强制式混凝土搅拌机的几种形式

混凝土搅拌，就是将水、水泥和粗细骨料等各种组成材料拌制成质地均匀、颜色一致、具备一定流动性的过程。通过搅拌，还要使材料达到强化、塑化的作用。由于混凝土配合比是按照细骨料恰好填满粗骨料的间隙，而水泥浆又均匀地分布在粗细骨料表面的原理设计的。如果搅拌得不均匀就不能获得密实的混凝土，影响混凝土的质量，所以混凝土搅拌是混凝土施工过程中很重要的一道工序。

混凝土搅拌的方法，除工程量很小且分散用人工拌制外，皆应采用机械搅拌。

4.3.1　混凝土搅拌机

混凝土搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强制式两类。

1）自落式搅拌机

自落式搅拌机的工作机构为一可转动的搅拌筒，筒内壁焊有弧形叶片。这种搅拌机的搅拌鼓筒是垂直放置的，当搅拌筒绕水平轴旋转时，弧形叶片不断地将混合料提到一定高度，混凝土拌和料在鼓筒内做自由落体式翻转搅拌，从而达到搅拌的目的。搅拌时间一般为90～120s／盘，其构造见图4－1所示。

根据构造不同，自落式搅拌机搅拌筒又分为鼓筒式、锥形反转出料式和双锥式3种，如图4－2所示。

双锥反转出料式搅拌机（如图4－3所示）是自落式搅拌机中较好的一种，宜于搅拌塑性混凝土。它在生产率、能耗、噪音和搅拌质量等方面都比鼓筒式搅拌机好。它正转搅拌，反转出料，构造简单，制造容易。

自落式搅拌机主要是利用拌筒内材料的自重进行工作，比较节约能源。在使用中筒体和叶片磨损较小，易于清理，但搅拌力量小，动力消耗大，效率低，多用于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土。由于搅拌过程对混凝土骨料有较大的磨损，从而对混凝土质量产生不良影响，现已逐步被强制式搅拌机所替代。

图4－1　自落式搅拌机

图4－2　自落式混凝土搅拌机搅拌筒的几种形式

图4－3　双锥反转出料式搅拌机

1—牵引架；2—前支轮；3—上料架；4—底盘；5—料斗；6—中间料斗；7—锥形搅拌筒；8—电器箱；9—支腿；10—行走轮

2）强制式搅拌机

强制式搅拌机鼓筒内有若干组叶片，搅拌时叶片绕竖轴或卧轴旋转，利用叶片强迫物料朝着各个方向运动。由于各物料颗粒的运动方向、速度各不相同，相互之间产生剪切位移而相互穿插、扩散，从而在很短的时间内使物料拌和均匀，其搅拌机理被称为剪切搅拌机理（如图4－4所示）。

图4－4　强制式混凝土搅拌机的几种形式

强制式搅拌机的搅拌作用比自落式搅拌机强烈，适用于搅拌干硬性或低流动性混凝土和轻骨料混凝土。也可搅拌流动性混凝土，具有搅拌质量好、搅拌速度快、生产效率高、操作简便及安全等优点。但其转速比自落式搅拌机高，机件磨损严重，一般需用高强合金钢或其他耐磨材料做内衬，多用于集中搅拌站。

强制搅拌机在构造上可分为立轴式和卧轴式两类。其中卧轴式搅拌机是一种较为新型的搅拌机，可分为单轴式和双轴式（如图4－5所示）两类。

图4－5　JS系列强制式双卧轴混凝土搅拌机

1—进料斗；2—上料架；3—卷扬机构；4—搅拌筒；5—搅拌装置；6—搅拌传动装置；7—电气系统；8—机架；9—供水系统；10—卸料机构

图4－6　搅拌装置

1—大齿轮；2—支承座；3—侧叶片；4—叶片；5—搅拌臂；6—搅拌轴

3）搅拌机的选择

在选择搅拌机时，要根据工程量大小、混凝土的坍落度、骨料尺寸等决定，既要满足技术上的要求，也要考虑经济效益和节约能源。除了要选定搅拌机的种类，还要根据工程施工工期和混凝土的需求强度选定型号和台数。

我国规定混凝土搅拌机以其出料容量升数（L）为标定规格，故我国混凝土搅拌机的系列型号为50L、150L、250L、350L、500L、750L、1　000L、1　500L和3　000L。在建筑工程中250L、350L、500L、750L这4种型号比较常用。

4.3.2　现场混凝土搅拌站

现场混凝土搅拌站必须考虑工程任务大小、施工现场条件、机具设备等情况，因地制宜地设置。一般宜采用流动性组合方式，使所有机械设备采取装配连接结构，基本能做到拆装、搬运方便，有利于建筑工地转移。搅拌站的设计尽量做到自动上料、自动称量、机动出料和集中操纵控制，有相应的环境保护措施，使搅拌站后台上料作业走向机械化、自动化生产。

图4－7　现场混凝土搅拌站生产工艺流程示意图

1）移动式搅拌站

主要特点是：搬迁方便，占用场地较小，制作简便，不需专用设备，基本上适合于一般中小型施工现场。搅拌站后台的场地要求不高，适应性强，砂石分散或集中堆放均不影响后台装置的使用，全部后台上料使用一般通用机械即可，如装载机、轻便翻斗车等，还有一机多用的优点。

