基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置以及制备方法与流程

1.本发明涉及混凝土制备术领域，具体为基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置以及制备方法。


背景技术：

2.在进行基于矿渣活性激发剂的混凝土制备时，以粒化高炉矿渣为主要原料，以特种水泥熟料和无水石膏为无碱激发剂的新型低碳、利废胶凝材料，通过粒化高炉矿渣、粉煤灰与激发剂混拌，以现有的粒化高炉矿渣为基础，在掺入矿渣激发剂的作用下，制备成矿渣硫铝酸盐水泥。
3.在矿渣活性激发剂的混凝土在制备过程中，需要将粒化高炉矿渣、粉煤灰与矿渣激发剂共同加入搅拌装置进行混拌，混合均匀后制备碱激发胶凝材料混凝土，而现有的搅拌设备对于混凝土各物料之间的混合效果较差，从而使得制备得到的混凝土的性能较差。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置以及制备方法，解决了背景技术中所提及的技术问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置，包括机架以及固定安装在机架顶部的搅拌箱，所述搅拌箱的内部设置有用于搅拌原料的搅拌组件，所述机架的顶部一侧安装有用于驱动搅拌组件进行搅拌的驱动组件，所述搅拌箱的一端设置有用于运输原料的运输装置，所述运输装置靠近搅拌组件一端设置有筛选装置。
6.优选的，所述搅拌箱的顶部一端设置有观察窗口，另一端开设进料口，所述搅拌箱的底部开设有出料口，且出料口处位置设置有用于密封的开合组件。
7.优选的，所述开合组件包括固定安装在搅拌箱底部两端的固定座，所述固定座的表面转动连接有转轴，所述转轴的内侧端固定连接有连接板，两个所述连接板之间固定连接有密封板，且密封板的大小与出料口相互适配，所述转轴的另一端固定连接有伺服电机。
8.优选的，所述驱动组件包括固定安装在机架顶部的驱动电机与减速机，所述驱动电机的输出端固定连接有第一皮带轮，所述减速机的输出端固定连接有第二皮带轮，且第一皮带轮与第二皮带轮通过皮带进行传动连接，所述减速机的输出端固定连接有两个主动齿轮，且两个主动齿轮的相对端相互啮合，两个所述主动齿轮的顶部一侧啮合连接有从动齿轮，所述从动齿轮的靠近搅拌箱一端固定连接有连接杆，所述连接杆的另一端贯穿搅拌箱延伸至内腔，所述连接杆与搅拌箱通过轴承转动连接，且连接杆的外壁固定连接有传动轮。
9.优选的，所述搅拌组件包括两个转动安装在搅拌箱内腔的转动杆，两个所述转动杆一端与两个连接杆一端固定连接，所述转动杆的外壁等距离固定连接有搅拌桨，所述搅拌桨的另一端固定连接有刮板，且刮板的外壁与搅拌箱内壁相互贴合。
10.优选的，所述运输装置包括固定安装在机架一端的支撑板，所述支撑板的内侧端固定连接有输送架，所述输送架的两端转动连接有转动轴，所述转动轴的外壁传动连接有输送带，所述输送带的外壁等距离固定连接有放置盒，底部所述转动轴的一端贯穿支撑板并固定连接有传动轮，且传动轮通过传动带与连接杆上的传动轮进行传动连接。
11.优选的，所述筛选装置包括固定安装在输送架外壁的连接架，所述连接架两侧的上下端分别固定连接有长杆与短杆，所述长杆与短杆的另一端均固定连接有弹簧，所述弹簧的另一端固定连接有连杆，位于连接架上方所述连杆顶部固定连接有第一筛分板，位于连接架下方所述连杆底部固定连接有第二筛分板，所述第二筛分板与第一筛分板的两端均固定安装有振动电机。
12.本发明还公开了基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置制备基于矿渣活性激发剂的混凝土的方法，包括以下步骤：步骤一，以粒化高炉矿渣为主要原料，加入运输装置中，通过运输装置将粒化高炉矿渣运输至筛选装置中进行筛选处理，筛选装置筛选出来的粒化高炉矿渣进入至搅拌箱内；步骤二，向搅拌箱内加入不同比例组的粉煤灰与激发剂进行搅拌混合处理，激发剂掺量为在15%到20%之间，粉煤灰掺量为在17.5%到35%之间，制备成矿渣硫铝酸盐水泥。
