3.2.2 混凝土的搅拌

混凝土的搅拌就是将水泥、水、粗细骨料和外加剂等原材料混合在一起进行均匀拌和的过程。搅拌后混凝土要求均匀,且达到设计要求的和易性和强度。

1.搅拌机

混凝土搅拌机是把水泥、砂石骨料和水混合并拌制成混凝土混合料的机械,主要由拌筒、加料和卸料机构、供水系统、原动机、传动机构、机架和支撑装置等组成。

(1)搅拌机的种类

目前常用的搅拌机按搅拌方式分为自落式搅拌机和强制式搅拌机两种。

1)自落式搅拌机

自落式搅拌机就是把混合料放在一个旋转的搅拌鼓内,随着搅拌鼓的旋转,鼓内的叶片把混合料提升到一定的高度,然后靠自重自由撒落下来。这样周而复始地进行,直至拌匀为止。这种搅拌机一般拌制塑性和半塑性混凝土。

2)强制式搅拌机

强制式搅拌机是搅拌鼓不动,而由鼓内旋转轴上均置的叶片强制搅拌。这种搅拌机拌制质量好,生产效率高,但动力消耗大,且叶片磨损快,一般适用于拌制干硬性混凝土。

(2)搅拌机操作注意事项

1)搅拌机应设置在平坦的位置,用方木垫起前后轮轴,使轮胎搁高架空,以免在开动时发生走动。

2)搅拌机应实施二级漏电保护,上班前电源接通后,必须仔细检查,经空车试转认为合格后方可使用。试运转时应检验拌筒转速是否合适,在一般情况下,空车速度比重车(装料后)稍快2~3转,如相差较多,应调整动轮与传动轮的比例。

3)拌筒的旋转方向应符合箭头指示方向,如不符合,应更正电机接线。

4)检查传动离合器和制动器是否灵活可靠,钢丝绳有无损坏,轨道滑轮是否良好,周围有无障碍及各部位的润滑情况等。

5)开机后,经常注意搅拌机各部件的运转是否正常。停机时,经常检查搅拌机叶片是否打弯,螺丝是否打落或松动。

6)当混凝土搅拌完毕或预计停歇1h以上,除将余料出净外,应将石子和清水倒入拌筒内,开机转动,把粘在料筒上的砂浆冲洗干净后全部卸出。料筒内不得有积水,以免料筒和叶片生锈。同时还应清理搅拌筒外积灰,使机械保持清洁完好。

7)下班后及停机不用时,应拉闸断电,并锁好开关箱,以确保安全。

2.搅拌要求

(1)搅拌顺序

1)一次投料法:这是目前最常见的方法,强制式是将砂、石、水泥装入料斗,一次投入搅拌机内,同时加水进行搅拌;自落式则是先投入砂(或石子),再投入水泥,然后投入石子(或砂),最后加水搅拌。混凝土搅拌机加料过程中为了减少水泥的飞扬和水泥的粘罐现象,先倒砂子(或石子)再倒水泥,然后倒入石子(或砂子),也就是说将水泥加在砂、石之间,最后混凝土搅拌机由上料斗将干物料送入搅拌筒内,加水搅拌。

2)二次投料法:这种投料法又分为预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。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。国内一般是用强制式搅拌机拌制水泥砂浆约1~1.5min,再加入石子搅拌约1~1.5min。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,再加入砂和石子搅拌成混凝土。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,混凝土的强度可提高15%,在强度相同的情况下,可节约水泥15%~20%。

3)两次加水法:即“裹砂石法混凝土搅拌工艺”,又称SEC法,采用这种方法拌制的混凝土称为SEC混凝土或造壳混凝土。该法的搅拌程序是先加一定量的水使砂表面的含水量调到某一规定的数值后(一般为15%~25%),再加入石子并与湿砂拌匀,然后将全部水泥投入,与砂石共同拌和,使水泥在砂石表面形成一层低水灰比的水泥浆壳,最后将剩余的水和外加剂加入搅拌成混凝土。采用SEC法制备的混凝土与一次投料法相比较,强度可提高20%~30%,混凝土不易产生离析和泌水现象,工作性好。先将全部的石子、砂和70%拌和水投入搅拌机,拌和15s,使骨料湿润,再投入全部水泥搅拌30s左右,然后加入30%拌和水搅拌60s左右即可。

(2)搅拌时间

从原材料全部投入搅拌筒中时起到开始卸料时止所经历的时间称为搅拌时间,为获得混合均匀、强度和工作性都能满足要求的混凝土所需的最低限度的搅拌时间称为最短搅拌时间,这个时间随搅拌机的类型与容量、骨料的品种、粒径及对混凝土的工作性要求等因素的不同而异。在一般情况下,混凝土的匀质性是随着搅拌时间的延长而提高,但搅拌时间超过某一限度后,混凝土的匀质性便无明显改善了。搅拌时间过长,不但会影响搅拌机的生产率,而且对混凝土的强度提高也无益处,甚至水分的蒸发和较软骨料颗粒被长时间的研磨而破碎变细还会引起混凝土工作性的降低,影响混凝土的质量。不同类型的搅拌机对不同混凝土的最短搅拌时间如表3-10所示。

表3-10 混凝土搅拌的最短时间 单位:s

注:①现场搅拌时原材料计量允许偏差应满足每盘计量允许偏差要求;

②累计计量允许偏差指每一运输车中各盘混凝土的每种材料称量的偏差,该项指标仅适用于采用计算机控制计量的搅拌站;

③骨料含水率应经常测定,雨雪天施工应增加测定次数。

(3)搅拌规定

混凝土搅拌时应对原材料用量准确计量,并应符合下列规定:

1)计量设备的精度应符合现行国家标准《混凝土搅拌站(楼)》(GB/T 10171—2016)的有关规定,并应定期校准,使用前设备应归零;

2)原材料的计量应按重量计,水和外加剂溶液可按体积计,其允许偏差应符合表3-11的规定。

表3-11 混凝土原材料计量允许偏差