[发明专利]一种混凝土喷射系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种混凝土喷射系统及其控制方法。所述混凝土喷射系统包括混凝土泵、压缩空气泵、多组外加剂调控设备、信息控制系统和回弹率检测系统，每组外加剂调控设备包括外加剂泵、控制装置和混流装置。所述控制方法包括如下步骤：1)在信息控制系统中设定好参数值；2)启动泵送，外加剂被输送至对应混流装置，混凝土依次经过各混流装置并与外加剂混合，控制装置根据信息控制系统的指令控制外加剂的初始流量及混合时间；3)喷射混凝土；4)回弹率检测系统对混凝土的回弹率数据进行检测并反馈，若信息控制系统判断当前数据不达标，则向控制装置发出外加剂调节指令，重复该过程直至数据达标。本发明实现混凝土配合比的在线优化，降低施工成本。

技术领域

本发明涉及混凝土湿喷设备技术领域，特别地，涉及一种混凝土喷射系统及其控制方法。

背景技术

喷射混凝土是将胶凝材料、粗细集料、外加剂等物料按一定比例拌制后送入喷射设备，借助压缩空气或其他动力输送，高速喷至受喷面所形成的一种混凝土。根据拌合方法和压送方式的区别，喷射混凝土的施工工艺主要可分为干喷法和湿喷法，前者存在粉尘大、混凝土均质性差等问题，已逐渐被淘汰，而湿喷法由于在喷射过程中具有粉尘相对较少且湿喷混凝土质量易于控制等优点，目前已成为喷射混凝土的主要施工方式。在湿喷设备方面，目前使用的喷射混凝土机械手，在地质复杂、条件恶劣的环境下难以发挥其作用，而混凝土湿喷台车则具有生产能力大、输送距离远、机型小巧、功能多和自动化程度高的优势，足够适应我国地势多变、地形复杂的施工需求。

然而，目前混凝土喷射台车在作业时存在混凝土配合比不合理、湿喷控制不准等问题，经常导致混凝土喷射回弹率过大，不仅造成混凝土大量浪费，还极大地增加了施工成本、延长了施工周期，既严重影响施工效率，又增大了人员施工作业的安全风险。因此，研究控制湿喷射混凝土的回弹率的技术具有重要的实际价值。

喷射混凝土的回弹率一般采用平均回弹率表示，即受喷面上溅落的混凝土的总质量(即回弹量)与喷射出的混凝土总质量的比值的百分率。如前所述，影响回弹率的一个重要因素是配合比设计，配合比设计实质上是对混凝土的性能进行调节，直至其符合施工要求(如具备良好的力学性能、耐久性和低回弹率)。目前常用的确定配合比设计的方法为：首先根据拌合物性能设计要求试配出若干个配方，根据试配结果对混凝土基准配合比的胶凝材料用量、砂率和水胶比略作调整，随后在水胶比保持不变条件下根据回弹率和混凝土质量对配合比进行优化。

添加外加剂是喷射混凝土配合比优化过程中的关键一环，是当前调节喷射混凝土性能的主要措施，因此，可通过改变外加剂的用量实现对混凝土性能的调节，进而对湿喷混凝土的回弹率进行控制。但现存的问题就是如何才能通过准确控制外加剂的用量来调节混凝土的性能，使其在泵送时具有良好的流动性，而在喷射时又具有较大的粘度，以达到控制回弹率的目的。

受限于现有湿喷台车的结构，目前的喷射方法不能实时优化混凝土的配合比，因此，当进行试喷想要获得最佳喷射效果与最小回弹率时，或者实际施工出现了堵管或高回弹率问题时，通常需要多次人工重新配料，循环往复运输材料，重复作业过程，这造成了大量的材料浪费和时间消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在作业实时调整混凝土配合比进而调控回弹率的技术方案，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种混凝土喷射系统，包括动力系统、外加剂调控系统、信息控制系统、回弹率检测系统和喷头；

所述动力系统包括混凝土泵，所述混凝土泵设置在混凝土管路上并用于为输送混凝土提供动力；

所述外加剂调控系统包括至少一组外加剂调控设备，每组外加剂调控设备均包括外加剂泵、控制装置和混流装置，所述外加剂泵设置在外加剂管路上并用于为输送外加剂提供动力，所述控制装置设置在外加剂管路上并用于检测和调控外加剂的各项参数，所述混流装置设置在外加剂管路与混凝土管路的交汇位置并用于实现混凝土与外加剂混合均匀；