13.有益效果本发明提供了基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置以及制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：（1）、该基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置以及制备方法，通过设置的筛选装置，对原料进行筛选，使合格的原料从筛孔孔位落下，同时第二筛分板对落下的原料进一步筛选，筛选的更加细致，无需人工手动进行筛选，方便了工作人员的使用，大大节省了劳动力，有效的提高了施工效率，提高筛选效率。
14.（2）、该基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置以及制备方法，通过驱动组件带动转动轴转动，使得输送带带动放置盒以及位于放置盒内的原料进行输送，以确保原料向上的高效输送，随着放置盒移动过程中，原料落入至筛选装置中进行筛选处理，实现对筛选装置的自动供料。
15.（3）、该基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置以及制备方法，通过两个连接杆带动两个转动杆朝反向方向转动，转动杆带动搅拌桨与刮板转动，通过两个转动杆带动搅拌桨之间为反向转动，使得原料之间的混合更为均匀，制得的混凝土的性能更好，同时刮板的倾斜面对搅拌箱内壁进行刮除，从而避免内壁原料积累。
附图说明
16.图1为本发明的外部结构示意图；图2为本发明中驱动组件结构示意图；图3为本发明中搅拌组件结构示意图；图4为本发明中开合组件结构示意图；图5为本发明中运输装置结构示意图；图6为本发明中筛选装置结构示意图。
17.图中：1、机架；2、搅拌箱；3、驱动组件；4、搅拌组件；5、开合组件；6、运输装置；7、筛选装置；201、观察窗口；202、进料口；203、出料口；301、驱动电机；302、第一皮带轮；303、减速机；304、第二皮带轮；305、主动齿轮；306、从动齿轮；307、连接杆；401、转动杆；402、搅拌桨；403、刮板；501、固定座；502、转轴；503、连接板；504、密封板；505、伺服电机；601、支撑板；602、转动轴；603、输送带；604、放置盒；605、传动轮；606、输送架；701、连接架；702、长杆；703、短杆；704、弹簧；705、连杆；706、第一筛分板；707、第二筛分板；708、振动电机。
具体实施方式
18.下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：包括机架1以及固定安装在机架1顶部的搅拌箱2，搅拌箱2的内部设置有用于搅拌原料的搅拌组件4，机架1的顶部一侧安装有用于驱动搅拌组件4进行搅拌的驱动组件3，搅拌箱2的一端设置有用于运输原料的运输装置6，运输装置6靠近搅拌组件4一端设置有筛选装置7。
20.如图3、图4所示，搅拌箱2的顶部一端设置有观察窗口201，另一端开设进料口202，搅拌箱2的底部开设有出料口203，且出料口203处位置设置有用于密封的开合组件5，在本发明实施例中，设置的观察窗口201用于观察搅拌箱2内部原料搅拌反应情况，进料口202与筛选装置7的位置相互对应，筛选装置7筛选出合格的原料通过进料口202进入搅拌箱2内，最终制备碱激发胶凝材料混凝土从出料口203取出。
