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CN110480834A - 一种混凝土工作性快速恢复系统 - Google Patents

一种混凝土工作性快速恢复系统 Download PDF

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王家赫
李享涛
谢永江
仲新华
张良奇
李冠峰
黄鲲鹏
渠亚男
朱长华
苏婉玉
孔庆欣
裘智辉
李连吉
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Abstract

本发明涉及一种混凝土工作性快速恢复系统，该系统包括工作性感应装置、搅拌装置和外加剂自动喷洒装置三部分。该系统设置在混凝土罐车出料口与混凝土泵进料口之间，通过工作性感应装置实时测定混凝土的屈服应力和塑性粘度来判断混凝土工作性，并将数据传递至控制器中，根据拌合物状态实时调整搅拌叶片转速和外加剂掺量，使得混凝土工作性在15秒内得到快速恢复。该工作性快速恢复系统具有智能化、迅捷化和广适化特点，从根本上解决了施工现场随意加水的问题，有效保证了在原材料品质波动、环境温度变化以及长距离运输等不利因素下混凝土工程的高质量施工。

Description

一种混凝土工作性快速恢复系统
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，特别涉及一种混凝土工作性快速恢复系统。
背景技术
随着我国工程建设的持续推进，具有超长、超高、超大等特点的结构物在工程中不断涌现，由此也出现了相应的施工技术难题。以即将全面开工建设的川藏铁路为例，新建正线长度为967.178km，桥隧占比为92.5%，单个隧道最长可达40km以上。新拌混凝土在经过长距离运输后，将不可避免地出现工作性损失，影响混凝土泵送施工。当工程现场混凝土出现工作性损失时，施工人员向混凝土中随意加水的现象时有发生，这也是影响混凝土施工质量的重要因素之一。因此，需要对混凝土工作性进行调控，以保持长距离运输下混凝土可泵性。
在混凝土工作性调控方面，国内外研究人员已经取得了一定的研究进展。中国专利CN106647600A“一种混凝土运输过程中的工作性实时调节装置及方法”提供了一种在混凝土运输过程中向罐车中自动滴加外加剂以改善混凝土工作性的方法，该方法可以一定程度上改善运输过程中混凝土的工作性，但是由于混凝土罐车多采用自落式搅拌，其搅拌能力有限。同时，该装置无法对罐车中混凝土的工作性进行实时监测，外加剂的滴加量主要通过操作人员经验判断，这将导致混凝土工作性调整效果不可控。中国专利CN1390797A“控制预拌自密实混凝土工作性损失的方法”提供了一种自密实混凝土工作性快速恢复方法，该方法通过在自密实混凝土中加入高减水率、抗离析特征的减水剂和复合掺合料来提高混凝土工作性，但该方法仅是从材料方面采取的改善措施，并未包含完整的工艺装置，且实践中主要通过人工测试混凝土工作性，过程中受人为因素影响较大、工作效率较低。因此，研制一种智能化、迅捷化和广适化的混凝土工作性快速恢复系统，对保障长距离运输混凝土的工作性和施工质量具有重要意义。
发明内容
为有效解决长距离运输后混凝土“工作性差”“施工难度大”等问题，减少工程现场因随意加水而导致的混凝土质量问题，本发明提出一种混凝土工作性快速恢复系统。
本发明的技术方案实现方式如下：本发明所述混凝土工作性快速恢复系统包括工作性感应装置、搅拌装置和外加剂自动喷洒装置三部分。实际施工过程中将本系统放置于混凝土罐车出料口与混凝土泵进料口之间，通过自动感应装置实时测试新拌混凝土的工作性，并将测试数据传输到系统控制器中；控制器根据混凝土工作性数据，自动调整快速恢复系统中搅拌叶片转速与外加剂喷洒量，并将上述信息自动存储于控制器中。通过上述过程将混凝土罐车中混凝土工作性恢复至正常状态，从而有效保障工程现场泵送、浇筑要求。
本发明所述混凝土工作性快速恢复系统中，工作性自动感应装置由流变性传感器、信号传输系统、控制单元和传输单元组成，该装置通过测试新拌混凝土流变学参数（如屈服应力、塑性粘度等）判断其工作性，所述屈服应力的测试范围为0~4000Pa，塑性粘度测试范围为0~2000Pa﹒s。将上述数据传递至处理器中，即可为搅拌装置和外加剂喷洒装置的工作状态调整提供基础依据。搅拌装置由双卧轴搅拌器、控制器、信号传输系统组成，该装置通过强制式搅拌使得混凝土工作性得到快速恢复，且上述搅拌叶片转动线速度可根据混凝土工作性进行实时调节，所述搅拌叶片的转动线速度为0.5~5 m/s。外加剂自动喷洒装置由自动计量系统、控制器、信号传输系统组成，该装置在控制器统一调配下实时调整混凝土中外加剂喷洒量和喷洒种类，与搅拌装置协同作用，以实现混凝土工作性快速恢复，外加剂流量控制范围为0~150 L/h。
本发明所述系统的基本工作流程为：
第一步，将本发明所述混凝土工作性快速恢复系统放置于混凝土罐车出料口与混凝土泵进料口之间，并将罐车中的混凝土匀速放出至所述混凝土工作性感应装置1中（如图1所示）。
第二步，混凝土进入搅拌装置，在控制器统一调配下，双卧轴搅拌机对混凝土进行二次搅拌。同时，外加剂自动喷洒装置根据混凝土工作性自动喷洒所需的外加剂。
第三步，混凝土经过搅拌装置后，通过卸料口进入混凝土泵车中，进行后续泵送、浇筑施工。
本发明的一种混凝土工作性快速恢复系统可广泛应用于长距离运输混凝土施工过程中，它能有效改善长距离运输后混凝土的工作性，提高工程现场混凝土的质量，同时可以降低工程现场施工人员随意加水导致的质量风险。
附图内容
图1为混凝土工作性快速恢复系统示意图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的特点，下面将结合具体实施例对发明内容进行阐述，但本发明内容不局限于实施例内容。图1是本发明所述混凝土工作性快速恢复系统示意图，混凝土工作性快速恢复系统由工作性感应装置1、搅拌装置2和外加剂自动喷洒装置3组成，且外加剂自动喷洒装置3设置于搅拌装置2的上方。上述装置均与控制器相连，当混凝土进入工作性感应装置1时，传感器通过测试混凝土的流变学特征参数判断混凝土工作性，并将数据传输至控制器中。控制器通过分析计算，并向搅拌装置2和外加剂自动喷洒装置3发出指令。采用上述装置对新拌混凝土工作性进行改善，可以有效提高长距离运输后新拌混凝土的性能，为保证混凝土泵送和施工质量提供有力保障。
上述混凝土工作性动态调控过程可通过控制器的人机交互界面实时查看，同时可以将相应的测试数据下载、分析。包括混凝土实时屈服应力、塑性粘度、减水剂喷洒量、搅拌机转速等参数。
以某工程泵送混凝土为例，实施结果如下表所示。
表1为某工程连续8车衬砌混凝土采用工作性快速恢复系统前后坍落度等指标的测试结果。
表1. 采用工作性快速恢复系统前后混凝土拌和物性能对比
由上述试验结果可知，本发明所述混凝土工作性快速恢复系统可以使不同初始状态的混凝土工作性恢复至满足泵送要求。该系统的使用将有效解决混凝土因长距离运输而导致的工作性损失问题，从而提高混凝土浇筑质量、提高施工效率。

