CN218659753U - 一种绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，包括设置在建筑工地现场的混凝土制造施工区和堆码区，在混凝土制造施工区设置搅拌设备，搅拌设备的混凝土排料端通过混凝土输送装置连接至浇注区；在堆码区设有若干码垛放置的定量料包及中转机构，所述中转机构用于定量料包码垛及将定量料包按至少1包/次放入搅拌设备。本实用新型整体结构简单，操作方便，设备投入成本低廉，占用空间少，可实现混凝土的现场制造、浇注一体化施工，改变了现有混凝土生产及施工工艺，优化了混凝土配方，提升了混凝土寿命和降低混凝土成本。混凝土性能好，使用寿命长，生产成本低，生产效率高，生产质量好，并且扬尘小，污染少，绿色环保。

Description

一种绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线

技术领域

本实用新型涉及一种绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，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，故研究一种绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的是提供一种绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，可以克服现有技术的不足。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，包括设置在建筑工地现场的混凝土制造施工区和原料包堆码区，在混凝土制造施工区设置搅拌设备，搅拌设备的混凝土排料端通过混凝土输送装置连接至施工浇注区；在堆码区设有若干码垛放置的定量料包及中转机构，所述中转机构用于定量料包码垛及将定量料包按至少1包/次转移至搅拌设备。

前述搅拌设备为模块化结构，包括设置在下层的混凝土搅拌机、并列设置在中层的粉体混合机和缓存仓、及设置在上层用于定量料包自动投放的投放机构；所述粉体混合机与计量供水系统、计量外加剂供给系统相连；所述混凝土搅拌机的排料口通过排污管与污水处理系统相连，而污水处理系统的清水排放口循环连接到计量供水系统。

前述定量料包包括骨料包和粉料包，骨料包通过缓存仓与混凝土搅拌机连接，粉料包与粉体混合机连接，而粉体混合机排料端与混凝土搅拌机相连。

前述定量料包包括按标准规格设置的集装箱、防水袋或任一种密封容器，其内设有按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量，并已经进行了充分混合的砂石骨料或多种粉体混合料。

前述粉体混合机为高速行星式粉体搅拌机、超声波粉体搅拌机或任一种高频高振动搅拌设备。

前述混凝土输送装置为混凝土泵送机构皮带输送机、斗提机构或任一种自动化输送机构。

在前述搅拌设备的出料端连接有暂存斗，暂存斗通过无缝连接混凝土输送装置输送至浇注区。

前述中转机构为自动装卸料机构，其包括码垛机器人、吊机、码垛机、输送带或任一种自动化的机械装置。

在前述堆码区设有多条定量料包输送装置，定量料包输送装置包括骨料包输送装置、粉料包输送装置以及回收输送装置。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型设置在建筑工地现场，整体结构简单，操作方便，设备投入成本低廉，而且制得的混合土可以马上泵送浇筑，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，实现混凝土的现场制备-浇注一体化施工，混凝土性能好，生产成本低；

（2）所述搅拌设备设置成楼站结构，占用空间少，不易干涉浇注场地其它工作，并且设置两台搅拌机分段搅拌，粉体、外加剂和水通过高速行星式粉体搅拌机搅拌，之后再进入混凝土搅拌机混合砂石骨料搅拌，可有效保证分料混合均匀，进一步提高混凝土质量；

（3）将砂石骨料、粉体按要求的级配规格制成定量料包，并按至少1包/次用量进行混凝土制备，定量料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；并且定量料包采用码垛方式放置在堆码区，便于管理和搬运，同时采用自动装卸料机构实现快速码垛、投放和回收工作，定量料包已经预先完成物料配比计量，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，并且可实现快速放料搅拌，生产效率高，生产质量好；

（4）从原料制备、运输、混凝制备到浇注，整个系统在制备混凝土时功能完善，其可以实现模块化包装、模块化运输、集中码垛及连续放料，整个搅拌过程中没有散料存储、运转及配比计量，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，同时搅拌站可以直接按包投放，扬尘小，绿色环保。

本实用新型的其他优点、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，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型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

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型实施例1的结构流程示意图。

图2为本实用新型实施例2的结构流程示意图。

图3为本实用新型实施例3的结构流程示意图。

图4为本实用新型实施例4的结构流程示意图。

图5为搅拌设备的结构流程放大示意图一。

图6为搅拌设备的结构流程放大示意图二。

图7为搅拌设备的结构流程放大示意图三。

具体实施方式

以下将参照附图，对本实用新型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实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

