乳化机的低效区及其消除

搅拌设备是生产混凝土的必备设备，其性能的好坏直接影响到施工的质量和速度。强制混合器作为混合设备的主导类型，已经使用多年；。笔者和课题组开展混凝土搅拌理论与设备研究时发现，现有搅拌设备存效率低下的固有缺陷 因此，混合质量和效率较低[25]；。现，关于这个聚会 这方面的研究尚属空白。本文揭示了混合过程 本文分析了设备低效区产生的原因，并分析了产生这种现象的原因 实验的基础上，给出了低效率区的消除方法 具体方法。


1搅拌低效区现象

20世纪初，圆筒形搅拌筒取代了多边形搅拌筒；20世纪50年代，强制式混合机开始使用，现已发展成为内外领先的混合机型号。图1是这种机器的示意图。由于搅拌叶片上各点与搅拌筒中心的距离不同，各点的线速度呈线性分布，存速度梯度。为了防止混合料混合过程中离析，限制了叶片端部的**大线速度Vmax，一般1.8 MS-1之间；。因此，搅拌轴附近区域的速度很低，形成混合料搅拌的低效区。
低效地区带来的问题是显而易见的。**首先，虽然低效区与整个混合室容积的比例不
0，但低效区的混合流动缓慢，混合效率低，混合均匀性差 但是，它限制了搅拌设备的成套性
图1强制搅拌机的性能成品混凝土的潜原理和速度梯度图中留下缺陷和隐患。此外，效率低
该区混合料流动性差，易粘搅拌轴上，造成“抱轴”现象。而且，随着混炼机容量的增大，低效区现象越来越严重。
2实验验证
2
以立轴强制式搅拌机为例，混合室的工作容积设为psi；，圆柱壳的内半径为R1，安装叶片的旋转轴半径为R0，取空间圆柱坐标系（Z，R，phi；）；其坐标原点为底面中心0，Z轴与圆柱壳几何轴重合，方向向上，则混合室工作腔的数学描述为

其中H是混合物的高度。
实验中，按照极限分布三个坐标方向上进行混合料的进料，并不同的搅拌时间对相应混合料的均匀性进行了测量，发现混合均匀性较差。搅拌水泥混凝土时，可采用图2所示的3种极限分布方法。
混合器的主要参数为：R0=0。2米，R1=0。625 m，H=0.15 m。根据**标准[6]给出了混合质量，即 混合料均匀性指标是粗骨料质量的相对误差； 砂浆体积密度的相对误差为0.8%。通过测试；，
消除3搅拌的低效区
低效率区是圆柱形混合器的固有缺陷。经过几年的努力，我们的研究小组提出了几种消除这种现象的方法。
3.1振动搅拌
图3为立轴振动混合器的结构示意图[2]；。由搅拌叶片驱动机构1、激振器驱动机构2、给料机3、搅拌筒4、搅拌叶片5、深度激励器6、出料机构7等组成，深度激励器6如1；插入低效搅拌区中心的混凝土振捣器。当机构1驱动搅拌叶片5旋转时，它将物料推到位于混合室中心的激振器壳体上，其**大的振动加速度约为20 G，壳体周围混合物的粘度因振动而降低，这为混合物料创造了条件高效节能混合。振动的作用下，搅拌叶片将物料推到激振器壳体上形成一个循环，消除了搅拌的低效区。强制搅拌与振动活化相结合，使材料非常有利的条件下对流扩散完全，大大提高了搅拌过程的发展速度，可以短时间内（38s）搅拌均匀密实的混凝土。
为了比较振动搅拌法与普通搅拌法改变混凝土均匀性、提高混凝土强度方面的差异，对
混凝土采用了振动搅拌法和普通搅拌法
混合比和试验方法相同，但不同的混合条件下 确定混凝土混合物的均匀性[6]和硬化混凝土试块的阻力
压力等级[7]；。不同的搅拌条件如下：（1）按设计配合比振动搅拌，干拌8s，湿拌30s；（2）减少水泥用量20，其他组分用量不变
振动搅拌，干混8s，湿混30 S；（3）关闭振动电机，进行传统的强制搅拌、干混8s，
湿拌1分钟；
（4） 采用干式混合机（J50/W50）和普通混合机
1分钟。
一组试验结果如表1所示。利用混凝土抗压强度R的平均值和标准差σ（或偏差系数Cv），绘制了不同搅拌条件下混凝土强度的概率分布曲线（图4）。
图4不同搅拌条件下混凝土强度的概率分布曲线
从表1和图4可以看出，不同的搅拌条件下，混凝土拌合物的均匀性指数均为宏观值，二者无显著性差异，但硬化混凝土试块的抗压强度存较大差异。振动搅拌法不仅混凝土强度高
强度的标准差和偏差系数显著减小，表明强度的概率分布曲线窄而高，分散度小。这说明振动搅拌改善了混凝土的微观均匀性，消除了低效区的微观缺陷。试验数据表明，采用振动混合法消除了低效区。设计配合比一定的情况下，混凝土强度提高20%～35%，偏差系数大大减小；混凝土强度不变的情况下，可节约水泥20%左右，缩短搅拌时间，提高搅拌效率。此外，我们还对双卧轴振动混合器进行了实验研究，得到了相似的结论。
3.2双卧轴搅拌机工作装置优化
双卧轴搅拌机是目前应用最为广泛的一种。对单轴上搅拌臂的相位及其排列（90度、60度或45度、正或负）、双轴相位及其排列（交错或平行、正负、正或负）进行了优化，并对叶片安装角度、旋转角度等结构和运动参数进行了优化速度与长宽比相匹配，物料能轴间形成良好的轴向大循环运动和合理的逆流，如图5所示；。配合比和搅拌时间不变的情况下，混凝土砌块的抗压强度比普通搅拌机提高约8%[4,8]；。
三。3双列搅拌器叶片结构
通过大搅拌叶片的对面靠近搅拌轴的一侧安装一个小搅拌叶片，使靠近搅拌轴的物料和靠近搅拌筒内壁的物料径向上形成对流，消除搅拌的低效区
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