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1、混凝土搅拌站设计与选用混凝土搅拌站设计与选用前 言混凝土搅拌站泛指配置了制备混凝土所需用的各种原材料的储料、供料、配料、搅拌和控制等装置，将各种骨料、粘结剂、掺合料、添加剂和水按一定配比通过搅拌机，采用集中搅拌供应新鲜混凝土的方式生产混凝土的成套设备。自从水泥被开发后，以水泥为粘结剂，石子和砂为骨料制成的混凝土成为应用最为广泛的一种建筑材料，制备混凝土的搅拌机械装备随即诞生和发展。早期的混凝土制备采用单机搅拌形式，而在搅拌机基础上配置砂石、水泥和水的供料计量和控制装置便构成了搅拌站的雏形，并逐渐发展形成了紧凑式、组合式、卧式、直投式、立式等各种结构形式的搅拌站。随着混凝土工程施工技术的不断进步
2、和商品混凝土的应用与推广，对混凝土制备装置性能和功能的要求不断提高。同时，粉煤灰、矿渣粉等活性矿物掺合料和膨胀剂、减水剂、泵送剂、缓凝剂、增强剂、速凝剂、防冻剂、塑化剂等添加剂的相继开发和应用，制备混凝土的原材料元素增加，对搅拌站配置及技术要求也相应提高。与早期产品相比如今混凝土搅拌站无论是成套设备的配置和技术条件，还是整机的功能和性能指标，以及产品的适用性和可靠性都有了明显的变化和显著的进步。本文结合了混凝土搅拌站产品标准的术语定义和业内人士的通俗称谓，对混凝土和搅拌站的相关名词概念作了系统的描述；介绍了混凝土搅拌站发展历史、现状和趋势；综述了各种型号规格产品的结构特点及适用条件；详细地分析
3、了成套设备各系统配置实现相关功能和效果的技术条件和设计规范。本文的内容是全面了解和掌握混凝土搅拌站用途的入门知识，可用作产品销售和售前技术服务人员的培训教材，引导用户合理地选购产品，使产品的配置与技术规格具有理想的适用条件和性价比。本文的内容也是对产品技术标准的诠释，有助提高对产品技术的认知水平，可用作产品技术开发、机械设计选型、控制软件设计和安装调试等工作的参考资料。作者希望各位读者阅后作进一步的交流和指正，以便补充完善，推动混凝土搅拌站的技术发展。目录第一章：混凝土术语与概念第一节：混凝土术语第二节：普通混凝土和特种混凝土第三节：高性能混凝土的概念第四节：商品混凝土的概念第二章：搅拌站术语
4、与概念第一节：搅拌站术语第二节：搅拌站和搅拌楼的概念1搅拌站第一代产品2搅拌站第二代产品3搅拌站第三代产品4搅拌站第四代产品第三节：搅拌站的各种称谓1. 商混站和工程站2. 固定式和移动式搅拌站3. 强制式和自落式搅拌站4. 周期式和连续式搅拌站第三章：混凝土搅拌站、楼的生产工艺流程1. A、B型搅拌站工艺流程图2. C、D型搅拌站工艺流程图3. E型搅拌站工艺流程图4.搅拌楼工艺流程图第四章：搅拌站机械设计与配置的技术条件第一节：搅拌系统第二节：骨料配料机第三节：皮带输送机第四节：粉料筒仓第五节：螺旋输送机第六节：液料系统第七节：计量系统第八节：气路系统第九节：搅拌站的辅助装置1.搅拌机集中
5、润滑装置2.除尘装置3.混凝土卸料装置4.粉剂装置第十节：搅拌站的附属设备1.粉料气力输送机2.袋装水泥拆包机3.残留混凝土清洗回收设备第五章：搅拌站电气设计与控制系统第一节：控制系统功能概要第二节：控制系统硬件配置第三节：控制系统软件设计第四节：搅拌站各系统工作流程的时序第五节：搅拌站各流程的实施用时和控制定时第六节：搅拌站的工作循环周期第七节：搅拌站工作运行的逻辑程序第八节：骨料直投式搅拌站的工作运行逻辑程序第九节：搅拌站工作循环周期表第十节：混凝土质量控制的新技术与辅助装置1.电子称量配料仪2.砂石含水测定仪3.混凝土稠度仪第六章：搅拌站选购指南搅拌站的类别与特点附表：搅拌站工作循环周期
6、表1.直投式搅拌站工作循环周期表2.按照“客运专线高性能砼暂行规定”要求的搅拌站工作循环周期表附录：相关国家标准目录1 GBT10171混凝土搅拌站（楼）分类2 GBT10172混凝土搅拌站（楼）技术条件3 GBT9142混凝土搅拌机4 GBT4477混凝土搅拌机性能试验方法第一章混凝土术语与概念第一节混凝土术语1、混凝土：一般泛指采用各种骨料、粘结剂、掺和料、添加剂和水按一定比例配合并搅拌均匀而成的建筑材料。2、匀质性混凝土：混凝土中砂浆密度相对误差不大于0.8，单位体积混凝土中粗骨料质量的相对误差不大于5的混凝土。3、新鲜混凝土：由搅拌设备拌制的未经捣实的匀质性混凝土。4、预拌混凝土：采用