如图1-图7所示，一种绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，包括混凝土制造施工区和堆码区，在混凝土制造施工区设置搅拌设备1，搅拌设备1出料端设置混凝土输送装置2；在堆码区设有若干码垛放置的定量料包3及中转机构4，所述定量料包3内盛装有按级配规格制成的砂石骨料、粉料其中的一种或二者混合物，所述中转机构4用于定量料包3码垛及将定量料包3按至少1包/次放入搅拌设备1。

所述混凝土制造施工区和堆码区设置在建筑工地现场；所述搅拌设备1的混凝土排料端通过混凝土输送装置2连接至施工浇注区。

在搅拌设备1的出料端连接有暂存斗5，暂存斗5通过无缝连接混凝土输送装置2输送至浇注区，实现直接将制得的混凝土输送至浇筑区进行施工建筑。

所述暂存斗5的容量规格为至少能储存一锅混凝土。

所述混凝土输送装置2为混凝土泵送机构、皮带输送机、斗提机构或任一种自动化输送机构。

所述混凝土泵送机构包括输送管道，输送管道上设有输送泵，输送管道一端与搅拌主机排料口相连，另一端与浇注场地或相应的接料装置连接。

所述皮带输送机为计量皮带机。

所述搅拌设备1为楼站式结构，包括设置在下层的混凝土搅拌机101、并列设置在中层的粉体混合机102和缓存仓103、及设置在上层用于定量料包3自动投放的投放机构104；所述粉体混合机102还与计量供水系统6、计量外加剂供给系统7相连；并且所述混凝土搅拌机101的排污口通过排污管与污水处理系统8相连，而污水处理系统8的清水排放口循环连接到计量供水系统6。

所述定量料包3包括骨料包301和粉料包302，骨料包301通过缓存仓103与混凝土搅拌机101连接，粉料包302与粉体混合机102连接，而粉体混合机102排料端与混凝土搅拌机101相连。

所述定量料包3包括按标准规格设置的集装箱或防水袋，在集装箱或防水袋内设有按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量生产的砂石骨料、粉体。通过集装箱或防水袋实现砂石骨料、粉体模块化包装，且可以按至少1包/次的搅拌用量，制备成混凝土。具体地，每个集装箱或防水袋内设有多个由隔层隔开的放置腔，在放置腔内按规格放不同的砂石骨料及不同规格的粉体；或者每个集装箱或防水袋内为一个整体的放置腔，在放置腔内可放置砂石骨料混合料或放置用于制备砂浆的机制砂、高熵水泥基粉体混合料。

优选地，所述粉体混合机102可以为高速行星式粉体搅拌机、超声波粉体搅拌机或任一种高频高振动搅拌设备，其搅拌主机可以是双螺带、双卧轴犁刀，立轴行星搅拌主机等。

优选地，所述投放机构104为自动拆包投料机。

所述计量供水系统6包括清水存储箱，清水存储箱通过清水缓存斗与清水计量斗连接，清水计量斗通过供水管与粉体混合机102的进水口相连。所述清水计量斗上设有刻度或重量计，通过刻度或称重方式实现清水计量。

所述计量外加剂供给系统7包括外加剂存储箱，外加剂存储箱通过外加剂缓存斗与外加剂计量斗连接，外加剂计量斗通过供料管与粉体混合机102的外加剂加入口相连。所述外加剂计量斗上设有刻度或重量计，通过刻度或称重方式实现外加剂计量。

所述中转机构4为自动装卸料机构，其可以为码垛机器人、吊机、码垛机、输送带或任一种自动化的机械装置。

在所述堆码区设有多条定量料包输送装置，定量料包输送装置包括骨料包输送装置9、粉料包输送装置10以及用于回收集装箱或防水袋的回收输送装置11。

所述定量料包输送装置可以为运转皮带机。

或者所述定量料包输送装置为倾斜设置的自溜式传动辊。具体地，所述骨料包输送装置9、粉料包输送装置10、回收输送装置11分别为第一自溜式传动辊9-1、第二自溜式传动辊10-1和第三自溜式传动辊11-1，其中第一自溜式传动辊9-1、第二自溜式传动辊10-1相对靠近搅拌设备1的方向倾斜向下设置，而第三自溜式传动辊11-1相对远离搅拌设备1的方向倾斜向下设置，其可通过定量料包3自重输送和回收，更加节省成本和能耗。其中，所述自溜式传动辊的倾斜角度为2-3度。

优选地，定量料包输送装置一侧设置有辅助吊装机构，进一步辅助定量料包3运转，操作更加便捷、稳定。

所述辅助吊装机构为小型行车吊具15或龙门吊车16。

具体地，在骨料包输送装置9、粉料包输送装置10和回收输送装置11一侧分别设置对应的小型行车吊具15，可实现单独工作，灵活便捷。或者设置横跨多条定量料包输送装置的龙门吊车16，由其同时辅助多条定量料包输送装置进行辅助定量料包3运转。