Claims (2)

1.一种混凝土工作性快速恢复系统，其特征在于，该系统包括工作性感应装置、搅拌装置和外加剂自动喷洒装置三部分；该系统设置在混凝土罐车出料口与混凝土泵进料口之间，通过自动感应装置实时测试新拌混凝土的工作性，并将测试数据传输到系统控制器中；控制器根据混凝土工作性数据，自动调整快速恢复系统中搅拌叶片转速与外加剂喷洒量，并将上述信息自动存储于控制器存储单元中；
所述工作性感应装置设在搅拌装置轴部，实时测试新拌混凝土屈服应力和塑性粘度，其屈服应力测试范围为0~4000Pa，塑性粘度测试范围为0~2000Pa﹒s；测试数据传输至控制器后，控制器判识混凝土工作性，对搅拌叶片线速度和外加剂喷洒量进行实时调整，搅拌叶片线速度调整范围为0.5~5 m/s，外加剂流量控制范围为0~150 L/h；当屈服应力、塑性粘度达到规定范围时，完成混凝土工作性调控，搅拌叶片将混凝土推送至卸料口。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土工作性快速恢复系统，其特征在于，所述工作性自动感应装置由流变性传感器、信号传输系统、控制单元和传输单元组成；搅拌装置由双卧轴搅拌器、控制器、信号传输系统组成；外加剂自动滴加装置由自动计量系统、控制器、信号传输系统组成。
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