2）装配式搅拌站

此搅拌站上料采用拉铲。特点是采用型钢和钢板制成的装配结构，装拆比较方便，便于转运，既适用于施工现场，也适合于固定的集中搅拌站，供应一定范围内的零星分散工地所需要的混凝土。砂、石、水泥都能自动控制称量，自动下料，组成一条联动线。操作简便，称量准确。

3）简易移动式搅拌站（图4－8）

由400L自落式搅拌机1台、2.5m3砂石储料斗各1台、光电控制磅秤2台、电器操纵箱1只、0.5m3液压铲车1台等组成。具有占地面积小、投资少、上马快、转移灵活等优点，适用于工程分散、工期短、混凝土量不大的施工现场。

图4－8　简易移动式搅拌站示意图

1—铲车；2—骨料料斗；3—水泥称料斗；4—集料斗；5—螺旋输送机；6—水泥筒仓；7—操纵台；8—搅拌机；9—导轨；10—地坑；11—地下导轨；12—磅秤；13—料斗架

4.3.3　混凝土搅拌制度

为了获得质量优良的混凝土拌合物，除正确选择搅拌机外，还必须确定合理的搅拌制度，即搅拌时间、投料顺序和进料容量等。(www.xing528.com)

1）混凝土搅拌时间

搅拌时间是指从原材料全部投入搅拌筒开始搅拌时起，到开始卸料时为止所经历的时间。它与混凝土搅拌质量密切相关，随搅拌机类型和混凝土的和易性的不同而变化。在一定范围内随搅拌时间的延长强度有所提高，但过长时间的搅拌，会使不坚硬的粗骨料在大容量搅拌机中因脱角、破碎等而影响混凝土的质量，既不经济也不合理。加气混凝土也会因搅拌时间过长而使含气量下降。为了保证混凝土的质量，混凝土搅拌的最短时间见表4－9所示。

表4－9　混凝土搅拌的最短时间（s）

　
注：①混凝土搅拌时间指从全部材料装入搅拌筒中起，到开始卸料时止的时间段。
②当掺有外加剂与矿物掺和料时，搅拌时间应适当延长。
③采用自落式搅拌机时，搅拌时间宜延长30s。
④当采用其他形状的搅拌设备时，搅拌的最短时间也可按设备说明书的规定或经试验确定。

2）投料顺序

投料顺序应从提高搅拌质量、减少叶片和衬板的磨损、减少拌合物与搅拌筒的黏结、减少水泥飞扬、改善工作环境等方面综合考虑确定。常用的有一次投料法和二次投料法。

一次投料法是在上料斗中先装石子，再加水泥和砂，然后一次投入。对自落式搅拌机要在搅拌筒内先加部分水，投料时砂压住水泥，水泥不致飞扬，且水泥和砂先进入搅拌筒形成水泥砂浆，可缩短包裹石子的时间。对立轴强制式搅拌机，因出料口在下部，不能先加水，应在投入原料的同时，缓慢均匀分散地加水。

二次投料法又分为预拌水泥砂浆法、预拌水泥净浆法和水泥裹砂石法（又称SEC法）等。预拌水泥砂浆法是先将水泥、砂和水加入搅拌筒内进行充分搅拌，成为均匀的水泥砂浆后再加入石子搅拌成均匀的混凝土。预拌水泥净浆法是先将水泥和水充分搅拌成均匀的水泥净浆后再加入砂和石搅拌成混凝土。水泥裹砂石法是先将全部的石子、砂和70%的拌和水倒入搅拌机，拌和15s使骨料湿润，再倒入全部水泥进行造壳搅拌30s左右，然后加入30%的拌和水再进行糊化搅拌60s左右即完成。

国内外的试验表明，二次投料法搅拌的混凝土与一次投料法相比较，混凝土强度可提高约15%。在强度等级相同的情况下，可节约水泥约15%～20%。

3）进料容量

进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的数量，又称干料容量。进料容量与搅拌机搅拌筒的几何容量有一定的比例关系，一般情况下为0.22～0.40。

搅拌机不宜超载过多，如自落式搅拌机超载10%以上时，会使材料在搅拌机筒内无充分的空间进行掺和，影响混凝土拌合物的均匀性，并且在搅拌过程中混凝土会溅出。反之，如装料过少，又不能充分发挥搅拌机的效率。对强制式搅拌机，其超载不宜超过30%。

4.3.4　冬期施工注意事项

（1）冬期施工混凝土用外加剂，应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》（GB　50119）的有关规定。采用非加热养护方法时，混凝土中宜掺入引气剂、引气型减水剂或含有引气组分的外加剂，混凝土含气量宜控制在3.0%～5.0%。

