混凝土搅拌就是将水、胶凝材料和粗细集料进行均匀拌和及混合的过程.通过搅拌,使材料达到塑化、强化的作用。
1.搅拌方法
混凝土搅拌方法有人工搅拌和机械搅拌两种。
(1)人工搅拌.人工搅拌一般采用“三干三湿”法,即先将水泥加入砂中干拌两遍,再加入石子翻拌一遍,搅拌均匀后,边缓慢加水,边反复湿拌三遍,以达到石子与水泥浆无分离现象为准.同等条件下,人工搅拌要比机械搅拌多耗10％~15％的水泥,且拌和质量差,故只有在混凝土用量不大,而又缺乏机械设备时才会采用。
(2)机械搅拌.目前普遍使用的搅拌机根据其搅拌机理,可分为自落式搅拌机和强制式搅拌机两大类。
2.搅拌机的选择
(1)自落式搅拌机.这种搅拌机的搅拌鼓筒是垂直放置的.随着鼓筒的转动,叶片不断将混凝土拌合物提高,然后利用物料的自重自由下落,达到均匀拌和的目的.自落式搅拌机多用于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土.筒体和叶片磨损较小,易于清理,但动力消耗大、效率低.搅拌时间一般为90~120s,目前逐渐被强制式搅拌机所取代。
(2)强制式搅拌机.强制式搅拌机的鼓筒是水平放置的,其本身不转动.筒内有两组叶片,搅拌时叶片绕竖轴旋转,将材料强行搅拌,直至搅拌均匀.这种搅拌机的搅拌作用强烈,适宜于搅拌各种混凝土,具有搅拌质量好、速度快、生产效率高、操作简便及安全等优点。
3.搅拌制度的确定
为了获得均匀优质的混凝土拌合物,除合理选择搅拌机的型号外,还必须正确地确定搅拌制度,包括搅拌机的转速、搅拌时间、装料容积及投料顺序等。
(1)搅拌机转速.对于自落式搅拌机,如果转速过高,混凝土拌合料会在离心力的作用下吸附于筒壁不能自由下落;如果转速过低,既不能充分拌和,又将降低搅拌机的生产率。
对于强制式搅拌机,虽不受重力和离心力的影响,但其转速也不能过大,否则将会加速机械的磨损,同时,也易使混凝土拌合物产生分层离析现象,所以,强制式搅拌机叶片的转速一般为30r/min。
(2)装料容积.装料容积是指搅拌一罐混凝土所需的各种原材料松散体积之和.一般来说,装料容积是搅拌机拌筒几何容积的1/3~1/2,强制式搅拌机可取上限,自落式搅拌机可取下限.若实际装料容积超过定额装料容积的一定数值,则各种原材料不易拌和均匀,势必延长搅拌时间,降低搅拌机的工作效率,而且也不易保证混凝土的质量;当然装料容积也不必过小,否则将会降低搅拌机的工作效率。
搅拌完毕的混凝土的体积称为出料容积,一般为搅拌机装料容积的0.55~0.75L.目前,搅拌机上标明的容积一般为出料容积。
(3)投料顺序.在确定混凝土各种原材料的投料顺序时,应考虑如何才能保证混凝土的搅拌质量,减少机械磨损和水泥飞扬,减少混凝土的粘罐现象,降低能耗和提高劳动生产率等。
混凝土拌合物可采用人工拌和或机械搅拌两种方式.用人工拌和时的加料顺序是先将水泥加入砂中干拌两遍,再加入石子干拌一遍,然后加水湿拌至颜色均匀即可.人工拌和质量差、水泥消耗量多,故只有在工程量很小时才采用人工拌和的方式.机械搅拌时采用的投料顺序有一次投料法、二次投料法等。
1)一次投料法.一次投料法是目前施工现场广泛使用的一种方法,也就是将砂、石子、水泥等依次放入料斗后再加水一起加入搅拌筒进行搅拌.这种方法施工工艺简单、操作方便.其投料顺序是:先倒砂,再倒水泥,然后倒入石子,将水泥夹于砂石之间.这样,生料无论在料斗内或进入筒体,首先接触搅拌机内表面或搅拌叶片的是砂或石,不会引起粘结现象,而且水泥不飞扬.最后加水搅拌,就不会使水泥吸水成团,产生“夹生”现象。
由于最初开始搅拌时,筒壁要粘附一部分水泥浆,所以,许多工地在拌第一盘混凝土时,往往只加规定石子重量的一半,称为“半石混凝土”.当使用粉状掺合料时,掺合料应和水泥同时进入搅拌机,搅拌时间相应增加50％~100％;当使用外加剂时,为保证混凝土拌合物的匀质性,必须先用水稀释,与水同时间、同方向加入搅拌筒内,搅拌时间也应增加50％~100％。
2)二次投料法.二次投料法又可分为预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法.预拌水泥砂浆法是指先将水泥、砂和水投入搅拌筒搅拌1~1.5min后,加入石子再搅拌1~1.5min.预拌水泥净浆法是先将水和水泥投入搅拌筒搅拌1/2的搅拌时间,再加入砂、石子搅拌到规定时间.试验表明:由于预拌水泥砂浆或水泥净浆对水泥有一种活化作用,因此,搅拌质量明显高于一次投料法.若水泥用量不变,混凝土强度可提高15％左右;或在混凝土强度相同的情况下,减少水泥用量约15％。
当采用强制式搅拌机搅拌轻集料混凝土时,若轻集料在搅拌前已经预湿,则合理的加料顺序是:先加粗、细集料和水泥搅拌30s,再加水继续搅拌到规定的时间;若在搅拌前轻集料未经润湿,则先加粗、细集料和总用水量的1/2搅拌60s后,再加水泥和剩余水搅拌到规定的时间。
(4)搅拌时间.搅拌时间是指从全部材料投入搅拌筒中算起,到开始卸料为止所经历的时间.它与搅拌质量密切相关:搅拌时间过短,混凝土不均匀,强度及和易性将下降;搅拌时间过长,不但降低搅拌的生产效率,同时会使不坚硬的粗集料在大容量搅拌机中因脱角、破碎等而影响混凝土的质量.对于加气混凝土,也会因搅拌时间过长而使所含气泡减少.混凝土搅拌的最短时间见表4-9。
表4-9 混凝土搅拌的最短时间
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