒，最后以15rpm的速度慢速搅拌30秒，得到搅拌均匀的超高性能混凝土。实施例3s1准备一台搅拌机；s2将4.5kg石英砂(约0.5mm)和0.4kg钢纤维(约0.3×12mm)投入步骤s1中的搅拌机搅拌，先以10rpm的速度慢速搅拌60秒，再以36rpm的速度中速搅拌40秒，得到搅拌均匀的混合料；s3将2.3kg硅酸盐水泥(p.o52.5)和2.0kg硅灰投入步骤s2中的混合料中搅拌，先以10rpm的速度慢速搅拌80秒，再以60rpm的速度高速搅拌50秒，得到搅拌均匀的混合料；s4将1.0kg水和0.11kg聚羧酸减水剂投入步骤s3中的混合料中继续搅拌，先以10rpm的速度慢速搅拌150秒，再以60rpm的速度高速搅拌60秒，最后以10rpm的速度慢速搅拌50秒，得到搅拌均匀的超高性能混凝土。对比例1与实施例1工艺相同，但步骤s2中采用28rpm的速度搅拌100秒。对比例2与实施例1工艺相同，但步骤s3中采用55rpm的速度搅拌110秒。对比例3与实施例1工艺相同，但步骤s4中不采用慢速搅拌，直接采用55rpm的速度搅拌180秒，最后以12rpm的速度慢速搅拌30秒。对比例4与实施例1工艺相同，但步骤s4中采用36rpm的转速代替55rpm的转速。对比例5与实施例1工艺相同，但步骤s4中在先采用12rpm的速度搅拌120秒，采用55rpm的速度搅拌90秒，不采用最后的速度慢速搅拌30秒。对实施例和对比例所述的超高性能混凝土搅拌工艺搅拌的超高性能混混凝土进行了含气量、标准试件标准养护28天的抗压强度及电通量测试，试验数据见表1：表1c130超高性能混凝土试验数据编号含气量(％)抗压强度(mpa)电通量(c)实施例12.4138.960实施例22.8137.258实施例32.1139.955对比例12.5136.362对比例22.3135.665对比例33.0133.769对比例42.6134.866对比例54.7131.971从表1来看，实施例1-3搅拌得到的超高性能混凝土在含气量、抗压强度及电通量方面具有明显优势，其说明书本申请的变频式搅拌方法使超高性能混凝土各组分材料分散更均匀，适合制备力学和耐久性能更优的超高性能混凝土。对比实施例1和对比例1看以看出，在步骤s2中先进行慢速搅拌有利于纤维与细骨料之间的分散，避免纤维细骨料两种形状相差较大的固体本身之间进行团聚。对比实施例1和对比例2看以看出，在步骤s3中先进行慢速搅拌有利于水泥和掺合料的分散，避免水泥和掺合料的自身的团聚。对比实施例1和对比例3看以看出，在步骤s4中，先慢速搅拌可以降低混合料搅拌成流态状态的阻力，降低细骨料和纤维对搅拌设备的磨损，也有利于材料的预分散，使得液相材料与固相材料充分浸润。对比实施例1和对比例4看以看出，再高速搅拌提高混合料的分散效果和增塑作用，提高混合料的流动性能和质量稳定性，缩短超高性能混凝土搅拌成流态的时间，充分实现液体和固体之间的混合。对比实施例1和对比例5看以看出，最后慢速搅拌降低拌合物中因高速搅拌引入的气体含量，降低气孔率，提高超高性能混凝土的致密性，从而提高超高性能混凝土的力学性能和耐久性能。通过上述试验，本发明变频式搅拌工艺能显著降低超高性能混凝土搅拌时间，提高搅拌均匀性，降低气孔率，提高超高性能混凝土力学和耐久性能。显然，本专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利所作的举例，而并非是对本专利的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利权利要求的保护范围之内。当前第1页12