（2）冬期施工混凝土配合比，应根据施工期间环境气温、原材料、养护方法、混凝土性能要求等经试验确定，并宜选择较小的水胶比和坍落度。

①宜加热拌合水，当仅加热拌合水不能满足热工计算要求时，可加热骨料；拌合水与骨料的加热温度可通过热工计算确定，加热温度不应超过表4－10的规定。

②水泥、外加剂、矿物掺和料不得直接加热，应置于暖棚内预热。　　

表4－10　拌合水及骨料最高温度

（3）冬期施工混凝土搅拌应符合下列规定：

①液体防冻剂使用前应搅拌均匀，由防冻剂溶液带入的水分应从混凝土拌合水中扣除。

②蒸汽法加热骨料时，应加大对骨料含水率测试频率，并应将由骨料带入的水分从混凝土拌合水中扣除。

③混凝土搅拌前应对搅拌机械进行保温或采用蒸汽进行加温，搅拌时间应比常温搅拌时间延长30～60s。

④混凝土搅拌时应先投入骨料与拌合水，预拌后再投入胶凝材料与外加剂。胶凝材料、引气剂或含引气组分外加剂不得与60℃以上热水直接接触。

（4）混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不应低于5℃；预拌混凝土或需远距离运输的混凝土，混凝土拌合物的出机温度可根据距离经热工计算确定，但不宜低于15℃。大体积混凝土的入模温度可根据实际情况适当降低。

4.3.5　搅拌施工及质量要求

1）材料配合比

严格掌握混凝土材料配合比。在搅拌机旁挂牌公布，便于检查。各种仪器应定时校验，并经常保持准确。骨料含水率应经常测定。雨天施工时，应增加测定次数，随时调整用水量和粗细骨料的用量。砂、石子必须严格过磅，不得随意加减用水量。混凝土原材料按重量计的允许偏差不得超过下列规定：水泥、外加掺和料±2%；粗细骨料±3%；水、外加剂溶液±1%。

2）搅拌要求

搅拌混凝土前，加水空转数分钟，使搅拌筒表面润湿，然后将多余水排干。搅拌第一罐混凝土时，考虑到筒壁上粘附砂浆的损失，宜按配合比多加入10%的水泥、水、细骨料的用量，或减少10%的粗骨料用量，使富余的砂浆布满鼓筒内壁及搅拌叶片，防止第一罐混凝土拌合物中的砂浆偏少。在每次用搅拌机开拌之始，应注意监视与检测开拌初始的前二、三罐混凝土拌合物的和易性。如不符合要求，应立即分析情况并处理，直至拌合物和易性符合要求方可持续生产。

当开始按新的配合比进行拌制或原材料有变化时，亦应注意开拌鉴定与检测工作。使用外加剂时，应注意检查核对外加剂品名、生产厂名、牌号等。使用时一般宜先将外加剂制成外加剂溶液，并预加入拌用水中，当采用粉状外加剂时，也可采用定量小包装外加剂另加载体的掺用方式。当用外加剂溶液时，应经常检查外加剂溶液的浓度，并应经常搅拌外加剂溶液，使溶液浓度均匀一致，防止沉淀。溶液中的水量，应包括在拌和用水量内。

搅拌好的混凝土要做到基本卸尽。在全部混凝土卸出之前不得再投入拌和料，更不得采取边出料边进料的方法。严格控制水灰比和坍落度，未经试验人员同意不得随意加减用水量。混凝土搅拌完毕或预计停歇1h以上时，应将混凝土全部卸出，倒入石子和清水，搅拌5～10min，把粘在料筒上的砂浆冲洗干净后全部卸出不留积水，以免机械生锈，保持机械清洁完好。

3）泵送混凝土的拌制

泵送混凝土宜采用混凝土搅拌站供应的预拌混凝土，也可在现场设置搅拌站，供应泵送混凝土，但不得采用手工搅拌的混凝土进行泵送。

泵送混凝土的交货检验，应在交货地点，按国家现行《预拌混凝土》（GB／T　14902－2012）的有关规定进行交货检验；现场拌制的泵送混凝土供料检验，应按国家现行标准《预拌混凝土》（GB／T　14902－2012）的有关规定执行。

在寒冷地区冬期拌制泵送混凝土时，除应满足《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ／T 10－2011）的规定外，尚应制定冬期施工措施。

4）质量要求

在搅拌工序中，拌制的混凝土拌合物的均匀性应按要求进行检查。在检查混凝土均匀性时，应在搅拌机卸料过程中，从卸料流出的1／4～3／4之间部位采取试样。检测结果应符合下列规定：

（1）混凝土中砂浆密度，两次测值的相对误差不应大于0.8%。

（2）单位体积混凝土中粗骨料含量，两次测值的相对误差不应大于5%。

混凝土搅拌的最短时间应符合表4－10的规定，混凝土的搅拌时间，每一工作班至少应抽查两次。

混凝土搅拌完毕后，应按下列要求检测混凝土拌合物的各项性能：

①混凝土拌合物的稠度，应在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测，每工作班不应少于1次，评定时应以浇筑地点的为准。在检测坍落度时，还应观察混凝土拌合物的黏聚性和保水性，全面评定拌合物的和易性。

②根据需要，如果应检查混凝土拌合物的其他质量指标时，检测结果也应符合各自的要求，如含气量、水胶比和水泥含量等。