7、混凝土预拌成套设备集中搅拌方式生产的新鲜混凝土。5、砼：预拌混凝土在一定的时间内呈流塑状态，浇注入模，捣实固化后可以制成各种形状和大小的构筑物或构件，其成型后一段时间里水泥与水发生水化反应，使混凝土硬化，硬化后的混凝土具有一般石料的性质，所以混凝土也叫砼，人工石的意思。6、钢筋混凝土：在混凝土成型的模板中放置绑扎成笼的钢筋再浇注成的混凝土构筑物或混凝土构件。7、预应力混凝土：把钢筋进行预拉，然后再进行浇注的钢筋混凝土。8、碾压混凝土：对于干硬混凝土，使用骨料粒径很大而水泥较少的贫混凝土，用一般振捣器不能很好密实，因此采用静碾压路机、振动压路机的碾压办法来密实的混凝土。9、水工混凝土：用于大坝等
8、水利工程，混凝土固化后的体积稳定性和耐久性要求很高，使用骨料粒径很大的混凝土。第二节普通混凝土和特种混凝土的概念一般而言，采用水泥为粘结剂，石子和砂为骨料，能用标准规范的搅拌设备制备，用于建筑施工的混凝土通称为普通混凝土。为了区别三合土、沥青混凝土，有时也称水泥混凝土。还有一些混凝土，其原料、制备装置或用途与普通混凝土不同，成为特种混凝土，例如：1、重混凝土：用于核电站等工程，骨料中包含有重晶石、废钢铁、铅粉等，混凝土比重大于2.6T/3的保护性混凝土或安全性混凝土。2、轻质混凝土：骨料添加产生膨胀的掺合料，比重不大于1.8T/3的混凝土。由膨胀塑料作为添加料而装备的轻质混凝土常用作绝缘材料。
9、其制备装置与传统搅拌站配置不同。3、加气混凝土：添加金属铝粉等膨胀多孔剂，使之产生多孔结构的轻质混凝土。加气混凝土还要在蒸汽釜中进行蒸汽压力养护4、泡沫混凝土：制备装置设置泡沫发生器，使塑料或蛋白质类化合物产生泡沫，并与混凝土混合成孔的轻质混凝土。5、纤维混凝土：在混凝土预制构件，构筑物或在喷射混凝土中加入3050/3的钢纤维的方式来提高强度的混凝土。6、树脂混凝土：用树脂作粘结剂，采用特殊装置制备的特种混凝土。树脂混凝土强度很高，可达120Mpa，成本也很高，用于窗台，洗涤板，溶液槽等薄壁物件。7、热拌混凝土：指采用骨料加热或蒸汽搅拌等方式制备的混凝土。8、冷混凝土：采用骨料冷却，添加冷水或
10、薄片冰、液氮冷却新鲜混凝土的方法制备的混凝土。制备热混凝土的目的可使混凝土快速凝固变硬，并且得到较高的早期强度。制备冷混凝土的原因为了避免在结构薄弱的地方产生热应力，导致裂缝的形成，以及避免在环境温度较高的情况下，新鲜混凝土过早凝固变硬而使混凝土施工发生困难。两者的制备工艺和技术要求截然不同，制备装置都比常规设备复杂，实现各项技术条件和制备热搅拌混凝土和冷混凝土的费用和成本都很高。随着新材料，新技术，新科学的发展，全过程无污染并能消耗工业废料的绿色混凝土、环境调节混凝土、灭菌混凝土、变色混凝土、智能混凝土等新型特种混凝土也将研究面世。第三节高性能的混凝土的概念高性能混凝土（high perfo
11、rmance concrete缩写HPC）的含义通常认为应满足以下要求：1、混凝土硬化后强度高，在50MPa以上，达6080MPa甚至100MPa。2、预拌混凝土的施工性能，诸如流动性、粘聚性、充填性、可靠性、匀质性、安全性等良好，甚至具有免振捣自密实混凝土、自流平混凝土等先进技术。3、混凝土固化后体积稳定性良好，耐久性高，混凝土使用期达200年甚至更高。高性能的混凝土的技术途径包括以下因素：1、优质水泥，采用标号525和625含碱量低的水泥，第三系列硫铝酸盐、铁铝酸盐水泥；2、高效减水剂，采用减水率2030以上的高效减水剂，使混凝土水灰比降到0.300.20，同时获得良好的流动性和扩散性。3
12、、活性矿物掺合料，采用硅灰、细磨粉煤灰、细磨天然沸石、火山灰、稻壳灰等掺合料对提高抗渗性，保护钢筋混凝土寿命，提高后期强度，减少早期水化热，减少后期收缩量的效果明显；4、合理级配，水泥、掺合料、添加剂和水的合理级配是混凝土实现上述高性能指标的重要因素；5、严格的混凝土制备和施工工艺，制备高性能混凝土应采用电子称量装置。水泥、掺合料、添加剂和水的动态计量精度不大于1，采用强制式搅拌机和规范的搅拌工艺，如客运专线高性能砼暂行规定要求的分批投料砂浆裹石法的搅拌工艺和搅拌时间，预拌混凝土的输送、浇注和模板配置都应遵守严格的施工方案。第四节商品混凝土的概念商品混凝土就是将集中搅拌的新鲜混凝土作为商品销售