21.如图4所示，开合组件5包括固定安装在搅拌箱2底部两端的固定座501，固定座501的表面转动连接有转轴502，转轴502的内侧端固定连接有连接板503，两个连接板503之间固定连接有密封板504，且密封板504的大小与出料口203相互适配，转轴502的另一端固定连接有伺服电机505，在本发明实施例中，通过开启伺服电机505带动转轴502正向转动，转轴502带动连接板503与密封板504进行转动，使得密封板504能够对出料口203进行封堵，防止原料在搅拌箱2内部搅拌出现泄漏的情况，伺服电机505带动转轴502反向转动时，能够将出料口203打开，进行排料处理。
22.如图2所示，驱动组件3包括固定安装在机架1顶部的驱动电机301与减速机303，驱动电机301的输出端固定连接有第一皮带轮302，减速机303的输出端固定连接有第二皮带轮304，且第一皮带轮302与第二皮带轮304通过皮带进行传动连接（注意皮带图中未画出），减速机303的输出端固定连接有两个主动齿轮305，且两个主动齿轮305的相对端相互啮合，两个主动齿轮305的顶部一侧啮合连接有从动齿轮306，从动齿轮306的靠近搅拌箱2一端固定连接有连接杆307，连接杆307的另一端贯穿搅拌箱2延伸至内腔，连接杆307与搅拌箱2通过轴承转动连接，且连接杆307的外壁固定连接有传动轮，在本发明实施例中，开启驱动电机301带动第一皮带轮302转动，第一皮带轮302通过皮带带动第二皮带轮304转动，在减速机303的作用下带动两个主动齿轮305朝反向方向转动，从而通过从动齿轮306带动两个连接杆307朝反向方向转动，从而带动搅拌组件4进行搅拌处理。
23.如图3所示，搅拌组件4包括两个转动安装在搅拌箱2内腔的转动杆401，两个转动
杆401一端与两个连接杆307一端固定连接，转动杆401的外壁等距离固定连接有搅拌桨402，搅拌桨402的另一端固定连接有刮板403，且刮板403的外壁与搅拌箱2内壁相互贴合，在本发明实施例中，通过两个连接杆307带动两个转动杆401朝反向方向转动，转动杆401带动搅拌桨402与刮板403转动，通过两个转动杆401带动搅拌桨402之间为反向转动，使得原料之间的混合更为均匀，制得的混凝土的性能更好，同时刮板403的倾斜面对搅拌箱2内壁进行刮除，从而避免内壁原料积累。
24.如图5所示，运输装置6包括固定安装在机架1一端的支撑板601，支撑板601的内侧端固定连接有输送架606，输送架606的两端转动连接有转动轴602，转动轴602的外壁传动连接有输送带603，输送带603的外壁等距离固定连接有放置盒604，底部转动轴602的一端贯穿支撑板601并固定连接有传动轮605，且传动轮605通过传动带与连接杆307上的传动轮进行传动连接（图中未画出），在本发明实施例中，连接杆307通过传动轮与传动带能够带动传动轮605以及转动轴602转动，转动轴602带动输送带603进行从下向上移动，输送带603带动放置盒604以及位于放置盒604内的原料进行输送，以确保原料向上的高效输送，随着放置盒604移动过程中，原料落入至筛选装置7中进行筛选处理，实现对筛选装置7的自动供料。
25.如图6所示，筛选装置7包括固定安装在输送架606外壁的连接架701，连接架701两侧的上下端分别固定连接有长杆702与短杆703，长杆702与短杆703的另一端均固定连接有弹簧704，弹簧704的另一端固定连接有连杆705，位于连接架701上方连杆705顶部固定连接有第一筛分板706，位于连接架701下方连杆705底部固定连接有第二筛分板707，第二筛分板707与第一筛分板706的两端均固定安装有振动电机708，第一筛分板706的筛孔大于第二筛分板707的筛孔，在本发明实施例中，通过开启振动电机708带动第一筛分板706与第二筛分板707进行震动，第一筛分板706在震动时，合格的原料通过筛孔落入至第二筛分板707内进行二次筛分处理，经过第二筛分板707二次筛分的原料通过筛孔落入至搅拌箱2内进行搅拌混合出料，而不合格的原料，经第一筛分板706震动输送至第二筛分板707上，再经第二筛分板707震动排出，通过设置的筛选装置7，对原料进行筛选，使合格的原料从筛孔孔位落下，同时第二筛分板707对落下的原料进一步筛选，筛选的更加细致，无需人工手动进行筛选，方便了工作人员的使用，大大节省了劳动力，有效的提高了施工效率，提高筛选效率。
