適用于水泥基材料兩階段攪拌工藝的攪拌設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種攪拌設(shè)備，特別是一種適用于水泥基材料兩階段攪拌工藝的 攪拌設(shè)備，屬于土建材料加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 磷酸鎂水泥（MPC)是一種早強(qiáng)快硬的新型膠凝材料，具有低溫凝結(jié)快、與混凝土 結(jié)構(gòu)粘結(jié)強(qiáng)度高、干縮小、粘附性強(qiáng)、耐磨性和抗凍性良好等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景。磷 酸鎂水泥基材料是基于酸堿組分反應(yīng)而形成強(qiáng)度，與硅酸鹽水泥相比，其膠凝材料中的堿 組分（死燒氧化鎂粉）和酸組分（磷酸鹽）因受潮反應(yīng)而不宜混合后長(zhǎng)期存儲(chǔ)備用。此外， 已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，酸堿組分比例是影響磷酸鎂水泥材料性能的關(guān)鍵參數(shù)之一。Weill等 對(duì)MPC的研宄認(rèn)為，堿組分應(yīng)相對(duì)過(guò)量，過(guò)量的MgO作為膠凝體系的骨架或堆積料對(duì)硬化體 強(qiáng)度的提高和穩(wěn)定有益，但酸堿比例應(yīng)滿足一定要求。如果體系中MgO用量太少，那么材料 固化后酸性組分未完全反應(yīng)，固化體中留有可溶性鹽，將導(dǎo)致材料強(qiáng)度衰減過(guò)快。如果用量 太多，將導(dǎo)致反應(yīng)速度太快，漿體凝結(jié)時(shí)間短，不便于使用，且過(guò)快的水化放熱速度使水化 產(chǎn)物晶體不穩(wěn)定、缺陷較多，使得材料后期強(qiáng)度下降。而相關(guān)實(shí)驗(yàn)研宄表明，磷酸鎂水泥凈 漿、砂漿、混凝土等不同的材料形式，對(duì)應(yīng)的最佳的氧化鎂粉和磷酸鹽比例不同，如MPC凈 衆(zhòng)和砂衆(zhòng)的最佳酸堿組分為1:2. 5~1:3和1:1. 5~1:2 (質(zhì)量比）。因而，磷酸鎂水泥使 用時(shí)膠凝材料宜采用酸堿兩組分形式，不僅利于保質(zhì)，更便于復(fù)合材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0003] 此外，磷酸鎂水泥的反應(yīng)機(jī)理是基于微溶鹽的酸堿反應(yīng)。MPC所采用的磷酸二氫 鉀在20°C 100g水中的溶解度為22. 6g、磷酸二氫氨在20°C 100g水中的溶解度為37. 4g，而 根據(jù)MPC最佳水膠比實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算磷酸鹽與水的質(zhì)量比約1. 8:1~1. 9:1 ;硼砂是MPC中 使用的緩凝劑之一，其在20°C 100g水中的溶解度為2. 01g，而在MPC的組分中，硼砂與水 的質(zhì)量比在〇. 07以上；由此可見(jiàn)，磷酸鎂水泥基材料組分中的水不足以溶解酸組分和緩凝 劑，堿組分氧化鎂粉更是不溶于水，如何充分分散酸組分和緩凝劑，不僅影響MPC材料強(qiáng)度 發(fā)展的均勻性，也會(huì)影響酸堿反應(yīng)的充分性。
[0004] 綜上所述，形成強(qiáng)度發(fā)展均勻的磷酸鎂水泥基材料的拌制涉及酸組分、緩凝劑的 充分分散，然后和氧化鎂粉的均勻拌合兩個(gè)關(guān)鍵過(guò)程，因此，有必要對(duì)MPC材料的攪拌工藝 和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。
