CN115781930A - 一种绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，通过将砂石骨料生产线生产的砂石骨料和粉体生产线生产的混凝土粉体原料、按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量、模块化包装成若干定量包，运送至智能搅拌生产线，按至少1包/次的搅拌用量，将定量包直接加水、外加剂后搅拌制备成混凝土。本发明可确保原料的级配稳定和精确计量，并实现高熵水泥基粉体的混合均匀，可制得超高品质高性能混凝土，解决了传统混凝土制备施工工艺中存在的高碳、低质、短寿问题，解决了混凝土构件肥梁、胖柱、后墩问题，为混凝土行业限碳、限人、限高状况提供了良好的解决方案。

Description

一种绿色场拌(超)高性能混凝土的原料配料工艺

技术领域

本发明涉及一种绿色场拌(超)高性能混凝土的原料配料工艺，属于混凝土制备技术领域。

背景技术

混凝土是人类各类工程建设最大宗的建筑工程材料和结构工程材料，现有混凝土普遍存在耐久性差、结构开裂严重、强度不足等问题。

现在建筑混凝土构件普遍存在“肥梁，胖柱，厚墩”的情况，对资源的浪费极大；建筑混凝土结构开裂严重，已经到了“无房不裂，无桥不裂，无坝不裂”的地步，严重影响建筑质量安全；现在的预拌混凝土泵送工艺，为解决混凝土2h的工作性问题，大量掺入各种外加剂，给建筑长期的质量稳定带来隐性的缺陷和危害，严重制约混凝土可持续发展。

综上所述，当前的混凝土生产泵送工艺已经无法满足混凝土耐久性需求，未能满足建筑业高质量发展和绿色低碳环保发展理念，远达不到国家高质量发展的基础目标下“百年工程、千年大计”的设计要求，亟待技术革新，研发出工艺更先进、更绿色，混凝土强度更高、寿命更长的新型混凝土制造施工技术，推动混凝土产业第五次技术革命。

混凝土现在存在的问题原因分析：

(1)预拌混凝土泵送施工工艺，

受环保政策影响，以及对混凝土性能要求和混凝土用量需求的提高。传统的现场简易搅拌方案已经被预拌混凝土泵送施工技术淘汰。预拌混凝土搅拌站解决了传统现场简易搅拌的环保和计量精度问题，已经成为现在混凝土主要施工工艺。但预拌混凝土搅拌站通常建设在偏远的郊区，城市建筑却位于市中心，混凝土通过郊区的搅拌站生产完成后，通过混凝土搅拌车在2h内运输至建筑施工现场，通过混凝土泵车泵送至高层。正因为这两小时的运输距离，给现代混凝土质量带来了新的问题：

1)混凝土耐久性降低。为了保证混凝土搅拌车在2h内运输至建筑施工现场，混凝土依然具有良好的工作性，生产企业在混凝土大量掺入外加剂，来延长混凝土的凝结时间，给建筑长期的质量稳定带来隐性的缺陷和危害，牺牲了混凝土的寿命，且增加了混凝土的生产成本；

2)混凝土的运输成本增加。混凝土搅拌车的来回运输成本，搅拌车每运输一次就要进行清洗，耗费水资源巨大，搅拌车每次运转混凝土，几乎有5％的卸不干净损耗，在大型浇筑场地，将带来巨大浪费，并且带来了新的能耗的新的污染。

(2)混凝土混合不均，影响强度和使用寿命，

混凝土的主要原料由砂石骨料和各种粉体、水及各种外加剂搅拌制成，随着混凝土强度或标号的提高，传统工艺通过延长混凝土搅拌时间来实现，目的是增加混凝土各组分的匀质性。传统的搅拌主机多为机械搅拌，通过机械叶片的低速转动，使物料之间产生对流、涡流、剪切作用，实现物料的充分混合。而混凝土用粉体较细，超细粉体粒径甚至达到纳米级，机械搅拌装置与砂石骨料与粉料存在尺寸鸿沟，无法从根本上解决粉体的混合问题，从微观上看，粉体依然存在局部的单一成分，未能进行充分化学反应，使得混凝土存在隐性裂纹，未能充分发挥混凝土的强度。且成分的不均，同时带来混凝土构件强度的不均匀性，需要通过提高混凝土强度系数来保障，造成了“肥梁，胖柱，厚墩”情况的出现，浪费了大量不可再生资源。

