一种高分散性混凝土搅拌系统的制作方法

本发明涉及河道底泥再生利用技术领域，尤其涉及高分散性混凝土搅拌系统。

背景技术：

本部分中的陈述仅仅提供了与本发明公开的内容有关的背景信息，且可能不构成现有技术。

现有混凝土搅拌设备在结构上不论是立式或卧式，针对对象不论是流动性混凝土、半干硬性混凝土或者是干硬性混凝土，都是以常规的砂、石、水泥、水、粉状或者颗粒状固体废弃物作为搅拌对象。搅拌对象是处于分散状态，可在短时间内与其他材料搅拌分散均匀。当搅拌对象自身处于一种极为复杂的物理以及化学吸附状态下，搅拌对象的微颗粒自身已经吸附成团时，现有搅拌设备就无法将其打散并与水泥颗粒均匀混合。在搅拌完成的混凝土中，这些搅拌对象是以球状的团粒形式存在于混凝土中，成为导致混凝土强度下降的重要因素。

近年来河道、港湾疏浚中产生的大量淤泥，无法再通过常规的陆地填埋或海洋抛弃来处理，必须考虑作为原材料用于建材生产的资源循环再生利用。这些淤泥成分以粘土颗粒为主，并含有大量有机质，成分复杂，含水量极高，脱水后又易于板结。

为了提高淤泥的处理能力，需要将淤泥进行脱水，淤泥的含水率直接影响淤泥处理的数量。脱水后的淤泥被压制成块，淤泥含水率越低这样的块状泥饼压的越密实。被压密实的泥饼，在现有搅拌设备中通过与砂石、水泥、水的混合搅拌，块状泥饼的棱角逐渐被磨掉形成球状泥团，在搅拌混合过程中难以进一步分散，导致混凝土强度大幅下降。现有搅拌设备无法解决压实泥饼的快速均匀分散问题，目前中国淤泥处理的相关研究还处于起步阶段，没有成熟的技术，或是相似用途的技术可供借鉴。

现有搅拌设备由于针对的对象不同，无法将含有大量粘土颗粒以及有机质的脱水淤泥团块分散搅拌均匀，导致混凝土强度大幅下降甚至无法形成强度。

故现有技术有待改进和发展。

技术实现要素：

本发明要解决的问题就是将这些已经形成团粒结构难以分散的微颗粒材料，高效、迅速地与水泥颗粒均匀混合，保证混凝土强度。

本发明的技术解决方案是：一种高分散性混凝土搅拌系统，包括骨料提升系统，底泥骨料高分散系统，以及通过配料通道与底泥骨料高分散系统连通的砂粉高分散系统；骨料提升系统分别与底泥骨料高分散系统和砂粉高分散系统连通；砂粉高分散系统设有水泥和矿粉入口。

所述骨料提升系统包括卷扬提升系统、提升轨道、提升料斗以及制动器。

所述底泥骨料高分散系统包括筒状钢结构、侧壁刮板、底板刮板、行星分散器、行星传动齿轮系统、驱动电机、液压站以及出料门。

所述砂粉高分散系统包括筒状钢结构、侧壁刮板、底板刮板、行星分散器、行星传动齿轮系统、驱动电机、液压站以及出料门。

底泥骨料高分散系统和砂粉高分散系统均连通有外加剂添料系统。

本发明主要针对河道清淤、港湾疏浚产生的底泥的再生利用。将现有搅拌设备无法搅拌均匀的底泥通过本系统的处理，成为混凝土材料的一部分，将河道清淤的底泥作为建材资源再生利用。

采用以上方案本发明解决了高粘结性团块状材料进行快速、高效的分散处理，使其由废弃物变为可与其它材料共同使用的再生建筑材料。经过高分散处理的高粘性团块材料能够实现与其它材料的快速均匀分散的混合，可用于高质量混凝土的生产以及高品质的混凝土制品的生产。

本发明的有益效果：

1、从环保角度来看，本发明提高了淤泥的有效处理能力，特别是在处理含有重金属等有害物质的淤泥时能够通过高分散搅拌系统将淤泥均匀分散在砂、石和水泥的中，通过水泥砂浆将淤泥颗料封闭固化处理，从根本上阻断产生污染危害。

2、从高粘性物质处理能力来看，本发明创造性设计思路，在一套系统中可以实现不同材料同时间的制备功能，有效提高了淤泥等高粘性物质处理能力和淤泥混凝土的生产能力。

3、从生产效率方面来看，本发明在设计中也考虑了，在生产普通混凝土时的高效生产模式。本系统中双分散系统可以通过调整技术参数使双分散系统各自独立生产混凝土，从而使高分散搅拌系统的普通混凝土总产能达到处理淤泥时的2倍。在搅拌常规混凝土材料时，通过对两个高分散系统的转速、扭矩等技术参数的调整，使之成为并联工作模式，双系统可同时完成混凝土材料的生产工作，与并联+串联的工作模式相比，可提高混凝土产量一倍，缩短搅拌时间1/3。

附图说明

图1为本发明高分散搅拌系统工作示意图；

图2为高分散搅拌系统时序图；

图3为高分散性搅拌系统工艺流程图。

具体实施方式

实施例：

参阅图1至图3，本发明针对淤泥的特性，将淤泥、砂、石、水泥等混凝土材料的搅拌工序拆分为三个部分，同时增加了底泥石子球磨高分散系统和砂粉高分散系统形成一个并联+串联工作关系的高分散搅拌系统。高分散搅拌系统不但可以有效分散底泥等难以分散的团、块结构材料，也可有效缩短搅拌时间，提高生产效率。