13、给用户，按用户对混凝土的各种要求，在约定的时间内生产和运送到施工作业区浇注的预拌混凝土。商品混凝土的发源地是欧洲，一百多年前英国就产生将新鲜混凝土以商品的形式提供给用户的想法，德国最早使用商品混凝土，1903年建立了世界上第一个商品混凝土搅拌站，美国于1913年、法国于1933年、日本到1949年相继建成了本国的第一台商品混凝土搅拌站。上世纪60年代到70年代，随着液压技术的应用及混凝土输送设备的昌盛，混凝土搅拌设备在技术上也有了很大进步，世界各地在这一阶段经济发展都较快，商品混凝土伴随着大规模的经济建设得到高速发展。在发达国家商品混凝土所占混凝土总量的比例一般在6080，多的已达90以上。商
14、品混凝土的生产供应及管理模式的优越性，首先是混凝土工程得到了质量保证，混凝土搅拌站的工艺装备能力和质量控制条件决定了生产混凝土的高性能和高质量，搅拌站的技术进步也为新材料的应用和新工艺的实施提供了条件；其次是搅拌成套设备集中搅拌的生产方式，生产效率高，供应能力强，规模效益好，同时，高度机械化自动化的装备，大大减少了劳动力的需用量，减轻了劳动强度；再有是商品混凝土搅拌站工厂化生产形式可以解决诸如施工现场设备与砂石水泥原材料占地矛盾，运输与作业的环境污染，噪音扰民等问题，符合国家有关的环境政策法规和建设管理规范，尤其在城建市政建设和城区改造工程中得到充分体现。我国的混凝土制备以单机搅拌为传统，集中
15、搅拌首先在水电部门起步，混凝土搅拌站的研究起步于上世纪60年代中期，80年代到90年代混凝土搅拌站有了一个飞跃发展，商品混凝土开始于80年代，到90年代才大力发展起来，但发展水平不平衡，商品混凝土在全国混凝土总量所占比重约为20，与发达国家相比存在很大差别。随着我国经济建设的持续发展和城乡建设规模从东向西、从中心城市向区域经济区发展趋势，以及各地政府的建设规划和政策支持，商品混凝土的全面推广和进步发展将进入新的阶段。第二章搅拌站术语与概念第一节 搅拌站术语1、混凝土搅拌站（楼）：由供料、贮料、配料、搅拌、出料、控制等系统及结构部件组成，用于生产混凝土的成套设备。2、混凝土搅拌站（楼）生产率：在
16、规定的试验工况下，混凝土搅拌站（楼）每小时生产出的混凝土量（以捣实后体积计）。试验工况指：，混凝土各组成材料供料充分，成品混凝土出料及时，混凝土搅拌站（楼）连续运转；，混凝土配合比不变，骨料级配、水泥种类和标号、混凝土标号和塌落度及用水量等均按GB4477的规定；，每一次循环搅拌的混凝土量应以混凝土搅拌机组的公称容量计算；，不加掺和料和附加剂，不进行干搅拌。3、混凝土搅拌站（楼）型号：由混凝土搅拌站（楼）的组代号、装机台数、搅拌机形式代号、主参数和变型或更新代号等组成。其中，组代号HZ为混凝土搅拌站，HL为混凝土搅拌楼；装机台数用阿拉伯数字标准，单机可省略；搅拌机型式代号S为双卧轴式，D为单卧
17、轴式，T为行星式，W为涡浆式，F为锥形倾斜出料式，Z为锥形反转出料式；主参数代号为生产率，单位3/h；变更或更新代号用A、B、C表示。4、引用标准与使用范围GB/T 10171混凝土搅拌站（楼）分类，适用于生产普通混凝土的周期式混凝土搅拌站（楼）。GB/T 10172混凝土搅拌站（楼）技术条件，适用于GB/T 10171中规定的搅拌站（楼）。GB/T 9142混凝土搅拌机，适用于周期式混凝土搅拌机、混凝土搅拌站（楼）中配套的搅拌机。GB/T 4477混凝土搅拌机性能试验方法。第二节搅拌站和搅拌楼的概念从产品标准的术语定义来看，混凝土搅拌站（楼）按照骨料在混凝土生产流程中需要提升的次数，分为混凝
18、土搅拌楼和混凝土搅拌站。骨料经一次提升而完成全部生产流程的称为搅拌楼，骨料提升两次或两次以上的称为搅拌站。从混凝土生产流程的工作程序和功能内容来看，料场贮存的石子和砂，筒仓贮存的水泥等大宗原材料，分别通过骨料和粉料集运系统转运提升到设备主体上部的储料仓，各种物料在设备主体内从上到下完成储料、配料、搅拌、出料工作流程的为搅拌楼。设备主体没有储存仓，骨料经配料后再提升向搅拌机投料，粉料则由螺旋输送机直接向主体的计量装置供料的为搅拌站。从产品结构特点和成套设备的配置来看，搅拌楼的主体是全封闭的，自上而下分别为受料室、储料室、计量室、搅拌室和控制室、支腿和搅拌输送车接料室。储存仓的容量一般可供20分钟