26.本发明还公开了基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置制备基于矿渣活性激发剂的混凝土的方法，包括以下步骤：步骤一，以粒化高炉矿渣为主要原料，加入运输装置6中，通过运输装置（6将粒化高炉矿渣运输至筛选装置7中进行筛选处理，筛选装置7筛选出来的粒化高炉矿渣进入至搅拌箱2内；步骤二，向搅拌箱2内加入不同比例组的粉煤灰与激发剂进行搅拌混合处理，激发剂掺量为在15%到20%之间，粉煤灰掺量为在17.5%到35%之间，以特种水泥熟料和无水石膏为无碱激发剂的新型低碳、利废胶凝材料，制备成矿渣硫铝酸盐水泥；步骤一中矿渣激发剂选用唐山北极熊建材有限公司生产的无碱粒化高炉矿渣激发剂，粒化高炉矿渣选用河北清峰绿能固废处置有限公司生产的s95 矿渣粉，粉煤灰选用德州华能电厂有限公司生产的ⅱ级粉煤灰，特种水泥熟料全称为快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料；
按照 gb/t 17671—2021《水泥胶砂强度检验方法（iso 法）》对矿渣硫铝酸盐水泥（s
·
sac）和普通硅酸盐水泥（opc）进行水泥胶砂强度对比，其中编号1为opc胶砂，编号2～4分别为85%:15%、80%:20%、75%:25%的混合比例制备成的s
·
sac胶砂，水泥胶砂配合比见表1。
27.试体为40mm
×
40mm
×
160mm的棱柱体，试件成型后先放入温度 (20
±
1)℃和湿度 90% 以上的养护箱内养护24h后拆模，再放置于温度为 (20
±
1)℃水中养护至 3d、28d 龄期时测定其抗折抗压强度，结果如表2所示。
28.由检测结果可知，随着激发剂比例的增加，胶砂抗折与抗压强度均有所降低，但均高于gb175—2007《通用硅酸盐水泥》中对不同龄期强度的要求，到28d龄期时，15%比例激发剂的s
·
sac已显著高于同龄期的opc，其抗折强度尤为突出；20%比例激发剂的s
·
sac与同龄期的opc强度相当，由此可见，制备s
·
sac时激发剂掺入比例不应过大，对有高性能高强度等级要求时以15%比例为宜，一般的掺入20%即可。
29.依据 jgj55—2011《普通混凝土配合比设计规程》的有关规定进行混凝土配合比设计，共设计了5种配合比，见表3所示。
30.其中编号1为普通硅酸盐水泥混凝土；编号2为15%比例激发剂的矿渣硫铝酸盐水泥混凝土；编号3为20%比例激发剂的矿渣硫铝酸盐水泥混凝土；编号4～5是在15%比例激发剂的矿渣硫铝酸盐水泥的基础上，以17.5%和35%比例粉煤灰取代矿渣，配制的矿渣硫铝酸盐水泥混凝土。然后按gb/t50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》的有关规定进行混凝土拌合物的各项试验，并分别制作 7d、28d 龄期的混凝土试件，抗压强度试件尺寸100mm
×
100mm
×
100mm，抗折强度试件尺寸100mm
×
100mm
×
400mm，试件成型后在室温养护 24h 后拆模，放入标养室养护，养护环境为 ：温度(20
±
2)℃，相对湿度95%以上；混凝土抗压及抗折强度如表4所示。
31.通过对比编号1～3 混凝土强度发现，相同胶材情况下，激发剂掺量为15%的s
·
sac混凝土28d抗压强度明显高于opc混凝土，激发剂掺量为20%的s
·
sac混凝土28d抗压强度与opc混凝土相当，这与水泥胶砂试验结果是一致的，而且s
·