本发明中的淤泥、砂、石子储料仓通过通道1进入称重皮带进行称重；然后通过通道2进入骨料提升系统。淤泥、砂、石子通过通道3自下而上从骨料提升系统穿过；骨料提升系统：由卷扬提升系统(卷扬滚筒、驱动电机减速机及钢丝绳)、提升轨道、提升料斗以及制动器组成。

骨料提升系统通过通道4分别进入底泥骨料高分散系统和砂粉高分散系统；而底泥骨料高分散系统通过向下的通道5进入砂粉高分散系统；砂粉高分散系统通过通道6产出。另外砂粉高分散系统配置有用于水泥矿粉进入的通道4。底泥骨料高分散系统；由筒状钢结构、侧壁刮板、底板刮板、行星分散器、行星传动齿轮系统、驱动电机、液压站、出料门等零部件组成。

砂粉高分散系统；由筒状钢结构、侧壁刮板、底板刮板、行星分散器、行星传动齿轮系统、驱动电机、液压站、出料门等零部件组成。

从工序上来说一方面将混凝土材料中的粗骨料(石子)与脱水泥饼不加水直接投入底泥分散系统，利用底泥高分散系统中的单/双行星搅拌系统通过高速搅拌，利用粗骨料(石子)与脱水泥饼之间的高速混合、相互碰撞、摩擦，将泥饼压实结构快速分散，使分散后的磨细底泥颗料均匀分散包裹到粗骨料(石子)表面。另一方面同时将细骨料(砂)与水泥投入砂粉高分散系统，不加水进行干搅拌，将水泥颗粒均匀分散到细骨料(砂)之中。底泥高分散系统以及砂粉高分散系统的上述搅拌及分散工作是同时进行的，目的是缩短总的搅拌分散时间。上述搅拌及分散工作完成后立即将底泥分散系统中的均匀地包裹了底泥粉末的粗骨料投入砂粉分散系统中，在极短的时间(30～60秒)内将粗骨料、底泥粉末(已经均匀分散到粗骨料之中)、细骨料、水泥(已经均匀分散到细骨料之中)分散搅拌均匀完成混凝土搅拌工作。

整个搅拌过程中不添加混凝土搅拌水。水泥水化反应所需水分完全依靠脱水底泥中残存水分。这样的材料配合，将带来几个方面的好处：

首先是底泥的脱水适度即可，可以有效提高脱水效率，降低脱水成本；

底泥+粗骨料投入底泥分散系统后的搅拌，不添加水分，有利于脱水泥饼的磨细分散；

细骨料+水泥的不加水干搅拌，也可有效提高水泥的分散性；最后的混合搅拌，可将脱水后的泥饼粉末与水泥颗粒充分混合均匀，使泥饼粉末中的残存水分充分参与到水泥颗粒的水化反应之中。

极低的水灰比加上充分均匀的分散性，使得水泥水化反应产物可以有效包裹粗骨料、细骨料、底泥粉末所构成的一个密实结构并形成极高的强度。

本发明在搅拌系统的结构上将原有搅拌技术做了革命性改进。将两套带有行星式搅拌器的高分散系统并联设置，在独立完成各自搅拌分散工作后串联为一体，完成最后的混合搅拌。为了有效提高底泥分散系统中的泥饼粉末+粗骨料混合物向砂、粉高分散系统的投送效率，防止混合物堵塞管道，将底泥分散系统设置在主搅拌系统侧上方30°～75°(可根据工艺要求在此范围内调整)位置处，这样的设计方案既可减少占地面积，又可缩短底泥分散系统出料口至砂、粉分散系统进料口之间的距离，提高输送效率防止堵塞。在砂、粉分散系统中还专门设计了一套混凝土外加剂喷雾投放装置，可在最后30秒的主搅拌时，雾状加入混凝土高效减水剂，充分发挥减水剂的后添加效果，进一步提高底泥混凝土的可塑性，扩大使用范围。底泥高分散系统与砂、粉高分散系统在并联+串联模式下，分别完成底泥饼的磨细以及与粗骨料的混合，同时完成细骨料与水泥颗粒的混合，最后串联完成混凝土的搅拌。在并联独立工作模式下，可以通过对底泥分散系统与砂、粉分散系统的工作参数调整，使两套分散系统独立工作，同时完成普通混凝土搅拌生产工作，可使普通混凝土生产能力提高产能一倍。

本发明的两套系统具有独立的进料、材料分散、拌和、排料的材料高分散性系统，通过并联一体化设计集成为一套高分散性搅拌系统。该系统既可以作为一套完整的系统协调一致的工作，也可以实现两个系统独立工作模式。

两套系统在材料制备功能和设备组成结构上构成一个整体，两套系统之间可以根据生产和场地的需要，两系统上下之间可以在30°～75°的范围内任意调整。

在生产底泥再生混凝土材料时采用并联+串联模式，同时完成泥饼磨细分散均匀及水泥颗粒分散均匀的工作，最后将分别制备的高分散材料通过串联方式混为一体，完成混凝土的最终搅拌工作。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。