19、以上连续生产，主体的高度重量和设备基础较大。搅拌楼的骨料和粉料的集运方式及其配置形式多种多样，因地制宜，较典型的形式是砂石料场下设接料斗，通过地槽水平皮带机、倾斜皮带机送至主体，水泥由筒仓通过斗式提升机、翻板机构、卸料导管或螺旋送入主体。搅拌楼的控制系统包括骨料集运流程、粉料集运流程和混凝土生产流程的控制。搅拌站的结构特点和配置与搅拌楼相比，首先是主体没有储存仓，因此高度重量和设备基础都缩小；其次是物体集运与混凝土生产流程合为一体，成套设备的配置大为简化，流程更为简捷；另外，控制系统对成套设备的工作统一控制，操作与管理较为简便。搅拌站的型式多样，主要区别在于骨料的储供配料及提升形式的区别和组合
20、变形的多样性，按照产品研制的发展历程，搅拌站大致可分为以下型式。1第一代产品为拉铲集料式搅拌站。早期引进的紧凑式搅拌站和国产搅拌站的骨料系统采用扇形料场储料、悬臂拉铲集料、卸料门下带称量斗、料车提升投料的方式，代号A型。拉铲式搅拌站还有称量斗与提升料斗分别设置或合二为一，提升轨道为直轨或弯轨，轨道角度6090，料车底门投料或倾翻投料，不同的混凝土卸料高度等结构变型，采用涡浆式搅拌机时主机悬挑型式，以及料场分隔仓改为储料仓用装载机上料方式等各种变更型式。国外还有270以上扇形料场，用皮带机上料，拉铲集料门下设皮带秤等形式。拉铲式搅拌站的主机规格以0.53、13、1.53为主，国外产品还有23。拉
21、铲的悬臂长度为8、12、16，国外产品达20。拉铲式搅拌站的建站投资比较低，因此被广泛采用。但在实际应用中逐渐显露其不足：1）拉铲卷扬的钢丝绳和铲斗的磨损量大，拉铲的作业环境差，劳动强度大；2）料场的堆积容积有限而且死料多，对砂石供应流通领域的物流要求较高；3）受拉铲与提升装置的规格和露天料场的影响，搅拌站的规格和资质升级也受限制。因此，拉铲式搅拌站虽曾独领风骚，随着产品的技术进步和规格品种的发展而逐渐被淘汰。2第二代产品为配料机组合式搅拌站。骨料配料机又称配料站，是集砂石的储供料、计量和配料输出的功能于一体的模块化骨料后台装置，它与骨料提升装置组合的形式逐渐替代了拉铲式搅拌站的骨料系统。配料
22、机的隔离式储料仓有多种数量和容积的规格，计量方式有称量斗独立计量或累积计量、皮带机累积秤、行走小车累积计量等形式，上料方式一般采用装载机将独立料场的砂石料转运到配料机储料仓，也有用多根斜皮带机直接或转接对配料机储料仓上料形式，国外还有在配料机储料仓上方安置行走式拉铲的集料方式。配料机组合式搅拌站骨料贮存采用的独立料场形式是符合国情的普遍形式，配料机与拉铲形式相比建站投资相近，但性价比提高，适用性更强，因此配料机投入实际应用后便风靡市场。组合式搅拌站的基本形式是配料机与直轨料车提升组合的骨料系统，代号B型，主机规格仍以0.53、13、1.53为主，主体结构比较简单，60直轨结构占地面积较小，建站
23、投资也较低，应用在工程施工现场比较多见。然而，骨料系统采用料车提升方式的搅拌站也有难以逾越的弱点：1）是提升卷扬的钢丝绳磨损较大，钢丝绳缠绕和料车轨道运行的维护保养工作量较大；2）是受提升驱动和制动装置配套的局限，规格难以再大；3）是骨料流程中由于料车下降时间的因素存在，批次骨料的工作循环周期相应增加，提高生产率受到限制。3第三代产品为皮带机提升仿楼式搅拌站。倾斜皮带机是搅拌楼传统的骨料集运装置，采用倾斜皮带机提升骨料，再加上全封闭的主体，使设备宏观外形与搅拌楼相似，俗称仿楼式。提升皮带机按皮带机的带型区别有通用槽形皮带机，人字型浅花纹皮带机和波形档边形大倾角皮带机等形式。骨料提升采用倾斜皮带
24、机的方式优点很多：1）皮带机是一种通用输送设备，各种配置技术成熟，运行稳定，工作可靠；2）不同的技术规范及输送能力能满足各种主机规格和主体结构形式搅拌站的设计条件；3）搅拌站的工作循环周期可以按搅拌机的搅拌周期设定，以提高搅拌站的生产率；4）成套设备的不同配置和布局方式可以适应不同现场的条件和不同用户的需求。搅拌站第三代产品的骨料系统有两种形式，一种是斜皮带机前加置配料机，骨料提升至主体的中途斗暂存再投料的基本形式，代号C型，适配的主机规格为1m3、1.5m3、2m3、3m3、；另一种是隔墙料场下的地槽里加置独立计量的砂、石计量斗，批次骨料经水平皮带机输送，倾斜皮带机提升到主体的中途斗暂存后投
