[发明专利]一种单卧轴搅拌式UHPC搅拌生产工艺及成套设备

说明书

本发明提供了一种单卧轴搅拌式UHPC搅拌生产成套设备包括：供料系统、提升机构粉料供料系统、水及添加剂添加系统、钢纤维供料系统和单卧轴式搅拌系统；供料系统包括至少一套骨料提升系统、计量斗、混合料水平输送装置；提升机构粉料供料系统包括第一输料管、第一粉料仓组、称重斗、第二输料管和第二粉料仓组，水及添加剂添加系统包括外加剂储料罐、水供应装置和外加剂混合溶解装置；钢纤维供料系统包括第一钢纤维计量提升装置、第一钢纤维筛分布料机、第二钢纤维计量提升装置和第二钢纤维筛分布料机；搅拌系统包括至少一台单卧轴式搅拌机。各项性能参数都得到显著提高，说明生产工艺及设备结构的优化对提高产品质量有明显作用。

技术领域

本发明涉及一种单卧轴搅拌式UHPC搅拌生产工艺及成套设备，具体涉及一种用于UHPC(超高性能混凝土)配料、输送及搅拌生产的工艺方法和成套设备。

背景技术

UHPC是超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete)的简称，国际上系指抗压强度在150MPa以上，并具有超高韧性、超长耐久性的水泥基复合材料的统称，主要由石英砂、硅灰、水泥、减水剂、钢纤维等材料组成，依照最大密实度原理构建，具有超低的水胶比及孔隙率，从而可使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减至最少。

UHPC材料组分内不包含粗骨料，颗粒粒径一般小于1mm，因高度的致密性而具有超高强度及优异的耐久性，使用寿命可达200年以上。此外，由于UHPC中分散的细钢纤维可大大减缓材料内部微裂缝的扩展，从而使材料表现出超高的韧性和延性性能，是当今国际上最先进的水泥基土木工程材料，由于其优异的力学和耐久性能，在桥梁工程需求轻质高强、快速架设、经久耐用的背景下，UHPC在桥梁隧道领域及国防工程中将具有广阔的应用前景。

但由于UHPC相较于普通水泥砼的水泥含量高，而水的含量低，因此在配制及浇注过程中造成水化热高、收缩大，容易形成构造物裂缝，限制了其在大型混凝土工程中的应用。

通过试验研究发现：UHPC拌和物从入模开始即发生水化反应，温度逐渐缓慢上升，入模后10h左右水化放热量迅速增大，直到20h左右水化放热速率逐渐放缓，水化放热主要集中在10-20h,采用加碎冰的方式可明显降低UHPC拌和物的入模温度，从而降低中心点的温峰，但碎冰融化需要时间，使UHPC材料制备拌和时间延长，降低了生产效率，并且加大了搅拌功率的消耗。同时当UHPC厚度超过20mm时，截面中心和外缘的温差达到7.3℃，由温差引起的最大拉应力值为4.63MPa，非常容易导致内部结构因应力不均衡而产生裂纹。所以UHPC生产过程中的水化热产生的温度应力不可忽略。

综上所述，在UHPC材料生产过程以及生产设备存在如下问题：搅拌生产过程中由于水化热产生的热量容易造成浇注裂缝，生产过程功率消耗大，生产率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种单卧轴搅拌式UHPC搅拌生产工艺及成套设备，能有效解决目前UHPC拌和工艺流程不规范、设备驱动所需功率大、生产效率低、混合料搅拌过程中存在发热而造成浇注裂缝等问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种单卧轴搅拌式UHPC搅拌生产成套设备，其特征在于，包括：供料系统、提升机构粉料供料系统、水及添加剂添加系统、钢纤维供料系统和单卧轴式搅拌系统；其中，供料系统包括至少一套骨料提升系统、计量斗、混合料水平输送装置；提升机构粉料供料系统包括第一输料管、第一粉料仓组、称重斗、第二输料管和第二粉料仓组，水及添加剂添加系统包括外加剂储料罐、水供应装置和外加剂混合溶解装置；钢纤维供料系统包括第一钢纤维计量提升装置、第一钢纤维筛分布料机、第二钢纤维计量提升装置和第二钢纤维筛分布料机；搅拌系统包括至少一台单卧轴式搅拌机。

进一步地，上述单卧轴搅拌式UHPC搅拌生产成套设备中骨料提升系统包括有骨料提升斗、骨料垂直提升装置、骨料水平移动装置和四个骨料仓，按照储存骨料的尺寸由小到大分别是第一骨料仓、第二骨料仓、第三骨料仓、第四骨料仓。