sac混凝土的抗折强度均高于opc混凝土，对比编号4～5混凝土强度可以看出，在胶材一定的情况下，随着粉煤灰用量的增加，其抗压强度有所降低，但折压比是上升的，因为粉煤灰替代水泥会延缓混凝土的水
化，而随着龄期的增长，粉煤灰二次水化使混凝土后期强度增长，而且粉煤灰能显著降低水泥水化产生的温升，粉煤灰的掺入对降低s
·
sac用量，节约成本，提高折压比方面有明显作用。
32.结论（1）矿渣激发剂的掺入可有效激发粒化高炉矿渣的活性，充分发挥粒化高炉矿渣对水泥早期和后期力学性能的贡献，大幅度促进水泥的水化硬化速度，进而提高早期强度和后期强度，尤其是抗折强度。
33.（2）随着矿渣激发剂掺量的增加，制备的水泥胶砂和s
·
sac混凝土的抗压强度和抗折强度均成下降趋势的，所以在生产时应根据实际设计要求进行调整，有高性能高强度等级要求时以15%比例为宜。
34.（3）在s
·
sac混凝土中掺入粉煤灰可进一步降低s
·
sac用量，节约成本，提高折压比，而且粉煤灰也能显著降低水泥水化产生的温升，加上s
·
sac本身具有低水化热、高抗折强度的特点，使得其在大体积混凝土和公路路基等工程上具有广阔的应用前景。
35.在本发明实施例中，本发明中涉及到电路和电子元器件均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于内部结构和方法的改进，需要说明的是，本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，发明人在此不再详述。
36.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
37.工作时，将原料投入运输装置6内，开启驱动电机301带动第一皮带轮302转动，第一皮带轮302通过皮带带动第二皮带轮304转动，在减速机303的作用下带动两个主动齿轮305朝反向方向转动，从而通过从动齿轮306带动两个连接杆307朝反向方向转动，从而带动搅拌组件4进行搅拌处理；连接杆307通过传动轮与传动带能够带动传动轮605以及转动轴602转动，转动轴602带动输送带603进行从下向上移动，输送带603带动放置盒604以及位于放置盒604内的原料进行输送，以确保原料向上的高效输送，随着放置盒604移动过程中，原料落入至筛选装置7中进行筛选处理，实现对筛选装置7的自动供料；通过开启振动电机708带动第一筛分板706与第二筛分板707进行震动，第一筛分板706在震动时，合格的原料通过筛孔落入至第二筛分板707内进行二次筛分处理，经过第二筛分板707二次筛分的原料通过筛孔落入至搅拌箱2内进行搅拌混合出料，而不合格的原料，经第一筛分板706震动输送至第二筛分板707上，再经第二筛分板707震动排出，通过设置的筛选装置7，对原料进行筛选，使合格的原料从筛孔孔位落下，同时第二筛分板707对落下的原料进一步筛选，筛选的更加细致，无需人工手动进行筛选，方便了工作人员的使用，大大节省了劳动力，有效的提高了施工效率，提高筛选效率；筛选装置7合格的原料进入至搅拌箱2内，通过两个连接杆307带动两个转动杆401朝反向方向转动，转动杆401带动搅拌桨402与刮板403转动，通过两个转动杆401带动搅拌桨402之间为反向转动，使得原料之间的混合更为均匀，制得的混凝土的性能更好，同时刮板403的倾斜面对搅拌箱2内壁进行刮除，从而避免内壁原料积累；制备碱激发胶凝材料混凝土后，通过开启伺服电机505带动转轴502转动时，第一
皮带轮302带动密封板504转动，能够将出料口203打开，进行排料处理，以上就是基于矿渣活性激发剂的混凝土的搅拌装置以及制备方法的工作原理。
38.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
39.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。