25、料的仿楼流程形式，代号E型，适用主机规格为1.5m3、2m3、3m3、4m3。实际应用中，双机组对称布置，全封闭集中统一的控制和主体结构形式被广泛应用，成为商品砼搅拌站的理想模式；隔墙料场加地槽形式常被高资质的商品砼搅拌站采用，料场上可加盖或建屋，以适应各种气候条件下作业；配料机形式适用独立露天料场，常被扩大规模或升级改造的商品砼工厂采用；人字形浅花纹皮带机形式占地面积较小，常被场地受限制的商品砼工厂和混凝土制备要求高的工程用搅拌站采用。搅拌站第三代产品结构合理，性能优越，配置先进，功能齐全，成套设备布局能适应商品砼和工程站的使用要求和适用条件，一经面世便大有一统天下之势。然而C型砼搅拌站虽然
26、兼顾了商品站和工程站的适用条件，但是专用为工程站时难免有所欠缺，为此，我公司在C型砼搅拌站基础上，开发了专用于工程站的第四代产品。4第四代产品为骨料直投式砼搅拌站，代号D型，适配主机规格以1m3、1.5m3、2m3为主。其结构特点是骨料提升采用人字花纹带型的倾斜皮带机，皮带机输出直接投料。主体没有中途暂存斗，计量系统将水泥与掺合料，水与添加剂的计量装置及其架体采用模块化结构设计，并直接坐落在搅拌机上。其优点是骨料流程简捷，结构紧凑，设备占地面积小，设备主体结构安装调试简捷，拆迁移动便利，外观简洁美观，主体台面通畅，维护保养方便，而且能采用砂浆裹石搅拌工艺，满足拌制高性能砼的要求，是工程站的理想
27、配置模式。第三节搅拌站的各种称谓1商混站和工程站商混站指适用商品砼生产和供应方式的搅拌站，工程站指适用施工现场拌制混凝土的搅拌站。两者在产品的性能与功能方面都应符合国家的标准要求，成套设备应配套齐全、完善，工艺合理、可靠，能满足各种混凝土的生产。商品站更强调的是产品的生产效率和管理功能，工程站更期望的是较好的拆装移动性和较少的初期投资。从产品的适用性看E型砼搅拌站是典型的商混站，D型砼搅拌站是专用的工程站，C型搅拌站则是商混与工程兼容性搅拌站。2固定式和移动式搅拌站固定式与移动式是个相对的概念。商混站一般是不会迁移的，产品的结构设计是固定的，如搅拌楼、E型搅拌站。而工程站一般施工周期要小于产品
28、使用寿命，施工结束后需拆迁转移场地，因此产品结构设计应减少拆装部套件，同时考虑设备基础费用与拆迁成本。如B型搅拌站组合形式的拆迁移动性较好，A型D型C型搅拌站的移动性能则逐一次之。搅拌站初期产品中有的结构设计是可以整体拖运或配料机与主体拆卸拖行的，称为移动式搅拌站，一般规格较小，配置简单，适用于道路，隧道等延伸性工程。随着工程施工技术与管理的进步，砼输送泵与布料杆的应用，以及汽车起重机的普及，牵引拖运形式的移动式搅拌站已消声蹑迹，但性能优良且移动性良好的工程站则受用户的青睐。3强制式与自落式搅拌站主机采用立轴涡浆、立轴行星、单卧轴、双卧轴等强制式搅拌机的通称强制式搅拌站，其搅拌周期较小，生产率
29、较高，其中双卧轴搅拌机是应用最广泛的机型。主机采用锥形反转出料或锥形倾翻出料等自落式搅拌机的通称自落式搅拌站，其搅拌周期较长，能适应大粒径骨料而且驱动功率较小，采用多台锥形倾翻出料搅拌机的搅拌楼是生产水工混凝土的常见机型。4周期式与连续式搅拌站国家标准定义的混凝土搅拌机和搅拌站都是周期式的，也就是混凝土生产的配料、投料、搅拌、出料按周期进行循环作业的方式。还有应用螺旋式搅拌原理，物料在拌筒里边搅拌边输送到卸料位置的搅拌机称为连续式搅拌机，主机采用连续式搅拌机，配料采用流量计量，供料装置也连续供应的成套设备则称为连续式搅拌站，这种形式的特点是能用较小的结构尺寸得到较大的生产率，但计量精度和可靠性
30、较难保证，搅拌效果也不如周期式搅拌机，适用于批量较大标号较小的道路工程制备混凝土。周期式搅拌站的工作循环周期指主机两次卸料间的时间间隔，也就是成套设备完成配料、投料、搅拌、出料等工作循环所需的最长时间。设工作循环周期为T（S），搅拌主机额定容量为E（m3）则搅拌站生产率Q=3600E/T（m3/h）。设计时将骨料、粉料、液料各系统和搅拌流程的工作时序相互交叉重叠，使工作循环周期尽量接近搅拌工作周期，以提高搅拌站的生产率。对于搅拌楼，由于砂、石水泥等大宗材料的集运提升流程与配料计量流程分离，各种物料通过重力下落采用开启斗门等方式完成计量，工作周期要小于搅拌机工作周期，因此，同样规格容量主机的搅拌
