CN103753704A - 一种纤维砂浆专用搅拌机及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种纤维砂浆专用搅拌机及其使用方法，包括可调速的正反转电机、减速机、料桶、螺旋状带孔搅拌叶片、叶片轴，其中电机、减速机、料桶、叶片轴采用垂直连接形式，纤维砂浆专用搅拌机在使用中包括装机和运转这两个过程，本发明的纤维砂浆专用搅拌机结构简单可靠，稳定性高，能够很好地满足国产PVA纤维在大掺量（体积掺量2.0%左右）情况下分布均匀的搅拌，通过控制转动速度、转动方向、加料顺序来实现纤维均匀分布。

Description

一种纤维砂浆专用搅拌机及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种使国产PVA纤维在大掺量（体积掺量2.0%左右）情况下分布均匀的搅拌设备及其使用方法，属于高性能水泥基复合材料施工质量控制领域。
背景技术
大量研究表明，PVA(聚乙烯醇)纤维在提高混凝土延性方面表现尤为出色，是新一代高科技的绿色建筑材料之一。利用PVA制备的HPFRCC（高性能水泥基复合材料）能够显著的提高混凝土、砂浆的整体性、柔韧性以及连续性，从而提高混凝土、砂浆材料的抗裂、抗渗性能及抗拉强度、低温柔性、抗冲击性能。
然而，国内的研究中多采用日本生产的REC-15纤维及PVA纤维，其价格昂贵，制约其大规模推广使用；由于国产PVA纤维价格便宜（同等掺量下价格仅为日本纤维价格的15%），也能有效改善混凝土的早期开裂，增韧效果显著，并可提高混凝土的抗拉强度和抗冲击性能，但不足之处在于上述结果都是在纤维体积掺量较低（一般低于1%）情况下才得以实现的，当国产PVA纤维的掺量达到基体体积的2%时，国产PVA纤维不能成功制成分散性良好的HPFRCC，无法出现应变硬化现象。如何能够使国产纤维分散性达到施工要求，并降低掺PVA HPFRCC的使用成本成为制约推广该新材料使用的技术瓶颈。
显然，传统的搅拌设备和施工工艺已经难以满足国产PVA高性能水泥基复合材料的施工要求，设计增加PVA在混凝土中分散性的新型搅拌设备和新型施工工艺是推广使用国产PVA纤维的有效途径。
发明内容
针对以上国产PVA纤维在施工中所出现的问题，本发明的目的是设计了一种能够使国产PVA纤维在大掺量（体积掺量2.0%左右）情况下分布均匀的搅拌设备及其使用方法，通过控制转动速度、转动方向、加料顺序来实现纤维均匀分布。
为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：
一种纤维砂浆专用搅拌机，包括可调速的正反转电机、减速机、料桶、螺旋状带孔搅拌叶片、叶片轴，其中电机、减速机、料桶、叶片轴采用垂直连接形式，纤维砂浆专用搅拌机在使用中包括装机和运转这两个过程，在装机过程中要求叶片轴的下端椎尖伸入桶底预留凹口中，同时叶片与料桶壁之间的间距保持在5mm；在搅拌机运转过程分为：启动搅拌机、正转、加料搅拌、加入纤维和余料正反转循环、调整转速、卸料这几个阶段。
根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：
1、本发明采用可调速正反转电机及控制设备，通过控制电机的转速和转动方向，以使不同粘度的砂浆都能随搅拌机叶片上下无规律运动，将加入的纤维均匀地分散在砂浆中，同时，正反转交替能防止纤维缠在搅拌机叶片上，实现纤维均匀分布。
2、本发明所采用的螺旋带孔叶片，正转时，流动的砂浆被从搅拌机仓底刮起，沿着叶片上升过程中，部分砂浆从叶片上的开孔掉落，形成紊乱的砂浆流态；叶片反转时砂浆被螺旋叶片压向仓底，部分砂浆从螺旋叶片的开孔流过，形成压力较大的搅拌模式，加速结团纤维的分散，同时，将可能插在搅拌叶片上的纤维打掉，不至累积成团。
此外，所采用的叶片轴上端同减速器连接、下端椎尖可以伸入桶底预留凹口中，使搅拌叶片处于双头固定状态，限制了因离心力产生的叶片甩动，从而保证整机在运转过程中的稳定性；而所使用的减速器，可以增加搅拌叶片的扭矩，降低电机及整套设备的成本。
附图说明
图1是本发明实施例中国产PVA纤维的搅拌设备示意简图；
图2是本发明实施例中螺旋叶片俯视图；
图3是本发明实施例中搅拌机叶片轴与带凹口底板示意图；
图4是本发明实施例中的搅拌机使用流程图。
具体实施方式
下面结合附图阐述本发明的具体实施方式。