(3)砂石骨料级配的不稳定性，

机制砂石骨料是混凝土的主要成分，占混凝土75-85％以上，其品质对混凝土质量起决定性作用。砂石骨料粗细物料粒径差异大，粒度从毫米及至微米级。在砂石骨料储存、运输过程中，均不可不免的存在偏析现象，偏析时细小颗粒会聚集在中部，而大粒径骨料会堆落在外侧，而用料过程中一般由外向内拿取，导致前期搅拌用料较粗，而后期搅拌用料较细，严重影响混凝土的质量，这就使得机制砂石骨料的每一批次的级配均不相同，也导致混凝土搅拌的混凝土生产原料每一批次不同，让搅拌站的精确计量无法实现混凝土原料的精确控制。

(4)砂石骨料生产与混凝土生产物料流管理的脱节，

砂石生产与混凝土生产对物料流的管理未能统一，一定程度上绑架了混凝土原料的质量。砂石生产企业关注砂石的生产质量控制，混凝土搅拌站关注计量。中间的存储、运输、倒运缺乏必要的质量管控。这也是混凝土质量劣化的原因之一。

而随着社会的不断发展，市场对混凝土的品质要求越来越高，故研究一种绿色场拌(超)高性能混凝土的原料配料工艺是亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种绿色场拌(超)高性能混凝土的原料配料工艺，可以克服现有技术的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种绿色场拌(超)高性能混凝土的原料配料工艺，其通过将砂石骨料生产线生产的砂石骨料和粉体生产线生产的混凝土粉体原料、按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量、模块化包装成若干定量包，运送至智能搅拌生产线，按至少1包/次的搅拌用量，将定量包直接加水、外加剂后搅拌制备成混凝土。

前述的一体化生产泵送工艺，将砂石骨料按混凝土配方要求和搅拌站每锅用量需求模块化包装成若干骨料包，将混凝土粉体原料在生产过程中按混凝土配方要求和搅拌站每锅用量需求模块化包装制成若干粉料包，并且骨料包与粉料包的计量相适配。

前述的一体化生产泵送工艺，采用粉体预拌工艺，将粉料包直接加水、外加剂预先充分混合均匀制备成水泥净浆，再采用常规搅拌工艺，将水泥净浆与骨料包混合制成混凝土。

前述的一体化生产泵送工艺，将粉体生产线生产的混凝土粉体原料、按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量，再进行干法混合均匀后模块化包装成若干预拌粉料包，再采用常规搅拌工艺，将预拌粉料包与骨料包混合制成混凝土。

前述的一体化生产泵送工艺，采用混凝土现浇工艺，将混凝土搅拌站设置在浇筑现场，将定量包运至混凝土搅拌站，直接加水、外加剂后搅拌制备成混凝土，生产完成后马上输送浇筑。

前述的一体化生产泵送工艺，先对粉料包进行干法混合，之后才加入水和外加剂进行湿法混合。

前述的一体化生产泵送工艺，将砂石骨料、混凝土粉体按混凝土配方要求和搅拌站每锅用量需求模块化包装成若干混合料包，再采用常规搅拌工艺，将混合料包直接加水、外加剂制成混凝土。

前述的一体化生产泵送工艺，将制得的混凝土连续进行间歇式生产和成品输送，实现边生产边输送浇筑。

前述的一体化生产泵送工艺，根据混凝土性能要求的不同，对应制成多种规格的定量包。

前述的一体化生产泵送工艺，对各种规格的定量包进行标记，便于搅拌识别。

与现有技术比较，本发明公开了一种绿色场拌(超)高性能混凝土的原料配料工艺，其通过将砂石骨料生产线生产的砂石骨料和粉体生产线生产的混凝土粉体原料、按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量、模块化包装，按至少1包/次的搅拌用量，运送至待修建建筑物现场的搅拌站；在搅拌站通过更换定量包的方式将粉体定量包与水、外加剂混合，通过搅拌制成浆体，浆体与砂石骨料定量包通过搅拌机搅拌，制备成混凝土；混凝土搅拌机下方设置混凝土输送装置，通过输送装置将制得的混凝土直接输送至待浇筑区使用。

本发明的有益效果是：

(1)解决物料偏析，保证物料始终级配稳定，本发明通过将砂石骨料、粉体按要求的级配规格制成定量包，并按至少1包/次用量进行混凝土制备，定量包可以始终保持其前期在砂石骨料生产站生产过程中的优质配比，防止物料在储存、运输中产生的偏析，本工艺确保了原料的级配稳定和精确计量，并且可实现高熵水泥基粉体混合均匀，制得的混凝土品质，解决了传统混凝土制备施工工艺中存在的高碳、低质、短寿问题，解决了混凝土构件肥梁、胖柱、后墩问题，为混凝土行业限碳、限人、限高状况提供了良好的解决方案；

