一种超高性能混凝土搅拌制度确定装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种超高性能混凝土搅拌制度确定装置和方法，属于混凝土生产设备技术领域，能直观反映搅拌过程中半固态材料匀质性与搅拌状态。该装置包括配合设置的搅拌桶和固定支架，固定支架上悬设搅拌机，搅拌机和固定支架连接处设有高速摄像机和传感器。该方法，一、记录拌合物色差均匀时搅拌时间t1；二、加入拌合液体并搅拌，拍摄分析得到解开团聚点时间点T1的平均粒径d、特征色差H1、搅拌时间t2；三、记录流态的搅拌时间t3和平均色差H2；四，调整搅拌速度，测量不同转速条件下的d、H1、H2、t1、t2、t3值；五、绘制d、H1与H2关系图，并结合已有的数据，确定符合节能要求的最佳搅拌制度。确定符合节能要求的最佳搅拌制度。确定符合节能要求的最佳搅拌制度。

【技术实现步骤摘要】
一种超高性能混凝土搅拌制度确定装置和方法


[0001]本专利技术涉及混凝土生产设备
，具体涉及一种超高性能混凝土搅拌制度确定装置和方法。

技术介绍

[0002]超高性能混凝土已逐渐成为混凝土技术的先进发展方向，随着城镇化进程的飞速发展，我国应用超高性能混凝土的规模不断扩大。普通混凝土水胶比较为固定。其中掺加的胶凝材料、减水剂、矿物外掺料较为单一，且胶凝材料进入水之后迅速分散均匀。因此，普通混凝土搅拌过程对新拌混凝土性能影响不大，沿用国家标准中规定已基本能满足要求。
[0003]超高性能混凝土为追求混凝土超高性能，增加混凝土硬化浆体密实度，其中添加了大量粒径、粒形不同的胶凝颗粒、纳米颗粒。且一般来说，水胶比很低。这使得液体成分在进入固体粉末后分布很不均匀，液体材料如何渗入
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包裹固体颗粒以及吸液饱和状态固态颗粒如何解开团聚状态已成为超高性能混凝土搅拌制备中的重点问题。同时，新拌超高性能混凝土是典型非牛顿流体，具备越切越稀和流变性瞬时变化等多种性质。因此，标准搅拌制度已不适用于超高性能混凝土，对搅拌制度进行准确修订是制得高匀质性、高稳定性混凝土的关键要素，也是实现超高性能混凝土绿色高效生产的关键因素。
[0004]搅拌混凝土的过程是一个将固体粉料和掺加液体混合搅拌后转变为流态的过程。以往的扭矩
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转速关系研究方法不能直观反映搅拌过程中半固态材料的匀质性与搅拌状态。盲目制订高功率、高转速搅拌制度会使加液后混凝土半固态物料中的纳米颗粒等细微粉料成团过快，无法均匀分散，严重影响新拌混凝土的匀质性与稳定性。另外，搅拌后期流态的混凝土长时间处于过度搅拌状态，容易使混凝土处于半离析状态，无法长途运输。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种新型的超高性能混凝土搅拌制度确定装置和方法，该装置利用转矩传感、转速传感、高帧数摄像拍摄、机器视觉分析等多种手段实时侦测搅拌过程中超高性能混凝土性态变化，建立函数关系，并提出了对应的参数化超高性能混凝土搅拌制度确定方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0008]一种超高性能混凝土搅拌制度确定装置，包括搅拌桶，所述搅拌桶放置于底座上；
[0009]固定支架，所述固定支架设置于所述底座的侧边，所述固定支架悬挂设置搅拌机，所述搅拌机悬垂设置于所述搅拌桶的中部，且与所述搅拌桶配合设置；
[0010]所述搅拌机与所述固定支架连接处还固定设有高速摄像机、转矩传感器以及转速传感器，所述高速摄像机可视边界与所述搅拌桶的投影面积一致。
[0011]进一步地，所述固定支架包括垂直连接设置的横向支杆和纵向支杆，所述横向支
杆的自由端与所述搅拌机连接，所述纵向支杆的下端与底座的一侧固定连接。
[0012]本专利技术还提供了一种超高性能混凝土搅拌制度确定方法，利用超高性能混凝土搅拌制度确定装置，所述确定方法包括如下步骤：