如图1～3所示，该纤维砂浆专用搅拌机，包括电机、减速机、料桶、叶片、叶片轴；其中电机在运转时采用正反转方式，减速机减速比为3.5：1，以增加搅拌叶片的扭矩，叶片围绕叶片轴连为一体且呈螺旋状，叶片上分布规则相间的椭圆过孔；电机、减速机、料桶、叶片轴采用垂直连接形式，叶片轴上端套有法兰并与减速机连接，叶片轴下端为椎体结构，椎尖朝下。
正反转电机的控制部分包括电源开关、转速控制旋钮、转速显示器、正反转控制器；启动搅拌机前，首先接通电源，将转速控制旋钮旋转到转速为0的位置，将正反转控制器拨动到正转一侧，按下开关键，显示屏显示转速为0（显示屏显示转速除以减速器减速比3.5为搅拌机叶片转速，以下所提到转速均为搅拌机叶片转速），扭动调速旋钮，将转速设置到需要的值；当需要搅拌叶片反转时，保持转速不变，将正反转控制器拨动到反转位置，不可以在转速为0时选择反转（这种情况下电机只能正转，不能实现反转）。
图4所示为纤维砂浆专用搅拌机使用的具体流程，包括：装机和运转这两个过程；其中运转过程可分为：启动搅拌机、正转、加料搅拌、加入纤维和余料正反转循环、调整转速、卸料这几个阶段。
1）装机过程
鉴于搅拌机的最大转速较高，要求搅拌机必须安装在平整的水泥地上，底座用膨胀螺丝固定在地上，正式使用前，需要对整机稳定性进行检测，保证使用时离心力所致机器晃动不会超出正常范围；
搅拌机叶片轴上端为柱台结构，与减速器的法兰相连，叶片轴下端为椎体结构，椎尖朝下。安装料桶底板时，要求叶片轴下端椎尖伸入桶底预留凹口中，使搅拌叶片处于双头固定状态，限制了因离心力产生的叶片甩动，使得叶片与料桶壁之间的间距保持在5mm左右。
2）运转过程
1、启动搅拌机，将搅拌机转速调整在150r/min正转，将称好的料按照水泥：砂子：水=1：1：0.5的比例加入搅拌机，搅拌180s；
2、将搅拌机转速调整到300r/min，此时开始缓慢加入纤维，纤维不可成团加入，应用手或者器具稍微搓开缓慢加入搅拌机，加纤维过程中，控制搅拌机正反转，10s正转、5s反转依次重复进行，保证纤维能充分分散，且不会缠到搅拌机叶片上；
3、当纤维加到一半时，将剩余的水和胶凝材料加入搅拌机，纤维全部加完之后，将搅拌机转速调整到500r/min，转动3分钟后；
4、将搅拌机转速调为0，打开搅拌机底板，将转速调整为100r/min，将正反转开关拨动到反转，卸料完成后，装上底板。
以上叶片搅拌时的转速控制在0到600r/min区间内，正转时，流动的砂浆被从搅拌机仓底刮起，沿着叶片上升过程中，部分砂浆从叶片上的开孔掉落，形成紊乱的砂浆流态；叶片反转时砂浆被螺旋叶片压向仓底，部分砂浆从螺旋叶片的开孔流过，形成压力较大的搅拌模式，加速结团纤维的分散，同时，将可能插在搅拌叶片上的纤维打掉，不至累积成团。
综上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种纤维砂浆专用搅拌机，包括电机、减速机、料桶、叶片、叶片轴，其特征在于：所述电机在运转时采用正反转方式；所述叶片为螺旋状带孔搅拌叶片。
2.根据权利要求1所述的纤维砂浆专用搅拌机，其特征在于：所述电机的控制部分包括电源开关、转速控制旋钮、转速显示器、正反转控制器。
3.根据权利要求1所述的纤维砂浆专用搅拌机，其特征在于：所述减速机的减速比为3.5：1，以增加搅拌叶片的扭矩。
4.根据权利要求1所述的纤维砂浆专用搅拌机，其特征在于：所述叶片围绕叶片轴连为一体且呈螺旋状，叶片上分布规则相间的椭圆过孔。
5.根据权利要求1或3或4所述的纤维砂浆专用搅拌机，其特征在于：所述电机、减速机、料桶、叶片轴采用垂直连接方式，连接顺序自上而下依次为：电机驱动轴下端同减速机连接，叶片轴上端为柱台结构，套有法兰并与减速机连接，叶片轴下端为椎体结构，椎尖朝下。
6.一种纤维砂浆专用搅拌机使用方法，包括装机和运转这两个过程，其特征在于，所述装机过程中要求叶片轴的下端椎尖伸入桶底预留凹口中，同时叶片与料桶壁之间的间距保持在5mm；所述运转过程分为：启动搅拌机、正转、加料搅拌、加入纤维和余料正反转循环、调整转速、卸料这几个阶段。
7.根据权利要求6所述的纤维砂浆专用搅拌机使用方法，其特征在于：所述运转过程中叶片搅拌时的转速在0到600r/min区间内调节，正转时，流动的砂浆被从搅拌机仓底刮起，沿着叶片上升过程中，部分砂浆从叶片上的开孔掉落，形成紊乱的砂浆流态；叶片反转时砂浆被螺旋叶片压向仓底，部分砂浆从螺旋叶片的开孔流过，形成压力较大的搅拌模式。
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