31、楼生产率能更高些。而选择搅拌工作周期较长的自落式搅拌机的水工混凝土搅拌楼，则可以配置3至4台主机使多次配料的循环周期与搅拌工作周期接近，充分发挥成套设备的生产效率。第三章：混凝土搅拌站、楼的生产工艺流程第四章搅拌站机械设计与配置的技术条件第一节搅拌系统搅拌机以作业方式来划分可分为周期式和连续式两类。国家标准定义的搅拌机和搅拌站为周期式（batching）。关于连续式可参见“搅拌站术语与概念”有关章节。搅拌机以搅拌原理来划分可分为强制式和自落式两类。强制式的罐体不动，搅拌轴旋转，通过搅拌臂带动搅拌叶片对罐体内的物料进行强制导向搅拌；自落式拌筒旋转，借助安装在拌筒内的搅拌叶片，使物料抬起，物料靠自
32、身重力跌落，并产生轴向串动，从而实现搅拌效果。两者相比，强制式的搅拌作用强烈，一般在30-60秒的搅拌时间就可将混合物拌成匀质性混凝土，制备专用或特种混凝土时，则需较长时间；自落式的搅拌时间需翻倍甚至更长，搅拌特种混凝土困难甚至不可能。在相同的搅拌容量下，强制式与自落式相比搅拌机的驱动功率较大，相应的设备装机总功率及配电设施要增加，但是工作周期较短，所以生产混凝土的单位能耗增加不大。以双卧轴强制式与锥形倾翻出料自落式为例两者相比，搅拌机的驱动功率约为2.4倍，单位能耗则约为1.3倍。综合搅拌的效率、功能、质量、能耗各方面因素，搅拌站应选择强制式搅拌机作为主机，只有在骨料采用较大粒径如150以上
33、的碎石时才优先选用自落式搅拌机。强制式搅拌机按结构型式区分为两类，一类是立式搅拌轴，有涡浆式和行星式两种，另一类是卧式搅拌轴，有单卧轴和双卧轴两种。立轴与卧轴型式的搅拌效果都很良好，两者相比立轴型式的功率消耗要高于卧轴型式，同一规格机型的搅拌额定功率一般要高20。对骨料粒径的适应范围立轴型式最大粒径一般为60，规格1500L以上为80，卧轴型式最大粒径一般为80，规格1500L以上可达100，增大驱动功率时可达120-150。立轴型式的规格最大可达4m3,受拌筒直径运输尺寸的限制，大规格的机型应用较少。卧轴型式的规格最大可达6m3,双卧轴甚至做到9m3。两者的结构特点，立轴搅拌机的上盖部位受驱
34、动装置安装位置与维修条件的限制，用作搅拌站的主机，不利于骨料投料装置和粉料计量装置的结构设计，而卧轴搅拌机的驱动装置在罐体旁侧位置，罐体上方可合理布置骨料投料和粉料计量装置，驱动装置的维护保养工作也更方便。综合各方面因素，卧轴搅拌机更适合用作搅拌站主机。双卧轴与单卧轴型式相比，搅拌叶片的线速度低，耐磨损；罐体各部位衬板的磨损程度比较接近，衬板的使用寿命长，经济性好；驱动装置可采用双套同步运行，更有利于大规格机型的配套条件和产品系列化发展，因此，双卧轴搅拌机成为应用最广泛的搅拌站主机。双卧轴搅拌机由罐体、搅拌轴装置、轴端密封和支承装置、驱动装置、卸料门装置和上盖等组成。我公司的JS系列双卧轴搅拌
35、机，采用整体的罐体结构，铸钢的搅拌臂、座与方管状搅拌轴螺栓联接，相邻搅拌臂夹角90，大尺寸搅拌叶片的欧式搅拌罐结构形式，对混凝土坍落度和骨料粒径的适应范围大。同时采用了多项公司专有技术和专利技术，如搅拌轴偏心技术，菱形衬板，卸料门偏心技术，独特的五道密封结构组成的轴端密封装置，轴端支承与轴端密封分离的结构形式等。采用两套驱动装置并列同步驱动方式，减速器有平行轴传动和直角轴传动两种型式，使搅拌机的工作运行更加可靠，维护检修更加便利，使用寿命明显提高。参见JS型混凝土搅拌机的图片。第二节骨料配料机骨料配料机是集砂与石子的贮料、计量、配料输出等功能于一体，模块化设计的骨料流程装置。不仅在工程站被广泛
36、应用，也常用于商混站。配料机的型式用代号PL表示，规格用单位为升的阿拉伯数字表示与搅拌主机的进料容量适配的批次骨料配料容量，如PL1600表示适配1m3搅拌机，其额定出料容量为1000L，进料容量也就是骨料的配料容量为1600L。按贮料仓的数量区分，配料机有2斗、3斗、4斗等多种，以3斗配料机为典型，能适应各种级配的骨料贮存。每仓贮料容量一般在5-15m3，大容量贮料仓上部可做成装配式以适应运输条件。为了提高有效容积，料仓下部应做成两个锥形斗的落料形式，供料采用气动控制底门开启方式。按计量方式区分，配料机有砂、石独立计量和累积计量两种。独立计量方式的配料机在每个料仓下设置称量斗，完成配料后通过
