一種高分散性混凝土攪拌系統的制作方法

本發明涉及河道底泥再生利用技術領域，尤其涉及高分散性混凝土攪拌系統。

背景技術：

本部分中的陳述僅僅提供了與本發明公開的內容有關的背景信息，且可能不構成現有技術。

現有混凝土攪拌設備在結構上不論是立式或臥式，針對對象不論是流動性混凝土、半干硬性混凝土或者是干硬性混凝土，都是以常規的砂、石、水泥、水、粉狀或者顆粒狀固體廢棄物作為攪拌對象。攪拌對象是處于分散狀態，可在短時間內與其他材料攪拌分散均勻。當攪拌對象自身處于一種極為復雜的物理以及化學吸附狀態下，攪拌對象的微顆粒自身已經吸附成團時，現有攪拌設備就無法將其打散并與水泥顆粒均勻混合。在攪拌完成的混凝土中，這些攪拌對象是以球狀的團粒形式存在于混凝土中，成為導致混凝土強度下降的重要因素。

近年來河道、港灣疏浚中產生的大量淤泥，無法再通過常規的陸地填埋或海洋拋棄來處理，必須考慮作為原材料用于建材生產的資源循環再生利用。這些淤泥成分以粘土顆粒為主，并含有大量有機質，成分復雜，含水量極高，脫水后又易于板結。

為了提高淤泥的處理能力，需要將淤泥進行脫水，淤泥的含水率直接影響淤泥處理的數量。脫水后的淤泥被壓制成塊，淤泥含水率越低這樣的塊狀泥餅壓的越密實。被壓密實的泥餅，在現有攪拌設備中通過與砂石、水泥、水的混合攪拌，塊狀泥餅的棱角逐漸被磨掉形成球狀泥團，在攪拌混合過程中難以進一步分散，導致混凝土強度大幅下降。現有攪拌設備無法解決壓實泥餅的快速均勻分散問題，目前中國淤泥處理的相關研究還處于起步階段，沒有成熟的技術，或是相似用途的技術可供借鑒。

現有攪拌設備由于針對的對象不同，無法將含有大量粘土顆粒以及有機質的脫水淤泥團塊分散攪拌均勻，導致混凝土強度大幅下降甚至無法形成強度。

故現有技術有待改進和發展。

技術實現要素：

本發明要解決的問題就是將這些已經形成團粒結構難以分散的微顆粒材料，高效、迅速地與水泥顆粒均勻混合，保證混凝土強度。

本發明的技術解決方案是：一種高分散性混凝土攪拌系統，包括骨料提升系統，底泥骨料高分散系統，以及通過配料通道與底泥骨料高分散系統連通的砂粉高分散系統；骨料提升系統分別與底泥骨料高分散系統和砂粉高分散系統連通；砂粉高分散系統設有水泥和礦粉入口。

所述骨料提升系統包括卷揚提升系統、提升軌道、提升料斗以及制動器。

所述底泥骨料高分散系統包括筒狀鋼結構、側壁刮板、底板刮板、行星分散器、行星傳動齒輪系統、驅動電機、液壓站以及出料門。

所述砂粉高分散系統包括筒狀鋼結構、側壁刮板、底板刮板、行星分散器、行星傳動齒輪系統、驅動電機、液壓站以及出料門。

底泥骨料高分散系統和砂粉高分散系統均連通有外加劑添料系統。

本發明主要針對河道清淤、港灣疏浚產生的底泥的再生利用。將現有攪拌設備無法攪拌均勻的底泥通過本系統的處理，成為混凝土材料的一部分，將河道清淤的底泥作為建材資源再生利用。

采用以上方案本發明解決了高粘結性團塊狀材料進行快速、高效的分散處理，使其由廢棄物變為可與其它材料共同使用的再生建筑材料。經過高分散處理的高粘性團塊材料能夠實現與其它材料的快速均勻分散的混合，可用于高質量混凝土的生產以及高品質的混凝土制品的生產。

本發明的有益效果：

1、從環保角度來看，本發明提高了淤泥的有效處理能力，特別是在處理含有重金屬等有害物質的淤泥時能夠通過高分散攪拌系統將淤泥均勻分散在砂、石和水泥的中，通過水泥砂漿將淤泥顆料封閉固化處理，從根本上阻斷產生污染危害。

2、從高粘性物質處理能力來看，本發明創造性設計思路，在一套系統中可以實現不同材料同時間的制備功能，有效提高了淤泥等高粘性物質處理能力和淤泥混凝土的生產能力。

3、從生產效率方面來看，本發明在設計中也考慮了，在生產普通混凝土時的高效生產模式。本系統中雙分散系統可以通過調整技術參數使雙分散系統各自獨立生產混凝土，從而使高分散攪拌系統的普通混凝土總產能達到處理淤泥時的2倍。在攪拌常規混凝土材料時，通過對兩個高分散系統的轉速、扭矩等技術參數的調整，使之成為并聯工作模式，雙系統可同時完成混凝土材料的生產工作，與并聯+串聯的工作模式相比，可提高混凝土產量一倍，縮短攪拌時間1/3。

附圖說明

圖1為本發明高分散攪拌系統工作示意圖；

圖2為高分散攪拌系統時序圖；

圖3為高分散性攪拌系統工藝流程圖。

具體實施方式

實施例：

參閱圖1至圖3，本發明針對淤泥的特性，將淤泥、砂、石、水泥等混凝土材料的攪拌工序拆分為三個部分，同時增加了底泥石子球磨高分散系統和砂粉高分散系統形成一個并聯+串聯工作關系的高分散攪拌系統。高分散攪拌系統不但可以有效分散底泥等難以分散的團、塊結構材料，也可有效縮短攪拌時間，提高生產效率。