[0005] 借助SooPAT專利檢索系統(tǒng)探討水泥基材料的攪拌工藝，主要有如下典型的水泥 基材料攪拌工藝與方法：許虎賢等申請(qǐng)的專利《混凝土二次攪拌新工藝》（CN1249232A)提 供了一種先將粗骨料進(jìn)行沖洗、濕潤(rùn)，再進(jìn)行粉料裹覆攪拌，最后加入細(xì)骨料、外加劑摻合 攪拌的混凝土二次攪拌工藝，由于沖洗過(guò)程提高了骨料的品質(zhì)，有效提高了混凝土的質(zhì)量。 許虎賢等申請(qǐng)的專利《快速制漿法多步混凝土攪拌工藝》（CN1396048A)為快速制漿多步混 凝土攪拌工藝，其特征在于先行攪拌水泥粉料，再與骨料拌合，該專利能使混凝土中的結(jié)合 料得到充分的水化，有助于提高混凝土強(qiáng)度，進(jìn)一步可以節(jié)約水泥等結(jié)合料，同時(shí)，粉料被 攪拌成漿體進(jìn)入混凝土攪拌機(jī)，有效減少粉塵污染。梁毅等申請(qǐng)的專利《瀝青水泥砂漿攪拌 工藝》（CN101234511A)為形成高性能瀝青水泥砂漿，將攪拌工藝分為高速攪拌和低速攪拌 兩個(gè)階段，高速攪拌使乳化瀝青、流化劑、干混砂漿快速均勻分散于攪拌主機(jī)液體中，避免 形成凝聚甚至沉淀、同時(shí)提高了拌合工作效率；而隨后加入消泡劑并低速攪拌，避免成品瀝 青水泥砂漿內(nèi)混有空氣形成氣泡，保證混合料質(zhì)量。張吉慶申請(qǐng)的專利《水泥混凝土二次攪 拌工藝》(CN103862570A)首先將水泥、水按所需配合比加入磨漿機(jī)，利用磨漿機(jī)的強(qiáng)力摩擦 和剪切使水泥充分水化，制成的水泥漿料再加入砂、石骨料的強(qiáng)制式攪拌機(jī)內(nèi)再進(jìn)行攪拌， 制成水泥砼混合料。該專利提供的攪拌過(guò)程在砂石表面不會(huì)形成自由水膜，有助于提高膠 凝材料與骨料的粘結(jié)力，提高了混凝土強(qiáng)度也達(dá)到節(jié)約水泥的目的，但該專利未提供相應(yīng) 的拌合設(shè)備設(shè)計(jì)。
[0006] 混合料的攪拌是各相物料間擴(kuò)散、剪切及對(duì)流的過(guò)程，物料表明間的粘結(jié)力是攪 拌阻力的主要來(lái)源，而物料的聚團(tuán)、沉淀與不相溶是影響混合料均勻性的關(guān)鍵因素。多年 來(lái)，有關(guān)學(xué)者和工程師對(duì)水泥基材料的攪拌工藝提出了創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，將振動(dòng)、 剪切與傳統(tǒng)的攪拌方式進(jìn)行結(jié)合。其中振動(dòng)攪拌技術(shù)研宄較早，并認(rèn)為振動(dòng)裝置使物料顆 粒處于顫振狀態(tài)，破壞水泥凝聚團(tuán)，降低了物料運(yùn)動(dòng)阻力，提高了攪拌效率。趙利軍等對(duì)水 泥混凝土的振動(dòng)攪拌的合理激振方式、合理振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研宄，并設(shè)計(jì)制作了振動(dòng) 與攪拌裝置一體化的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)；而陳彪等申請(qǐng)的專利《振動(dòng)攪拌機(jī)》（CN203985794U)是在 攪拌桶側(cè)面設(shè)置振動(dòng)電機(jī)，以加強(qiáng)物料混合的均勻性。剪切攪拌多用于精細(xì)化工行業(yè)，在瀝 青的改性制備中也有應(yīng)用，而在水泥基材料的攪拌中的應(yīng)用較少，金建國(guó)等申請(qǐng)的專利《移 動(dòng)式水泥漿液高速剪切攪拌機(jī)》(CN201752904U)以高速旋轉(zhuǎn)的三義攪拌碟盤快速分散水泥 漿，提高水泥漿的均勻性。
