名7第七章水泥混凝土拌合设备设计资料讲解

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1、第七章 水泥混凝土拌合设备设计,7.1 概述 一、用途及工作对象 1、功用 将水泥混凝土的原材料：水泥、水、砂、石料、添加剂按预先设计的配合比，经上料、输送、储存、计量、配料、搅拌和出料，生产出符合要求的合格混凝土混合料。 其工作对象是水泥混凝土混合料及其原材料。,7.1 概述,2、水泥混凝土及其特性 （1）水泥混凝土：以水泥为胶结料，把水泥及添加剂与砂、石料按一定比例掺配搅拌均匀而成的混合物。 （2）结构组成及特性 结构：水与水泥形成的胶泥包裹着各种尺寸骨料； 特性：初期呈流塑性，胶泥与水使骨料悬浮于胶泥中而使其流塑性提高，易于施工形成各种形状；后期水泥与水发生水化反应形成水泥石，并将粗细骨

2、料凝结于一体形成较高强度，其水化反应所需水份约为25%。 （3）强度影响因素 级配与胶泥含量：级配合理时，胶泥含量越小（前提各粒料裹敷均匀）强度越高，但和易性降低； 水灰比：理论上，水泥水化所需水重量为水泥重25%，另需15%的水附着于水化物表面；,7.1 概述,实际上，低于40%时很难达拌合均匀称度，且难于振实（使其呈流塑状态），故拌合时用水应略多；但水过多，在水泥固化后水逐渐蒸发，会使其内形成小空穴，降低其强度。 3、拌合要求 为使生产出的混合料强度高，能满足力学承载能力要求；方便施工，易于制成各种形状（称和易性好）； 则：首先要设计好合理的配合比，水灰比；其次施工搅拌时要严格计量，充分搅

3、拌均匀。水灰比选择见下表。,7.1 概述,4、提高混凝土强度措施（除配比设计外） （1）选用高标号水泥（425号）； （2）选用高强度骨料（使骨料强度混凝土强度2倍） （3）使用高效减水剂，使在保证和易性情况下尽可能降低水灰比； （4）采用活性骨料和活性掺合料（硅粉）； （5）采用高速强制搅拌； （6）采用重复振捣工艺； （7）采用密闭养护工艺； （8）采用限制膨胀工艺； （9）采用真空作业法成型施工； （10）采用纤维增强混凝土； 。,7.1 概述,2、按移动方式分 （1）移动式： 拖式：整个设备安装于拖行行走装置上，主要为小型单机； 可拆迁式：可分成几个大总成，拆迁后现场组装； 集成式（也

4、称集装箱式，模块式等）： 主要为大、中型；,7.1 概述,（2）固定式：垂直布置式（也称单阶式）：主要为各种搅拌楼；水平布置式（也称二阶式）：主要用于各种搅拌站，结构简单成本低，但占地面积大，一般为一台主搅拌器，配其它附属装置构成。,7.1 概述,3、按搅拌器搅拌工艺分 （1）自落式：通过搅拌筒内叶片不断将砂石料提升、下落，实现搅拌（一般提升、下落次数3040次即可）。主要用于塑性混凝土搅拌，可拌制大直径骨料；其又可分为鼓筒式（已被淘汰）；锥形反转出料式；锥形倾翻出料式；自落式用于低场落度混凝土拌制，最大粒径150180mm。,7.1 概述,（2）强制搅拌式：通过叶桨等强制推移砂石料实现搅拌，

5、可适应塑性、干硬性等各种混合料拌制，一般最大骨料粒径6080mm。其具体还可分为立轴式、卧轴式 立轴式： 有涡桨式； 行星式（分定 盘行星式与转 盘行星式）； 卧轴式： 有单卧轴式； 双卧轴式（分 间歇式与连续 式两类）；,7.1 概述,（3）复合式：裂筒式；无叶桨螺旋涡流式；振动搅拌机； 即搅拌筒内同时具有搅拌叶桨的搅拌机。 例：比利时的AMEY公司的新型大容量搅拌机，即为采用两半球形筒体加水平卧轴方式搅拌，采用半球分开卸料。,7.1 概述,三、结构组成及主要装置构造 1、总体结构组成 各式混凝土搅拌装置均是在搅拌装置（一般称为主机）的基础上配以各种上料、配料、出料等装置而形成。 其主要组成