本發明中的淤泥、砂、石子儲料倉通過通道1進入稱重皮帶進行稱重；然后通過通道2進入骨料提升系統。淤泥、砂、石子通過通道3自下而上從骨料提升系統穿過；骨料提升系統：由卷揚提升系統(卷揚滾筒、驅動電機減速機及鋼絲繩)、提升軌道、提升料斗以及制動器組成。

骨料提升系統通過通道4分別進入底泥骨料高分散系統和砂粉高分散系統；而底泥骨料高分散系統通過向下的通道5進入砂粉高分散系統；砂粉高分散系統通過通道6產出。另外砂粉高分散系統配置有用于水泥礦粉進入的通道4。底泥骨料高分散系統；由筒狀鋼結構、側壁刮板、底板刮板、行星分散器、行星傳動齒輪系統、驅動電機、液壓站、出料門等零部件組成。

砂粉高分散系統；由筒狀鋼結構、側壁刮板、底板刮板、行星分散器、行星傳動齒輪系統、驅動電機、液壓站、出料門等零部件組成。

從工序上來說一方面將混凝土材料中的粗骨料(石子)與脫水泥餅不加水直接投入底泥分散系統，利用底泥高分散系統中的單/雙行星攪拌系統通過高速攪拌，利用粗骨料(石子)與脫水泥餅之間的高速混合、相互碰撞、摩擦，將泥餅壓實結構快速分散，使分散后的磨細底泥顆料均勻分散包裹到粗骨料(石子)表面。另一方面同時將細骨料(砂)與水泥投入砂粉高分散系統，不加水進行干攪拌，將水泥顆粒均勻分散到細骨料(砂)之中。底泥高分散系統以及砂粉高分散系統的上述攪拌及分散工作是同時進行的，目的是縮短總的攪拌分散時間。上述攪拌及分散工作完成后立即將底泥分散系統中的均勻地包裹了底泥粉末的粗骨料投入砂粉分散系統中，在極短的時間(30～60秒)內將粗骨料、底泥粉末(已經均勻分散到粗骨料之中)、細骨料、水泥(已經均勻分散到細骨料之中)分散攪拌均勻完成混凝土攪拌工作。

整個攪拌過程中不添加混凝土攪拌水。水泥水化反應所需水分完全依靠脫水底泥中殘存水分。這樣的材料配合，將帶來幾個方面的好處：

首先是底泥的脫水適度即可，可以有效提高脫水效率，降低脫水成本；

底泥+粗骨料投入底泥分散系統后的攪拌，不添加水分，有利于脫水泥餅的磨細分散；

細骨料+水泥的不加水干攪拌，也可有效提高水泥的分散性；最后的混合攪拌，可將脫水后的泥餅粉末與水泥顆粒充分混合均勻，使泥餅粉末中的殘存水分充分參與到水泥顆粒的水化反應之中。

極低的水灰比加上充分均勻的分散性，使得水泥水化反應產物可以有效包裹粗骨料、細骨料、底泥粉末所構成的一個密實結構并形成極高的強度。

本發明在攪拌系統的結構上將原有攪拌技術做了革命性改進。將兩套帶有行星式攪拌器的高分散系統并聯設置，在獨立完成各自攪拌分散工作后串聯為一體，完成最后的混合攪拌。為了有效提高底泥分散系統中的泥餅粉末+粗骨料混合物向砂、粉高分散系統的投送效率，防止混合物堵塞管道，將底泥分散系統設置在主攪拌系統側上方30°～75°(可根據工藝要求在此范圍內調整)位置處，這樣的設計方案既可減少占地面積，又可縮短底泥分散系統出料口至砂、粉分散系統進料口之間的距離，提高輸送效率防止堵塞。在砂、粉分散系統中還專門設計了一套混凝土外加劑噴霧投放裝置，可在最后30秒的主攪拌時，霧狀加入混凝土高效減水劑，充分發揮減水劑的后添加效果，進一步提高底泥混凝土的可塑性，擴大使用范圍。底泥高分散系統與砂、粉高分散系統在并聯+串聯模式下，分別完成底泥餅的磨細以及與粗骨料的混合，同時完成細骨料與水泥顆粒的混合，最后串聯完成混凝土的攪拌。在并聯獨立工作模式下，可以通過對底泥分散系統與砂、粉分散系統的工作參數調整，使兩套分散系統獨立工作，同時完成普通混凝土攪拌生產工作，可使普通混凝土生產能力提高產能一倍。

本發明的兩套系統具有獨立的進料、材料分散、拌和、排料的材料高分散性系統，通過并聯一體化設計集成為一套高分散性攪拌系統。該系統既可以作為一套完整的系統協調一致的工作，也可以實現兩個系統獨立工作模式。

兩套系統在材料制備功能和設備組成結構上構成一個整體，兩套系統之間可以根據生產和場地的需要，兩系統上下之間可以在30°～75°的范圍內任意調整。

在生產底泥再生混凝土材料時采用并聯+串聯模式，同時完成泥餅磨細分散均勻及水泥顆粒分散均勻的工作，最后將分別制備的高分散材料通過串聯方式混為一體，完成混凝土的最終攪拌工作。

在本說明書的描述中，術語“一個實施例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或實例。而且，描述的具體特征、結構、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。