CN105666692A - 一种低破泡率泡沫混凝土制备系统 - Google Patents

一种低破泡率泡沫混凝土制备系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，包括水泥浆搅拌装置、水泥浆输送装置、泡沫发生装置、水泥泡沫混合装置和加气装置，水泥泡沫混凝装置的一端开设有水泥浆进料口和泡沫进料口，水泥泡沫混合装置的另一端开设有出料口；水泥浆搅拌装置的出口通过水泥浆输送装置与水泥浆进料口连通；泡沫发生装置的出口与泡沫进料口连通；水泥泡沫混合装置的出料口与加气装置的入口连通。本发明的有益效果是：加气装置内置的单元体，可使泡沫混凝土的流速增大，由伯努利原理和文丘里效应，压力相应降低，此时外界空气从进气口自动吸入，与管道内的泡沫混凝土混合形成微小气泡，同时，加气装置可以降低输送泡沫混凝土压力，避免了输送管道内部压力较大而使泡沫混凝土内部形成大气泡。

Description

一种低破泡率泡沫混凝土制备系统
技术领域
本发明涉及泡沫混凝土制备技术领域，具体涉及一种低破泡率泡沫混凝土制备系统。
技术背景
随着泡沫混凝土的应用越来越广泛，市场上制造泡沫混凝土的设备也不断革新和完善。但是，现有设备制造的泡沫混凝土普遍存在着大量消泡的问题，破泡率（消掉的泡沫与实际加入泡沫的体积比)为20%~50%。泡沫混凝土的高消泡率会对泡沫混凝土的性能产生以下影响：1、泡沫混凝土的密度与理论密度相差较大，密度不均匀，泡沫混凝土的强度差；2、泡沫混凝土的水灰比变大，泡沫混凝土易开裂；3、泡沫混凝土的密度级增加，增大了生产成本。
经分析，引起泡沫混凝土大量消泡的因素主要有以下两点：1、水泥浆体和泡沫采用喷射式混合，即通过高压水泥泵，向泡沫喷射水泥浆体，在喷射过程中，打破了大量的泡沫，泡沫混凝土的破泡率为10%~20%；2、输送距离远，输送高度高，泡沫混凝土与管道内壁摩擦，也会使部分泡沫破灭，破泡率为10%~30%，且输送管道内部压力较大时，也会使泡沫混凝土内产生大气泡，气泡孔径大、气泡大小相差大都会使泡沫混凝土的性能降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种性能稳定、结构简单的低破泡率泡沫混凝土制备系统。
本发明采用的技术方案是：一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，包括水泥浆搅拌装置、水泥浆输送装置、泡沫发生装置、水泥泡沫混合装置和加气装置，水泥泡沫混凝装置的一端开设有水泥浆进料口和泡沫进料口，水泥泡沫混合装置的另一端开设有出料口；所述水泥浆搅拌装置的出口通过水泥浆输送装置与水泥浆进料口连通；所述泡沫发生装置的出口与泡沫进料口连通；所述水泥泡沫混合装置的出料口通过输出管道与加气装置的入口连通，加气装置的出口与施工现场的浇筑管道连通。
按上述方案，所述加气装置包括本体，本体的一端为入口，本体的另一端为出口；本体上开设有多个进气口。
按上述方案，所述本体由多个单元体首尾相连而成，每个单元体包括两个两端开口的锥体结构，锥体结构两端的截面大小不同，两个锥体结构的小口径端相连；所述进气口开设在两个锥体结构的连接处。
按上述方案，所述加气装置还包括外壳，所述本体安设在外壳内部。
按上述方案，所述水泥泡沫混合装置包括壳体，所述水泥浆进料口和泡沫进料口开设在壳体的一端，所述出料口开设在壳体的另一端。
按上述方案，在壳体内沿壳体的轴线方向间隔放置有多个螺旋片。
按上述方案，所述螺旋片包括左螺旋片和右螺旋片，左螺旋片和右螺旋片沿壳体的轴线方向均匀间隔排列，相邻两个螺旋片的螺旋方向相反；左螺旋片和右螺旋片的两端均与外壳内壁焊接固定。
按上述方案，所述水泥浆搅拌装置包括搅拌锅和储浆锅，搅拌锅内设置有通过搅拌电机驱动的第一搅拌杆，第一搅拌杆的底部安设有第一搅拌叶；所述搅拌锅的出口与储浆锅的入口连通，储浆锅的出口通过水泥浆输送装置与水泥泡沫混合装置的水泥浆进料口连通。
按上述方案，所述水泥浆输送装置包括水泥浆输送管道，水泥浆输送管道上安设有高压浓浆泵。
按上述方案，泡沫发生装置包括发泡机和泡沫输送管道，发泡机的出口通过泡沫输送管道与水泥泡沫混合装置的泡沫进料口相连。
本发明的有益效果是：
1、加气装置内设置有多个由第一锥体和第二锥体构成的单元体，第一锥体和第二锥体连接处的管道内径较小，泡沫混凝土的流速较大，由伯努利原理和文丘里效应，管道的压力相应降低，此时外界空气从进气口自动吸入，与管道内的泡沫混凝土混合形成微小气泡，同时，加气装置可以降低输送泡沫混凝土压力，避免了输送管道内部压力较大而使泡沫混凝土内部形成大气泡。
2、壳体内置的左螺旋片和右螺旋片，可使水泥浆体与泡沫做非直线流动混合制成泡沫混凝土，降低了水泥浆体的流速，有效避免了传统方法中水泥浆流体与泡沫喷射混合、造成大量消泡的问题。
3、本发明结构合理，可靠性好，制备的泡沫混凝土性能良好、稳定性高。
附图说明
图1为本发明一个实施例的总体结构示意图。
图2为本实施例的具体结构示意图。
图3为本实施例中加气装置的结构示意图。
图4为加气装置中单元体的结构示意图。
图5为本实施例中水泥泡沫混合装置的结构示意图。