[0007] 通過(guò)專利檢索和文獻(xiàn)查閱，關(guān)于磷酸鎂水泥基材料攪拌工藝和設(shè)備的開(kāi)發(fā)與研宄 尚未見(jiàn)報(bào)道。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型目的是：針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種適用于水泥基材料兩階段攪拌工藝 的攪拌設(shè)備，使用該設(shè)備能夠能充分溶解及分散磷酸鎂水泥的復(fù)合緩凝劑和酸組分，有利 于促進(jìn)磷酸鎂水泥基材料的酸堿反應(yīng)進(jìn)程、反應(yīng)的程度和強(qiáng)度發(fā)展的均勻性；并且還能使 膠凝材料與骨料、纖維界面充分浸潤(rùn)和粘結(jié)，同時(shí)減少拌合物的空氣氣泡。
[0009] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：所述的適用于水泥基材料兩階段攪拌工藝的攪拌設(shè) 備，包括：
[0010] 機(jī)架，
[0011] 設(shè)于該機(jī)架上的第一攪拌桶和第二攪拌桶，
[0012] 與所述第一攪拌桶配套的第一攪拌器，以及
[0013] 與所述第二攪拌桶配套的第二攪拌器；
[0014] 所述第一攪拌桶可翻轉(zhuǎn)地安裝在所述機(jī)架上，當(dāng)該第一攪拌桶翻轉(zhuǎn)傾倒時(shí)能夠?qū)?其內(nèi)存放的物料倒入所述第二攪拌桶內(nèi)。
[0015] 本實(shí)用新型在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括以下優(yōu)選方案：
[0016] 所述第一攪拌器包括第一攪拌電機(jī)，該第一攪拌電機(jī)的電機(jī)軸上連接有伸入所述 第一攪拌桶內(nèi)的第一攪拌葉片。
[0017] 所述第一攪拌器還包括高速剪切機(jī)。
[0018] 所述第二攪拌器包括第二攪拌電機(jī)，該第二攪拌電機(jī)的電機(jī)軸上連接有伸入所述 第二攪拌桶內(nèi)的第二攪拌葉片。
[0019] 所述第二攪拌器還包括振動(dòng)電機(jī)，該振動(dòng)電機(jī)上設(shè)置有伸入所述第二攪拌桶內(nèi)的 激振桿。
[0020] 所述機(jī)架上固定設(shè)置有兩根內(nèi)外平行分布的第一立柱，所述第一攪拌桶通過(guò)轉(zhuǎn)軸 翻轉(zhuǎn)連接在這兩根第一立柱上。
[0021] 所述機(jī)架上還設(shè)置有通過(guò)第一鏈條與所述轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接、用于帶動(dòng)所述第一攪拌 桶作翻轉(zhuǎn)動(dòng)作的第一攪拌桶翻轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0022] 所述機(jī)架上布置有罩在所述第一攪拌桶翻轉(zhuǎn)電機(jī)外的防塵防護(hù)罩。
[0023] 所述機(jī)架上設(shè)置有兩根內(nèi)外平行分布的第二立柱、以及布置在這兩根第二立柱頂 端的橫梁，其中位于內(nèi)側(cè)的那根第二立柱的下端固定在機(jī)架上，而位于外側(cè)的那根第二立 柱的下端通過(guò)單向鉸鏈翻轉(zhuǎn)連接在機(jī)架上，所述橫梁的一端通過(guò)鉸軸翻轉(zhuǎn)連接在內(nèi)側(cè)那根 第二立柱的頂端，橫梁的另一端支撐在外側(cè)那根第二立柱的頂端，且外側(cè)那根第二立柱上 連接有位于所述第二攪拌桶下方的撬桿，所述第二攪拌器固定在所述橫梁上。
[0024] 外側(cè)那根第二立柱上連接有套在所述第二攪拌桶外的第一約束鋼帶，所述撬桿上 連接有套在第二攪拌桶上的第二約束鋼帶。
[0025] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：本實(shí)用新型這種攪拌設(shè)備適合水泥基材料兩階段攪拌工藝 的要求，并能實(shí)現(xiàn)多批次混合料的穿插拌合，提高了拌合效率。在應(yīng)用時(shí)，其第一階