37、开启气动底门，分别投落到下方的水平皮带机输出。累积计量方式的配料机在水平皮带机上设置档板与皮带构成计量槽，骨料落入计量槽与皮带机一起完成累积计量。两种计量方式都采用电子称重形式，动态计量精度都能符合标准规范要求。两者相比，独立计量方式的配料机结构高度是有所增加，装载机上料作业坡道要相应加长。而累积计量方式的配料机在同样的装载机上料高度条件下，料仓结构的高度及相应的贮料容量能增加，因此更受用户青睐。累积计量方式配料机的水平皮带输送机是重载起动工作，因此驱动装置的电机功率需增加，同时计量槽的结构型式应减小运行时下部流动骨料的截面尺寸和上部骨料的压力，以降低工作能耗。累积计量方式的配料机，骨料累积计
38、量的实施用时t1=G/Qt（S），其中：G（）为批次骨料总重量，一般G=2000E，式中：E（m3）为搅拌主机的额定容量；Qt（/s）为骨料的供料流量，Qt=S1Qg，式中：S1（d）为贮料仓底门的开口截面面积，Qg（/Sd）为骨料自由落体时单位面积流量，经验数据Qg=12/ Sd。水平皮带机将完成配料的批次骨料送出配料机的实施用时t2=G/Qs+l/v（s），其中：Qs（/s）为皮带机的输送流量，Qs=10SVvr，式中：SV（d）为计量槽里流动骨料的纵截面积，r为骨料的堆比重，v（m/s）和lt（m）分别为水平皮带机的带速和计量槽前的输送长度。设计时考虑动态计量精度，每种骨料的计量时间宜不
39、小于6-8（S），因此t1宜为18-24（S），若骨料流程时序设计中累积计量的设计定时T1较大时，也就是完成累积计量后需等待较长时间才实施配料输送流程时，也可通过现场调试S1使t1接近T1。皮带机输送批次骨料的时间从工作循环周期及骨料各流程分配的时间来考虑，即使工作周期为60秒时，G/ Qs=30（S），皮带机的输送能力符合240E（t/h）就可以，适用直投式搅拌站时，骨料投料时间就是批次骨料输送时间，则G/ Qs=20（S），Qmax360E（Q/h）为宜。设计选型时，皮带机的带型和带宽一般按统型通用原理考虑，带速以1.25m/s，1.6 m/s，2.0 m/s为宜.必要时可以通过现场调试计
40、量槽前端的开口截面,减小Sv使G/ Qs符合实施用时的要求。独立计量方式的配料机，由于各贮料仓可同时开始放料计量，所以计量的实施用时较小。而批次骨料的输送时间，主要是受计量斗底门的开口截面面积S2制约，即Qs= S2Qg，另外还受各计量斗放料时序要求连贯又不重叠的影响，一般t2G/ Qs。可以通过现场调试S2实现t2T2或t2T4，即批次骨料流程实施用时接近或不大于输送或投料流程的控制定时要求。对于骨料流程采用墙隔料场下设落地斗和计量斗，地槽设置水平皮带式的E型砼搅拌站配置形式，其流程装置工作的技术条件与独立计量方式的配料机一样，只是水平皮带机的长度因为料场与地槽长度较大及倾斜皮带机导料口位置
41、较远而增加。第三节倾斜皮带输送机皮带机的带型和倾角按产品结构型式及现场适用条件来选择，适用商混站的C型和E型砼搅拌站一般选平皮带，倾角1820；适用工程站的C型和D型砼搅拌站一般选人字形浅花纹皮带倾角2430。皮带机的带速一般选1.6m/s或2.0m/s。输送带的带宽常用规格有650，800，1000，1200。倾斜皮带机的输送能力Qmax（t/h）应能满足水平皮带机实际输出流量Qs（/s）的要求。即Qmax3.6Qs。同时符合设计循环周期下分配给提升流程用时的要求，即t3T3。批次骨料提升流程的实施用时t3=L/V+G/ Qs。其中：L(m)和V (m/s)分别为倾斜皮带机的输送长度和带速，
42、L/V就是料头的提升时间，G/ Qs是批次骨料的输送或投放时间，t3则是从料头开始提升到料尾结束提升的时间总和。配料机形式的骨料流程包括：1、配料计量，2、水平皮带机放料输出，3、倾斜皮带机输送提升，4、中途斗暂存投料。从工作循环角度看，流程1和2组成配料工作循环，流程2和3、4（直投式则是流程2和3）组成提升工作循环，配料计量与提升在时序控制上交叉重叠，也就是前一批次骨料完成了配料放料，提升尚未结束时，后一批次骨料已开始计量。从流程的时间与周期的关系看，批次骨料的放料输送用时30秒时，也就是皮带机输送能力Qmax240E（t/h）时，就能满足工作周期60秒的条件。这时，t1+t2=24+30