其中：1、水泥浆搅拌装置；1.1、搅拌锅；1.2、第一搅拌叶；1.3、第一阀门；1.4、储浆锅；1.5、第二搅拌叶；1.6、搅拌电机；2、水泥浆输送装置；2.1、水泥浆输送管道；2.2、高压浓浆泵；3、泡沫发生装置；3.1、发泡机；3.2、第二阀门；3.3、泡沫输送管道；4、水泥泡沫混合装置；4.1、水泥浆进料口；4.2、泡沫进料口；4.3、左螺旋片；4.4、右螺旋片；4.5、壳体；4.6、出料口；5、加气装置；5.1、入口；5.2、本体；5.3、进气口；5.4、出口；5.5、第二锥体；5.6、外壳；5.7、第一锥体；6、输出管道。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1和图2所示的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，包括水泥浆搅拌装置1、水泥浆输送装置2、泡沫发生装置3、水泥泡沫混合装置4和加气装置5，水泥泡沫混凝装置4的一端开设有水泥浆进料口4.1和泡沫进料口4.2，水泥泡沫混合装置4的另一端开设有出料口4.6；水泥浆搅拌装置1的出口通过水泥浆输送装置2与水泥泡沫混合装置4的水泥浆进料口4.1连通；泡沫发生装置3的出口与水泥泡沫混合装置4的泡沫进料口4.2连通；水泥泡沫混合装置4的出料口4.6通过输出管道6与加气装置5的入口5.1连通，加气装置5的出口5.4与施工现场的实际浇筑管道连通；其中输出管道6的长度按实际需要而定。
本发明中，如图3所示，加气装置5包括本体5.2，本体5.2安设在外壳5.6的内部；本体5.2的一端为入口5.1，本体5.2的另一端为出口5.4；本体5.2开设有进气口5.3；本体5.2由多个单元体首尾相连而成，每个单元体包括两个两端开口的锥体结构，即第一锥体5.7和第二锥体5.5，第一锥体5.7和第二锥体5.5两端的截面尺寸相同，第一锥体5.7和第二锥体5.5的长度不同（非对称式设计效果更好；长度也可以相同）；第一锥体5.7的小口径端与第二锥体5.5的小口径端相连，所述进气口5.3开设在第一锥体5.7和第二锥体5.5的连接处，如图4所示。第一锥体5.7和第二锥体5.5连接处的管道截面较小，当流体流过时，流度增大，发生文丘里效应，进气口5.3处的压强降低；同时，由伯努利原理可知，流体在第一锥体5.7和第二锥体5.5连接处的流度增大时，此处的压强相应降低。当第一锥体5.7和第二锥体5.5连接处的压强降低时，外界的空气从进气口5.3自动吸入；同时，降低的压强也可避免泡沫混凝土内部形成较大的气泡。
本发明中，如图5所示，水泥泡沫混合装置4包括壳体4.5，水泥浆进料口4.1和泡沫进料口4.2开设在壳体4.5的一端，出料口4.6位于壳体4.5的另一端；在壳体4.5内沿壳体4.5的轴线方向间隔放置有多个螺旋片，螺旋片包括左螺旋片4.3和右螺旋片4.4，左螺旋片4.3和右螺旋片4.4沿壳体4.5的轴线方向均匀间隔排列，相邻两个螺旋片的螺旋方向相反；左螺旋片4.3和右螺旋片4.4的两端分别与壳体4.5的内壁焊接固定。壳体4.5内置的左螺旋片4.3和右螺旋片4.4，可使水泥浆体与泡沫做非直线流动混合制成泡沫混凝土，降低了水泥浆体的流速，有效避免了传统方法中水泥浆流体与泡沫喷射混合、造成大量消泡的问题。
本发明中，水泥浆搅拌装置1包括搅拌锅1.1和储浆锅1.4，搅拌锅1.1内设置有由搅拌电机1.6驱动的第一搅拌杆，第一搅拌杆的底部安设有第一搅拌叶1.2；搅拌锅1.1的出口通过管道与储浆锅1.4的入口连通，该管道上安设有第一阀门1.3；储浆锅1.4内安设有第二搅拌杆，第二搅拌杆的下部固定有第二搅拌叶1.5；储浆锅1.4的出口通过水泥浆输送装置2与水泥泡沫混合装置4的水泥浆进料口4.1连通。
本发明中，水泥浆输送装置2包括水泥浆输送管道2.1，水泥浆输送管道2.1上安设有高压浓浆泵2.2；泡沫发生装置3包括发泡机3.1和泡沫输送管道3.3，发泡机3.1的出口通过泡沫输送管道3.3与水泥泡沫混合装置4的泡沫进料口4.2相连，该泡沫输送管道3.3上安设有第二阀门3.2。
实施例
设定泡沫混凝土理论配合比为水泥：粉煤灰：水：减水剂：泡沫=350：115：145：3.5：36.5。按照上述配比，泡沫混凝土的理论密度应为650kg/m3，其理论泡沫密度应为50g/L；设定其输送距离300m，即输出管道6的长度为300m。
利用本发明所述系统制备泡沫混凝土的具体过程为：首先，按照上述配比称取各材料的质量，将水泥、粉煤灰、水和减水剂等在水泥浆搅拌装置1内搅拌均匀，同时开启泡沫发生装置3生产泡沫；然后通过水泥浆输送装置2将水泥浆体泵入水泥泡沫混合装置4内，并将泡沫输送至水泥泡沫混合装置4内，使水泥浆与泡沫在水泥泡沫混合装置4中进行静态混合；壳体4.5内置的左螺旋片4.3和右螺旋片4.4，可使水泥浆与泡沫做非直线流动，降低了水泥浆体的流速，有效避免了高速的水泥浆体向泡沫喷射、造成大量消泡；水泥浆体与泡沫静态混合后形成的泡沫混凝土经输出管道6进入加气装置5（受输送距离的影响，泡沫混凝土与输出管道6的内壁接触，泡沫混凝土中的部分气泡磨灭）；由于加气装置5内设置有多个由第一锥体5.7和第二锥体5.5构成的单元体，第一锥体5.7和第二锥体5.5连接处的管道内径较小，泡沫混凝土的流速较大，由伯努利原理和文丘里效应，管道的压力相应降低，此时外界空气从进气口5.3自动吸入，与管道内的泡沫混凝土混合形成微小气泡，同时，加气装置5可以降低输送泡沫混凝土压力，避免了输送管道内部压力较大而使泡沫混凝土内部形成大气泡；最后泡沫混凝土从加气装置5输出，经浇筑管道浇筑施工场地。通过实际操作测得从加气装置5输出的泡沫混凝土其密度为720kg/m3，通过计算得到的破泡率为13%。
以上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。

