【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及混凝土的制備領域，特別是一種具有溶膠特性的水泥漿制備設備及方法。
技術介紹
1、水泥與水混合制得水泥漿，水泥漿與骨料混合制得混凝土。水泥漿中水泥顆粒在水中溶解形成的溶膠是將骨料黏合在一起從而構成混凝土中的膠黏劑。常規工藝從配制水泥漿到拌合混凝土是連續的工序或間隔較短的工序，通常不超過5分鐘，由于水泥是一種硅酸鹽礦物顆粒，其溶解速度較為緩慢，眾多研究結果表明水泥顆粒完全溶解水化的過程可長達1年至數十年，因而常規工藝拌合混凝土時水泥漿中的溶膠含量較少，此種水泥漿實質上僅僅是包含了少量溶膠的水泥顆粒懸浮液，水泥漿中起著膠凝作用的溶膠含量稀薄，因此影響了混凝土成型與硬化后強度的發展，且水泥漿懸浮液中包含了大量未參與水化的多余水分，在其蒸發后會形成大量微小的孔隙，不但影響混凝土強度發展還會造成混凝土收縮增大、抗滲性變差。
2、為改善水泥漿中水泥顆粒溶解度不足的問題，目前可采用對水泥漿進行預水化，即采用高速攪拌機攪拌水泥漿來加速水泥顆粒溶解。然而由于水泥漿高速攪拌機轉速通常不超過20r/s即1200r/min，且受到水泥凝結時間的限制，普硅水泥初凝時間約在150～200分鐘，不能進行長時間的高速攪拌，因而不能有效解決水泥顆粒溶解不足問題，因此高速攪拌預水化的水泥漿依然是僅含少量溶膠的水泥顆粒懸浮液，作用非常有限，因而該方法在混凝土生產中基本不被采用。也有一些研究對水泥漿進行長時間預水化，預水化時長可達數日，此時水泥漿中的水泥溶膠已經凝固形成凝膠和結晶，并不能直接用來拌合混凝土，只能作為“晶種”少量地，通常不超過總水
3、目前上述方法獲得水泥漿的水泥顆粒水化度不足15％，本質上仍是水泥顆粒的懸浮液，用其拌合混凝土導致了多種公認的混凝土微觀結構缺陷。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的問題，本專利技術提供了一種水泥溶膠漿的制備設備和方法，旨在提高混凝土強度、減小混凝土干縮，同時不影響混凝土后期強度發展。
2、基于本專利技術的一個方面，提供了一種水泥溶膠漿的制備設備，其包括：
3、攪拌容器，所述攪拌容器具有一開口，所述開口上設置有可開合的蓋體；
4、浸入式超聲波振動裝置，所述浸入式超聲波振動裝置貫穿設置于所述蓋體上；
5、攪拌裝置，所述攪拌裝置設置在所述攪拌容器內遠離所述浸入式超聲波振動裝置的一側；超聲換能器，所述超聲換能器設置在所述攪拌容器外壁。
6、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備設備的優選方案，所述制備設備還包括升降裝置，用于升降所述蓋體，所述升降裝置還包括升降電機和升降桿，所述升降桿的一端與所述蓋體連接，所述升降桿的另一端與所述升降電機連接。
7、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備設備的優選方案，所述攪拌裝置包括設置在攪拌容器外側的攪拌電機、攪拌軸，所述攪拌軸一端連接于所述攪拌電機，另一端貫穿所述攪拌容器的壁伸入所述攪拌容器腔體內，以及設置在所述攪拌軸另一端上的攪拌葉片。
8、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備設備的優選方案，所述制備設備還包括控制系統，所述控制系統與所述攪拌電機、所述升降電機、所述超聲波發生器以及所述超聲波換能器電連接或電信號連接。
9、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備設備的優選方案，所述制備設備還包括主體框架，所述攪拌容器設置于所述主體框架內。
10、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備設備的優選方案，所述開口位于所述容器的上方，所述升降桿貫穿所述主體框架的頂部與所述上蓋連接，所述攪拌容器還包括位于其底部一側的出口。
11、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備設備的優選方案，所述攪拌葉片包括至少兩組，靠近所述攪拌容器底部的攪拌葉片下部安裝有彈性刮板，刮板與容器底部緊密接觸，每組攪拌葉片沿所述攪拌容器的徑向設置并滿足該組所有攪拌葉片旋轉一周后的攪拌區域的底面積不低于所述攪拌容器底面積的90％，所述浸入式超聲波振動裝置包括至少兩個，沿蓋體直徑方向均勻設置，所述浸入式超聲波振動裝置頻率為14-41khz。
12、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備設備的優選方案，所述超聲波換能器的超聲波功率密度為0.002-0.04w/cm3，頻率為14-41khz，超聲換能器能將高頻振動波通過攪拌容器外壁傳遞到容器內壁的水泥漿中，補充容器內壁附近的水泥漿由于距浸入式超聲波振動裝置較遠而超聲波強度弱的問題，在本專利技術的技術方案中超聲波換能器的超聲波功率密度進一步優選為0.002-0.02w/cm3，這是因為超過0.02w/cm3的功率密度后會其作用效果趨于飽和。
13、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備設備的優選方案，所述浸入式超聲波振動裝置包括超聲波振動棒和超聲波發生器，所述超聲波振動棒的長度滿足當所述蓋體蓋合于所述攪拌容器上時，伸入水泥漿內的棒體長度不小于所述水泥漿高度的1/2。