6、部分有： （1）集料的上料、存 储、配料计量给料装置； （2）水泥的存储、输 送、计量给料装置； （3）水及添加剂存储、 泵送与计量装置； （4）搅拌装置； （5）成品料存储装置； （6）操纵与控制装置。,7.1 概述,其中，单机搅拌机一般仅带有上料装置、搅拌装置、驱动系统、水泵供水系统等组成；其骨料、水泥等的计量采用人工计量或称量，水的计量采用继电器控制水泵（或闸门）供水时间进行计量； 而搅拌楼则由上料装置和由上而下的储料仓层、称量配料层、搅拌层和卸料层组成，高度一般为2030m； 混凝土搅拌站一般为平面布置，它由骨料配料装置及上料装置（包括上料、储存、 计量或称量配料）、骨料二 次提升装置

7、、搅拌装置、出 料装置、水泥仓及上料装置、 水及外添加剂泵送装置等组 成，公路工程施工中常用。,7.1 概述,2、混凝土配料装置（机）（例国产PLD系列） 功用：根据用户设计的混凝土配合比自动完成砂、石、水泥等（36种物料）的配料工作（注：一般不包括水泥、水、外添加剂）； 组成：给料系统、称量系统、电气控制系统；,7.1 概述,（1）给料系统 功用：存储物料，在控制系统控制下向称料斗加料； 组成：储料斗36个，形状倒方锥形，容量212m3； 给料装置： 闸门式：有弧形门与反弧形门（用于小粒径混合料）两种； 给料机式：带式给料机：用闸门及皮带速度调节给料量；螺旋式给料机：通过改变螺旋转速调节给料

8、量；鼓式给料机：通过调节给料鼓筒转速调节给料量；振动给料机：通过振动频率、振幅、闸门调节给料量； 其中，储料斗中物料的上料方式，主要有：装载机上料；皮带输送机上料，主要用于混凝土拌合站；拉铲上料，主要用于混凝土拌合楼；斗式提升机上料，主要用于混凝土拌合楼。,7.1 概述,（2）骨料称量系统 类型： 容积式：在骨料、砂等含水率变化大时采用，制备轻质混凝土时用（有带式、斗式、振动式）； 重量式：称量斗式：又分累积称量式（即一种物料一种物料累积称量）；并列称量式（即每一种物料采用一个称量斗称量，多为大生产率拌合设备采用，例；Q100m3/h）；带式（各种物料分时称量，时间间隔12s，总时间一般203

9、0s）； 组成：称量斗或称重皮带； 称量装置：有机械杠杆式； 机械电子秤式（机械杠杆 + 应变式传感器）；电子式（重 力传感器式）；液压式； 提升料斗及提升机构 ；,7.1 概述,结构原理： 称量斗或称重皮带通过四点悬挂支承在称重杠杆上（或拉力传感器上），对于机械式或机械电子式，其称重杠杆一般为两级，第二级杠杆上设有平衡砝码、缓冲阻尼器，二级杠杆与表盘或应变梁传感器相连，用以显示称重或将重力信号转换为电信号； 称量时多数采用累计称量，由电控系统控制，按配方先由料斗底配料皮带（或闸门或振动给料器）向称量斗中给料，当其达第一种物料重时则停转（或关闭闸门），并启动第种料斗的配料皮带（或闸门等），向称

10、量斗供第种料，当达、种料之和时停止供料，再进行第种料称重计量，如此直至各种料称量完成后，达一份拌合重则停止计量给料，称量斗将配好的料卸入提升斗（对于二阶式搅拌站）或搅拌器（对拌合楼）。,7.1 概述,为减少计量快结束时物料冲击对计量的影响，对于拌合楼一般在每种称量达90%时会减少闸门开度，采用振动喂料，以减少冲击误差，并可实现超称处理（扣减）； 对于皮带式称量装置，为减少称量误差，一般每种物料称量后，通常间隔12s，再称量第2种物料； 其中机械式的表盘有弹簧式和双摆钟式两种 。 （3）电器控制装置 作用：控制各料斗闸门开度或配料皮带速度等，以控制给料；控制配方，即按配方顺序称量；控制配料斗及提

11、升斗动作。 类型：半自动式，即利用继电器控制，采用程序控制；自动式控制，即由计算机自动控制。,7.1 概述,3、水泥存储、供给与计量装置 组成：水泥仓、螺旋输送器、称量斗 等组成。 （1）水泥仓： 为圆柱形钢结构，一般直径2.43.5m， 长（高）度：615m；容量50、100T； 例：2.88m，长12.4m，总高19.4m， 容量100T；使用数量一般13个； 装料一般由水泥输送车将散状水泥直 接吹送装入，吹送压力0.10.3MPa， 水泥仓设有除尘过滤器，若需粉煤灰 时也采取同样装置存储。,7.1 概述,（2） 螺旋输送机 作用：输送水泥、粉煤灰等散状物料； 安装部位：水泥仓底部，转速n