Claims (10)

1.一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，包括水泥浆搅拌装置、水泥浆输送装置、泡沫发生装置、水泥泡沫混合装置和加气装置，水泥泡沫混凝装置的一端开设有水泥浆进料口和泡沫进料口，水泥泡沫混合装置的另一端开设有出料口；所述水泥浆搅拌装置的出口通过水泥浆输送装置与水泥浆进料口连通；所述泡沫发生装置的出口与泡沫进料口连通；所述水泥泡沫混合装置的出料口通过输出管道与加气装置的入口连通，加气装置的出口与施工现场的浇筑管道连通。
2.如权利要求1所述的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，所述加气装置包括本体，本体的一端为入口，本体的另一端为出口；本体上开设有多个进气口。
3.如权利要求2所述的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，所述本体由多个单元体首尾相连而成，每个单元体包括两个两端开口的锥体结构，锥体结构两端的截面大小不同，两个锥体结构的小口径端相连；所述进气口开设在两个锥体结构的连接处。
4.如权利要求2所述的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，所述加气装置还包括外壳，所述本体安设在外壳内部。
5.如权利要求1所述的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，所述水泥泡沫混合装置包括壳体，所述水泥浆进料口和泡沫进料口开设在壳体的一端，所述出料口开设在壳体的另一端。
6.如权利要求5所述的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，在壳体内沿壳体的轴线方向间隔放置有多个螺旋片。
7.如权利要求6所述的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，所述螺旋片包括左螺旋片和右螺旋片，左螺旋片和右螺旋片沿壳体的轴线方向均匀间隔排列，相邻两个螺旋片的螺旋方向相反；左螺旋片和右螺旋片的两端均与外壳内壁焊接固定。
8.如权利要求1所述的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，所述水泥浆搅拌装置包括搅拌锅和储浆锅，搅拌锅内设置有通过搅拌电机驱动的第一搅拌杆，第一搅拌杆的底部安设有第一搅拌叶；所述搅拌锅的出口与储浆锅的入口连通，储浆锅的出口通过水泥浆输送装置与水泥泡沫混合装置的水泥浆进料口连通。
9.如权利要求1所述的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，所述水泥浆输送装置包括水泥浆输送管道，水泥浆输送管道上安设有高压浓浆泵。
10.如权利要求1所述的一种低破泡率泡沫混凝土制备系统，其特征在于，泡沫发生装置包括发泡机和泡沫输送管道，发泡机的出口通过泡沫输送管道与水泥泡沫混合装置的泡沫进料口相连。
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