(2)降低砼产业的污染，解决装卸料的环保问题，首先，采用模块化包装运输，便于管理和搬运，相较于现有的散放骨料、粉体，不需要投入额外的装载设备，搬运效率高，运输成本低，且运输过程中不易产生泄漏、扬尘问题；其次，在混凝土制备过程中，整个搅拌过程中没有散料运转、配比计量，故扬尘小，使得搅拌站可以直接设置在浇注现场，投入的收尘成本低；

(3)采用粉体预拌工艺，可有效解决混凝土粉体搅拌不均、局部成分单一影响混凝土性能的问题；

(4)降低砼产业的能耗，简化了混凝土生产工艺和设备，首先，所述的定量包已经预先完成物料配比计量，可直接投入搅拌机进行搅拌，生产效率高，生产质量好；其次，搅拌站不需要再额外投入物料配比计量系统，大大降低了设备使用成本和后期维护成本；

(5)优化了混凝土配方，制得的混合土可以马上输送浇筑，解决为2h工作性而加入的各种外加剂问题，传统加外加剂是为了提高工作性，而牺牲了强度和寿命，并且增加了成本，本发明可实现混凝土制备、浇注一体化，使得混凝土无塌损浪费，且不需要大量添加外加剂来保证其流动性，混凝土性能好，生产成本低，并且降低砼产业的水耗，绿色环保。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的流程示意图一。

图2为本发明的流程示意图二。

图3为本发明的流程示意图三。

图4为本发明的流程示意图四。

图5为本发明的流程示意图五。

图6为本发明的流程示意图六。

图7为本发明的流程示意图七。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1-图7所示，一种绿色场拌(超)高性能混凝土的原料配料工艺，其通过将砂石骨料生产线生产的砂石骨料和粉体生产线生产的混凝土粉体原料、按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量、模块化包装成若干定量包，运送至智能搅拌生产线，按至少1包/次的搅拌用量，将定量包直接加水、外加剂后搅拌制备成混凝土。优选地，所述智能搅拌生产线可设置在待修建建筑物现场的搅拌站；在搅拌站通过更换定量包的方式连续进行混凝土生产；并且制得的混凝土可直接输送至待浇筑区使用。

砂石骨料生产线制得的多种规格的砂石骨料，按混凝土配方要求和搅拌站每锅用量需求通过物料配比计量系统精准配比后模块化包装成若干骨料包；同时粉体生产线制得的多种规格的粉料，按混凝土配方要求和搅拌站每锅用量需求通过物料配比计量系统精准配比后模块化包装制成若干粉料包，并且所述的粉料包可以采用单独计量打包和计量后混合打包两种方式；所述骨料包与粉料包的计量相适配。使用时根据搅拌设备规格，骨料包、粉料包按对应使用量加入搅拌设备，并加水和外加剂搅拌制备成混凝土，其中，所述骨料包的用量为至少1包/次，粉料包用量根据骨料包确定且至少1包/次。

采用独立包装骨料包、粉料包，可实现采用粉体预拌工艺。优选地，为了避免粉体团聚，所述的粉料包进行干燥密封处理。

优选地，采用粉体预拌工艺，将粉料包直接加水、外加剂预先充分混合均匀制备成水泥净浆，再采用常规搅拌工艺，将水泥净浆与骨料包混合制成混凝土。通过粉体预拌工艺，可以保证粉料充分混合，解决粉体与砂石骨料之间的尺寸鸿沟，进一步提高混凝土性能。

利用高速搅拌设备对粉料包、水、外加剂搅拌，制备混合均匀的浆体，再采用常规搅拌设备混合砂石骨料制得混凝土。

其中，粉料和水、外加剂采用高速高频的机械式行星运动轨迹搅拌方式进行预拌。

更优选地，先对粉体进行干法混合，之后才加入水和外加剂进行湿法混合。其先对粉体进行干法混合，保证粉体各成分能充分混合均匀，之后通过湿法混合混合效果更好。

优选地，将粉体生产线生产的混凝土粉体原料、按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量，再进行干法混合均匀后模块化包装成若干预拌粉料包，再采用常规搅拌工艺，将预拌粉料包与骨料包混合制成混凝土。通过干法混合工艺制备预拌粉料包，可以保证混凝土制备过程中粉料混合均匀，同时可以节省混凝土制备时间，生产效率高，质量好。

或者，将砂石骨料、粉体按混凝土配方要求和搅拌站每锅用量需求模块化包装成若干混合料包；使用时根据搅拌设备规格，将混合料包加入搅拌设备，并加水和外加剂搅拌制备成混凝土，其中，所述混合料包的用量为至少1包/次。采用砂石骨料、粉体混合成若干混包装，可节省运输成本，且混凝土生产更加高效。