12、:90300rpm。 直径D：100、120、160、200、250、300、400、500、600(mm) 长度L：2.5、4.5、6、9、12 (m)；螺距：S = 0.8D； 对于混凝土拌合楼，也有许 多采用斗式提升机提升水泥 或用气压输送方式输送。 （3）水泥秤（称量或计量装置） 水泥及粉煤灰掺合剂或粉状添加剂的计量均采用重量法计量。结构：由称量斗、传感器等组成； 工作过程：与粉煤灰等共同采用累积计量，称量斗上设有排气过滤器，使用中应经常保持清洁通畅，以免因其压力升高影响计量。,7.1 概述,4、供水系统及添加剂供给系统 由水箱、添加剂箱、水泵、添加剂泵、计量控制装置等组成。其依据计量

13、装置不同主要有如下几种： （1）定时控制供给系统 即水的流量一定，通过时间继电器控制供水时间长短来控制供水量，其特点：结构简单成本低，但供水量受水箱水压变化影响，控制精度低，一般误差2%左右，主要用于要求不高场合。 （2）流量计计量控制供水系统 采用涡轮数字式流量计计量给水 量，控制器按设定水量递减，当 减至设定值20%时关闭大水管， 改为小流量供水，当减至0时电 磁阀关闭供水。 特点：供水量准确，控制方便， 误差0.5%，适用于搅拌站等。,7.1 概述,（3）定额控制计量 即使计量斗截面面积一定，在计量水箱容器的上限水位和下限水位分别设置微型接近开关，当水箱水位达上限水位时进水电阀磁关闭，停

14、止向水箱供水等待向搅拌器供水，排水阀根据搅拌器要求打开供水，当水位达下限时进水电阀磁关闭，停止向搅拌器供水，同时打开进水电阀磁向水箱供水，如此循环工作。 特点：结构简单实用，寿命长，误差1%。 （4）重量式计量供水系统 即利用一称重式称量斗存储和计量需供水量，其进出水阀由电磁阀控制，当进水量达设定重量时停止进水，当需向搅拌器进水时，排水阀打开，水在自重或水泵作用下流入或喷入搅拌器，供水结束，则进水阀重新打开进行计量，如此循环工作。 特点：计量精度最高，不受水压、泵水量等影响，主要用于拌合楼等。当加添加剂时，其计量与上基本相同。,7.1 概述,5、搅拌装置 依据生产率大小，一台拌合设备可设一台或

15、多台搅拌机，其常见的有： （1）双锥型搅拌机 按出料方式分：反转出料式：例：国产JZ系列：JZC：齿圈驱动；JXM：摩擦轮驱动；,7.1 概述,倾翻(5060)出料式：例：国产JF系列； 特点：结构简单，使用方便，不适于拌干硬性混凝土，适于拌塑性 混凝土，特 别是大粒径 骨料混凝土。 功率消耗最 低，一般约 为：1.1 1.3kw/m3。,7.1 概述,（2）单卧轴式搅拌机JD 水平布置的卧轴上安装有两片或多片按左右反螺旋布置的叶片，轴转动时，混合料被从左右两侧向中间强制搅动对流。 特点：结构紧凑，功率消耗小，耐磨性好，搅拌质量好，生产率较高，可搅制各种稠度混凝土，应用较广，主要为中、小型工程

16、。功率消耗3.23.35kw/m3；,7.1 概述,（3）双卧轴式搅拌机 即由水平布置的两根卧轴驱动其上间隔布置的叶桨搅拌推移混合料，两轴同步反向旋转，可在中间形成强烈搅拌区（沸腾区），一般底部卸料，8090%可自重卸料。 特点：搅拌强烈，效率高，质量好，能耗低，自动化程度高，耐磨性好(叶桨端部速度仅为立轴式的1/2)，但结构较复杂。功率消耗：3.23.35kw/m3；,7.1 概述,（4）立轴涡桨式搅拌机 即在圆盘式搅拌筒内中心安装有旋转半轴，轴上安装有多组（内、中、外刮料）叶片，通过电机驱动轴转动带动叶桨搅拌推移混合料，底部卸料，料门多为旋转料门。 特点：叶桨端部搅拌速度3m/s，搅拌强烈，均匀性好，搅拌时间短，结构简单，适应于各种塑性混凝土，但功率消耗大（约 为自落式2倍） ，叶桨磨损快。 功率消耗： 3.54kw/m3；,7.1 概述,（5）立轴行星式搅拌机 即搅拌机轴上不但有叶桨，还有12组可自转的行星式搅拌机构，搅拌时叶桨既随轴公转（定盘式），也进行自转，从而实现搅拌；(在转盘式中轴不公转而盘转)，因其功率消耗大，而逐渐较少用。 特点：搅拌区域大， 无死角，叶桨端部 速度低