所述堆码区为至少两个设置，其分别设置在搅拌设备1两侧，每个堆码区至少设有两条配合使用运转皮带机，具体地，所述堆码区包括骨料包堆码区和粉料包堆码区，在骨料包堆码区设置用于骨料包输送的上料皮带机及与之对应的回收皮带机；在粉料包堆码区设有用于粉料包输送的上料皮带机及与之对应的回收皮带机；并且在两条皮带机之间设有通行道，所述的中转机构4可在通行道灵活行走，可同时快速完成骨料包、粉料包的运转、堆码、上料、回收工作。

所述堆码区通过物流运输系统14和制备定量料包的原料生产站相连。

所述原料生产站包括砂石骨料生产站12和粉体加工站13，通过砂石骨料生产站12和粉体加工站13按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量将砂石骨料、粉体材料生产-计量-打包模块化包装，解决混凝土原料储存、运输过程中的物料偏析问题。

优选地，所述砂石骨料生产站12为高品质砂石骨料五双全干法破碎生产线（申请号为CN2019101516208）或砼用粗细介微集料6S加工生产线（申请号为CN2020107391139），其生产的机制细集料、机制米石和机制碎石通过计量系统，按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量配置并模块化包装成骨料包；所述粉体加工站13包括由砼用粗细介微集料6S加工生产线和现有水泥生产线构成的集成系统，将所述砼用粗细介微集料6S加工生产线加工的石粉、水泥生产线加工的水泥、及外加粉体通过计量系统，按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量配置并模块化包装成粉料包。

或者所述原料生产站为一体化骨料、粉体生产系统，可一次性进行骨料包301和粉料包302的生产-计量-打包。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式保密的限制，任何未脱离本实用新型技术方案内容、依据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，其特征在于，包括设置在建筑工地现场的混凝土制造施工区和原料包堆码区，在混凝土制造施工区设置搅拌设备（1），搅拌设备（1）的混凝土排料端通过混凝土输送装置（2）连接至施工浇注区；在堆码区设有若干码垛放置的定量料包（3）及中转机构（4），所述中转机构（4）用于定量料包（3）码垛及将定量料包（3）按至少1包/次转移至搅拌设备（1）。

2.根据权利要求1所述的绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，其特征在于：所述搅拌设备（1）为模块化结构，包括设置在下层的混凝土搅拌机（101）、并列设置在中层的粉体混合机（102）和缓存仓（103）、及设置在上层用于定量料包（3）自动投放的投放机构（104）；所述粉体混合机（102）与计量供水系统（6）、计量外加剂供给系统（7）相连；所述混凝土搅拌机（101）的排料口通过排污管与污水处理系统（8）相连，而污水处理系统（8）的清水排放口循环连接到计量供水系统（6）。

3.根据权利要求2所述的绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，其特征在于：所述定量料包（3）包括骨料包（301）和粉料包（302），骨料包（301）通过缓存仓（103）与混凝土搅拌机（101）连接，粉料包（302）与粉体混合机（102）连接，而粉体混合机（102）排料端与混凝土搅拌机（101）相连。

4.根据权利要求3所述的绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，其特征在于：所述定量料包（3）包括按标准规格设置的集装箱、防水袋或任一种密封容器，其内设有按照混凝土预设配方和搅拌站型号所需方量计量，并已经进行了充分混合的砂石骨料或多种粉体混合料。

5.根据权利要求2所述的绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，其特征在于：所述粉体混合机（102）为高速行星式粉体搅拌机、超声波粉体搅拌机或任一种高频高振动搅拌设备。

6.根据权利要求1所述的绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，其特征在于：所述混凝土输送装置（2）为混凝土泵送机构皮带输送机、斗提机构或任一种自动化输送机构。

7.根据权利要求6所述的绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，其特征在于：在搅拌设备（1）的出料端连接有暂存斗（5），暂存斗（5）通过无缝连接混凝土输送装置（2）输送至浇注区。

8.根据权利要求1所述的绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，其特征在于：所述中转机构（4）为自动装卸料机构，其包括码垛机器人、吊机、码垛机、输送带或任一种自动化的机械装置。

9.根据权利要求1-8任一所述的绿色高性能混凝土的场拌及施工一体化生产线，其特征在于：在所述堆码区设有多条定量料包输送装置，定量料包输送装置包括骨料包输送装置（9）、粉料包输送装置（10）以及回收输送装置（11）。

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