为了避免粉体团聚，对混合料包进行干燥密封处理。

采用混凝土现浇工艺，将混凝土搅拌站设置在浇筑现场，将定量包运至混凝土搅拌站，直接加水、外加剂后搅拌制备成混凝土，生产完成后马上输送浇筑。优选地，输送方式可以为泵送或皮带输送。

混凝土可以连续进行间歇式生产和成品输送，实现边生产边泵送功能，使混凝土生产完成后马上输送浇筑，避免混凝土塌损的同时，可减少外加剂掺量，保证了混凝土质量，降低了生产成本。

优选地，可将制得的混凝土进行暂存，以实现持续送料浇注。其中，暂存时间不超过5min。

其可以在混凝土搅拌机下方设置能储存一锅混凝土的暂存斗，暂存斗与混凝土输送装置连接，通过输送装置直接输送至待浇筑建筑。

所述的定量包可根据使用需求，根据不同重量、不同级配对应制成多种规格的定量包。

可对各种规格的定量包进行标记，便于搅拌识别。标记方式为颜色标记、文字标记或数字标记。

对定量包的包装装置进行回收，重复使用。

所述骨料包中的砂石骨料包括粒径为0-5mm的机制细集料、粒径为5-10mm的机制米石和粒径为10-20mm机制碎石。

所述粉料包中的粉体包括水泥、普通石粉、超细石粉及外加粉体，外加粉体包括煤灰、矿粉、硅灰、微珠中的2种或2种以上。

在搅拌完成后，对对应的搅拌设备进行清洗，并对污水进行回收，其采用分离、沉淀、过滤的方式进行处理。

本发明通过将砂石骨料、粉体按制备规格制成定量包，并按至少1包/次用量进行混凝土制备，定量包可以始终保持其前期在砂石骨料生产站生产过程中的优质配比，避免偏析现象。制得的混凝土抗压强度和抗裂能力高。

本发明将粉体和水、外加剂预先搅拌制成浆体后与砂石骨料混合制备混凝土，确保粉体充分混合均匀，保证了混凝土的匀质性，避免了粉体混合不均匀产生的化学成分单一、反应不充分等缺陷，提高混凝土强度。

本发明通过集成混凝土生产和输送，实现边生产边泵送，改变了混凝土制备配方和工艺，减少了为保证混凝土2h工作性的额外掺量，保证了混凝土质量，减少了成本和其他隐性缺陷的产生。

本次实例1-5所采用的原材料信息：海螺牌425级水泥、明川Ⅱ级粉煤灰、浩通S95级矿粉、自配聚羧酸外加剂(固含：12％)、机制中砂、机制5-25mm碎石。

本次基准试验采用传统预拌泵送工艺C30配方，其坍落度220±20mm，保坍时间2h，经时损失＜20mm，扩展度

550±20mm。

实施例1采用传统配方和传统工艺制备混凝土

以C30混凝土为例，

以生产1m³混凝土为例，按传统混凝土生产工艺，将砂石骨料和粉体从料仓运转至搅拌站，通过物料配比计量系统分别将砂石骨料、粉体按比例送入搅拌设备，加入外加剂、水搅拌后制得混凝土。

实施例2采用传统配方，并结合原料模块化定量包装工艺进行混凝土制备，

砂石骨料按一定比例整体打包，干粉根据标号按比例打包，以C30混凝土为例，

通过砂石骨料生产站和粉体生产站按上述重量组分比例，分别将砂石骨料制成骨料包、粉体制成粉料包，按1包/次的搅拌方式，将骨料包、粉料包送入搅拌设备，加入外加剂、水搅拌后制得混凝土。此试验采用实例1相同配方，验证才同等原材料的条件下，运用实例2的工艺混凝土的性能得到提升。

因该发明适宜在项目现场应用，对传统预拌泵送混凝土的保坍性能要求并不高，故达到上述坍落度220±20mm，保坍时间2h，经时损失＜20mm，扩展度

±20mm的工作性能，外加剂掺量有所减少。

实施例3采用传统配方，并结合原料模块化定量包装工艺及粉体预拌工艺进行混凝土制备，

砂石骨料按一定比例整体打包，通过干法混合的干粉根据标号按比例打包，以C30混凝土为例，

通过砂石骨料生产站和粉体生产站按上述重量组分比例，分别将砂石骨料制成骨料包、通过干法混合的粉体制成粉料包，按1包/次的搅拌方式，将骨料包、粉料包送入搅拌设备，加入外加剂、水搅拌后制得混凝土。此试验采用实例1相同配方，验证才同等原材料的条件下，运用实例3的工艺混凝土的性能得到提升。