14、基于本專利技術的另一個方面，提供了一種水泥溶膠漿的制備方法，所述制備方法采用如上所述的制備設備，包括如下步驟：
15、1)向所述攪拌容器內加原料，所述原料包括水、水泥和減水劑，控制升降電機將所述蓋板蓋合于所述攪拌容器上；
16、2)開啟浸入式超聲振動裝置對水泥漿以14-41khz的頻率進行振動，設定超聲波換能器頻率為14-41khz、超聲波功率密度為0.002-0.04w/cm3對水泥漿進行超聲作用，同步開啟攪拌裝置對水泥漿以10-30r/min的轉速進行攪拌，完成后即得水泥溶膠漿。
17、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備方法的優選方案，當環境溫度為20-25℃時，攪拌時間為10-30min、超聲作用時間為10-30min、振動的時間為10-30min，當環境低于20℃時，攪拌時間、超聲作用時間和振動時間均增加5min以上，當環境高于25℃時，攪拌時間、超聲作用時間和振動時間均減少5min以上。
18、作為本專利技術的一種水泥溶膠漿的制備方法的優選方案，水和水泥的配比為0.4:1-0.7:1，所述減水劑的加入量為水泥的0.1‰-2‰，所述減水劑包括聚羧酸減水劑粉料。
19、基于本專利技術的另一個方面，提供了一種水泥溶膠漿，所述水泥溶膠漿由如前所述的方法制備得到。
20、基于本專利技術的另一個方面，提供了一種水泥混凝土，所述水泥混凝土包括如前所述的水泥溶膠漿。
21、在本專利技術的技術方案中，如無特別說明，涉及含量(配比)的單位均為質量。
22、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：
23、1、相比于現有技術的水泥漿而言，本專利技術制備得到水泥溶膠漿中游離水的含量更低，因而固化后形成的凝膠中孔隙少而均勻致密，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種水泥溶膠漿的制備設備，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的制備設備，其特征在于，所述制備設備還包括升降裝置，用于升降所述蓋體，所述升降裝置還包括升降電機和升降桿，所述升降桿的一端與所述蓋體連接，所述升降桿的另一端與所述升降電機連接。
3.如權利要求1所述的制備設備，其特征在于，所述攪拌裝置包括設置在攪拌容器外側的攪拌電機、攪拌軸，所述攪拌軸一端連接于所述攪拌電機，另一端貫穿所述攪拌容器的壁伸入所述攪拌容器腔體內，以及設置在所述攪拌軸另一端上的攪拌葉片；所述制備設備還包括控制系統，所述控制系統與所述攪拌電機、所述升降電機、所述超聲波發生器以及所述超聲波換能器電連接或電信號連接。
4.如權利要求1-3任一項所述的制備設備，其特征在于，所述制備設備還包括主體框架，所述攪拌容器設置于所述主體框架內，所述開口位于所述容器的上方，所述升降桿貫穿所述主體框架的頂部與所述上蓋連接，所述攪拌容器還包括位于其底部一側的出口。
5.如權利要求4所述的制備設備，其特征在于，所述攪拌葉片包括至少兩組，靠近所述攪拌容器底部的攪拌葉片下部安裝有彈性
6.一種水泥溶膠漿的制備方法，所述制備方法采用權利要求1-5任一項所述的制備設備，其特征在于，包括如下步驟：
7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，當環境溫度為20-25℃時，攪拌時間為10-30min、超聲作用時間為10-30min、振動的時間為10-30min，當環境低于20℃時，攪拌時間、超聲作用時間和振動時間均增加5min以上，當環境高于25℃時，攪拌時間、超聲作用時間和振動時間均減少5min以上。
8.如權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1）水和?水泥的配比為0.4:1-0.7:1，所述減水劑的加入量為水泥的0.1‰-2‰。
9.一種水泥溶膠漿，所述水泥溶膠漿由權利要求6-8任一項所述的方法制備得到。
10.一種水泥混凝土，所述水泥混凝土包括權利要求9所述的水泥溶膠漿。
...【技術特征摘要】
1.一種水泥溶膠漿的制備設備，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的制備設備，其特征在于，所述制備設備還包括升降裝置，用于升降所述蓋體，所述升降裝置還包括升降電機和升降桿，所述升降桿的一端與所述蓋體連接，所述升降桿的另一端與所述升降電機連接。
3.如權利要求1所述的制備設備，其特征在于，所述攪拌裝置包括設置在攪拌容器外側的攪拌電機、攪拌軸，所述攪拌軸一端連接于所述攪拌電機，另一端貫穿所述攪拌容器的壁伸入所述攪拌容器腔體內，以及設置在所述攪拌軸另一端上的攪拌葉片；所述制備設備還包括控制系統，所述控制系統與所述攪拌電機、所述升降電機、所述超聲波發生器以及所述超聲波換能器電連接或電信號連接。
4.如權利要求1-3任一項所述的制備設備，其特征在于，所述制備設備還包括主體框架，所述攪拌容器設置于所述主體框架內，所述開口位于所述容器的上方，所述升降桿貫穿所述主體框架的頂部與所述上蓋連接，所述攪拌容器還包括位于其底部一側的出口。
5.如權利要求4所述的制備設備，其特征在于，所述攪拌葉片包括至少兩組，靠近所述攪拌容器底部的攪拌葉片下部安裝有彈性刮板，刮板與容器底部緊密接觸，每組攪拌葉片沿所述攪拌容器的徑向設置并滿足該組所有攪拌葉片旋轉一周后的攪拌區域的底面積不低于所...
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