43、60，t2+t3+t4=24+30+6=60，也就是说，皮带机输送长度和带速设计时l0/v+L/V不大于24s，中途斗投料结束延续时间不超过6s即可，既使是料场地槽形式，水平皮带机较长，倾斜皮带机倾角较小，输送长度较长，也能实现这些技术条件。骨料直投形式取消了中途斗，不存在投料延续时间，则提升周期更短，但是从搅拌工作周期考虑，投料时间不宜超过20S。即皮带机的输送能力Qmax360 E（t/h）。皮带机设计选型的结果，其最大输送能力一般都大于流量的设计参数，而工作时的实际流量取决于输出放料源头装置，实施用时与设计参数有一定的差异，运行时通过控制系统设定的流程控制定时和时序，指令相关流程的执行元
44、器件按设计的逻辑程序工作。皮带机输送能力的设计选型范围很大，能适配各种规格的搅拌主机，尤其是大规格机型更是非它莫属。而且倾斜皮带机还可增设防护性蓬盖，维修保养用廊道，配置为固定式搅拌站时可作全封闭包封。第四节粉料筒仓大宗粉状原材料如水泥、粉煤灰、矿渣粉、膨胀剂等都采用筒仓贮料。筒仓规格有100t，150t，200t，300t甚至更大，筒仓的储存容量越小，搅拌站连续生产混凝土时对粉料供应渠道的流通要求越高。一般固定式双机组商混站，每个机组配大规格筒仓两座，分别储存2种标号水泥粘结剂，配小规格筒仓两座分别储存粉煤灰矿渣粉等掺和料，两机组合用一个小规格筒仓储存膨胀剂。一般移动性的工程站可配较小规格筒
45、仓3座，200t以上筒仓受运输条件限制需在现场制作。筒仓由筒体、风帽、支腿及梯子等组成，贮料筒体上下侧壁装有料位器，下部锥体设有破拱装置，内外壁设梯子，顶部有检修进口，并设置排气除尘风帽，进灰管从支腿旁直通筒体上部。粉料通过散装水泥输送车接头与进灰管连通直接送入贮料筒体。搅拌站使用袋装水泥生产混凝土时，可选配辅助设备袋装水泥气力输送泵送入筒仓的贮料筒体。参见搅拌站主要辅助设备章节。第五节螺旋输送机水泥等粉料的输送必须在完全密封的腔体内进行，以免污染环境和输送物料受潮。O形截面的螺旋输送机是应用最广泛的粉料供料输送装置。其机壳采用无缝钢管，常见规格有219，273，325，机壳尾部进口通过球形绞
46、链与筒仓翻板门连接，头部出口通过帆布袋柔软连接通向主体上的粉料秤斗。安装倾角一般在3045之间，必要时可达60。螺旋的长度不应超过14m，可通过更换中间节段得到不同的螺旋总长度。更长的输送距离可通过螺旋接力的方式实现，接续螺旋设置两个进料口。机壳中的旋转体由芯管与连续式的螺旋叶片组焊而成，中间节段的旋转体采用中间支承和无油润滑的联轴节。螺旋体的直径D=2（b+）其中：与b为机壳的外径与壁厚，为旋转体与机壳的间隙，/D值以0.040.05为宜，芯管直径d一般按旋转体直径D的三分之一左右选择.螺旋节距t=0.8D.螺旋转速n的范围一般为150300rpm，应用较多的为160 rpm 和210 rp
47、m。影响螺旋输送机生产效率的因素很多，螺旋输送能力Q=33.5KxKKrD3n(t/h)。首先输送能力取决于旋转体的直径和转速。Q与D3n成正比；其次，轴向泄漏系数Kx旋转体与机壳之间产间隙有关，Kx=14.5/D，一般Kx=0.770.82；此外，切向滞后系数K与螺旋面的平均螺旋角和粉料对钢的摩擦系数tg有关，Kx=coscos（+）/cos。一般K=0.750.82;另外,倾角系数K与螺旋安装角度有关,当=0时, K=1，=30时，K=0.750.85，=45时，K=0.650.72;而且，粉料的容重与其堆积状态有关，变化范围较大，如水泥r=0.91.7，粉料进入螺旋后的充填密度又与供料的流量有关；因此输送时的粉料实际容重也可能差异很大。总而言之,螺旋的实际输送能力不仅取决于设计的技术条件,而且受制于使用条件和外界因素；若按各项因素的上下极限系数计算,螺旋在不同安装倾角的输送能力计算值为Q0=1738 D3n,Q30=1333 D3n,Q45=1128 D3n,由此也不难理解相同规格螺旋输送机,不同生产厂标注的输送能力却不一样甚至差异较大。综合平衡各项因素和实际经验，通常螺旋输送能力按QL=28 D3n计。螺旋的输