因该发明适宜在项目现场应用，对传统预拌泵送混凝土的保坍性能要求并不高，故达到上述坍落度220±20mm，保坍时间2h，经时损失＜20mm，扩展度

±20mm的工作性能，外加剂掺量有所减少。

实施例4采用与实例2相同的生产工艺，改变配方且使其达到了实例1的效果，

运用实例2相同的生产工艺，通过优化配方，得到与实例1产品所检测的力学性能结果相当的产品，并分析成本节约率。

实施例5采用与实例3相同的生产工艺，改变配方且使其达到了实例1的效果，

运用实例3相同的生产工艺，通过优化配方，得到与实例1产品所检测的力学性能结果相当的产品，并分析成本节约率。

实验检测

1、根据GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》测试混凝土的力学性能；

2、实施例1-5的混凝土力学性能的实验检测结果与成本节约分析如下表所示：

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						抗压强度(MPa)	33.1	38.9	41.2	35.7	33.5
水泥节约率(％)	/	/	/	30.80％	33.30％
						强度提升率(％)	/	17.52％	24.47％	2.62％	1.21％
抗渗指标(P)	P6	P8	P10	P8	P8

从表中的实验结果可以看出，

(1)实施例2-5中制备的混凝土的力学性均仍能符合使用要求，在实例2-3中，混凝土的力学性能有显著提升，强度有显著提升，涨幅达15％以上；在实例4-5中，在保证其力学性能与实施例1相当的前提下，水泥节约率达30％以上；混凝土经济成本大大下降。

(2)抗渗性能中由普通的P6最高可提升至P8以上。

从上所述，通过本发明所述的原料配料工艺，一是原材采用模块定量打包，可有效解决砂石骨料偏析影响混凝土质量，解决了传统商混站在产品制作中计量误差与质量偏差等问题，并且制造的混凝土产品自身的各项性能有显著提升，其次原材采用模块定量打包解决了扬尘问题，可更好开展一体化场拌及浇筑工艺，在能耗成本上得到大量节约，并采用粉体预拌工艺，提升混凝土净浆组分的匀质性，使在该工艺下的混凝土产品流态匀质性更加均匀，差等问题，并且制造的混凝土产品自身的各项性能有显著提升，在能耗成本上得到大量节约。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式保密的限制，任何未脱离本发明技术方案内容、依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于，通过将砂石骨料生产线生产的砂石骨料和粉体生产线生产的混凝土粉体原料、按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量、模块化包装成若干定量包，运送至智能搅拌生产线，按至少1包/次的搅拌用量，将定量包直接加水、外加剂后搅拌制备成混凝土。

2.根据权利要求1所述的绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于：将砂石骨料按混凝土配方要求和搅拌站每锅用量需求模块化包装成若干定量骨料包，将混凝土粉体原料在生产过程中按混凝土配方要求和搅拌站每锅用量需求模块化包装制成若干定量粉料包，并且骨料包与粉料包的计量相适配。

3.根据权利要求2所述的绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于：采用粉体预拌工艺，将粉料包直接加水、外加剂预先充分混合均匀制备成混合浆体，再采用常规搅拌工艺，将混合浆体与骨料包搅拌制造混凝土。

4.根据权利要求2所述的绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于：将粉体生产线生产的混凝土粉体原料、按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量，再进行干法混合均匀后模块化包装成若干预拌粉料包，再采用常规搅拌工艺，将预拌粉料包与骨料包混合制成混凝土。

5.根据权利要求4所述的绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于：先对预拌粉料包加入水和外加剂进行湿法混合制备成混合浆体，再采用常规搅拌工艺，将混合浆体与骨料包搅拌制造混凝土。

6.根据权利要求1所述的绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于：采用混凝土现浇工艺，将混凝土搅拌站设置在浇筑现场，将定量包运至混凝土搅拌站，直接加水、外加剂后搅拌制备成混凝土，生产完成后马上输送浇筑。

7.根据权利要求1所述的绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于：将砂石骨料、混凝土粉体按混凝土配方要求和搅拌站每锅用量需求模块化包装成若干混合料包，再采用常规搅拌工艺，将混合料包直接加水、外加剂制成混凝土。

8.根据权利要求5所述的绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于：将制得的混凝土连续进行间歇式生产和成品输送，实现边生产边输送浇筑。

9.根据权利要求1-8任一所述的绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于：根据混凝土性能要求的不同，对应制成多种规格的定量包。

10.根据权利要求8所述的绿色场拌（超）高性能混凝土的原料配料工艺，其特征在于：对各种规格的定量包进行标记，便于搅拌识别。

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