[0013]步骤S1、开动搅拌机以恒速转动，同时开启高速摄像机拍摄，应用机器视觉原理实时分析拌合物状态，待色差均匀、色度稳定，停止搅拌，记录搅拌时间t1；
[0014]步骤S2、固体粉料色度均匀后，将拌合液体缓速加入搅拌机，搅拌机仍以步骤S1中的恒速转速进行搅拌，超高性能混凝土搅拌过程中，液体完全渗入团粒后，团粒会在T1时间点短时内解开团聚状态，高速摄像机在T1时间点准确拍摄分析得到解开团聚点的平均粒径d，同时得到T1时间点的特征色差H1，记录该段搅拌时间为t2；
[0015]步骤S3、新拌混凝土物料完全呈现流态后，以高速摄像机观察搅拌面并停止搅拌：当混凝土观察面色差长时间稳定，停止搅拌，记录搅拌时间为t3，并同步记录混凝土平均色差为H2；
[0016]步骤S4、对搅拌机转速进行调整，测量得到不同转速条件下的d、H1、H2、t1、t2、t3值；
[0017]步骤S5、绘制平均粒径d、特征色差H1与平均色差H2关系图，由平均粒径d与平均色差H2关系图可确定最佳平均粒径d区间，对应实验记录可以得到最佳转速区间U1，由特征色差H1与平均色差H2关系图可确定最佳特征色差H1区间，对应实验记录可以得到最佳转速区间U2；
[0018]步骤S6、最佳转速控制区间即为U1与U2交集，其对应的t1、t2、t3即为搅拌制度分阶段控制时间；
[0019]步骤S7、基于t1、t2、t3以及转矩和转速可计算出搅拌机电机三阶段做功能耗，即P1、P2、P3，因此搅拌机电机总能耗值W＝P1+P2+P3。基于搅拌机电机总能耗值W，进一步对混凝土搅拌制度进行优选，确定符合节能要求的最佳搅拌制度。
[0020]进一步地，所述步骤S7中搅拌机电机瞬时功率为P，P＝A
×
n/R，其中，A为搅拌机转矩，单位：N*m；n为搅拌机转速，单位：转/分钟；R为换算常数项。
[0021]与现有技术相比，本专利技术有益的技术效果在于：
[0022]本专利技术提供的新拌超高性能混凝土的搅拌制度确定装置及方法，该装置包括配合设置的搅拌桶和固定支架，固定支架上悬设搅拌机，搅拌机和固定支架连接处设有高速摄像机和传感器。该方法，一、记录拌合物色差均匀时搅拌时间t1；二、加入拌合液体并搅拌，拍摄分析得到解开团聚点时间点T1的平均粒径d、特征色差H1、搅拌时间t2；三、记录流态的搅拌时间t3和平均色差H2；四，调整搅拌速度，测量不同转速条件下的d、H1、H2、t1、t2、t3值；五、绘制d、H1与H2关系图，由平均粒径d与平均色差H2关系图可确定最佳平均粒径d区间，对应实验记录可以得到最佳转速区间U1，由特征色差H1与平均色差H2关系图可确定最佳特征色差H1区间，对应实验记录可以得到最佳转速区间U2；六、最佳转速控制区间即为U1与U2交集，其对应的t1、t2、t3即为搅拌制度分阶段控制时间；七、基于t1、t2、t3以及转矩和转速可计算出搅拌机电机三阶段做功能耗，即P1、P2、P3，因此搅拌机电机总能耗值W＝P1+P2+P3，基于搅拌机电机总能耗值W，进一步对混凝土搅拌制度进行优选，确定符合节能要求的最佳搅拌制度。该方法避免了常用扭矩
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转速关系研究方法不能直观反映搅拌过程中半固态材料匀质性与搅拌状态的问题，为超高性能混凝土搅拌制度的确定提供了新型解决方案。利用该种方法确定超高性能混凝土搅拌制度，可有效消除混凝土盲目过搅拌与大功率搅拌带来的
质量问题，同时可以优选绿色、节能搅拌制度，是确定超高性能混凝土合理搅拌制度的新型高效方法。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一实施例中超高性能混凝土的搅拌制度确定装置的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术一实施例中超高性能混凝土的搅拌制度确定方法中超高性能混凝土搅拌过程中物料状态变化示意图；
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土搅拌制度确定装置，其特征在于，包括：搅拌桶，所述搅拌桶放置于底座上；固定支架，所述固定支架设置于所述底座的侧边，所述固定支架悬挂设置搅拌机，所述搅拌机悬垂设置于所述搅拌桶的中部，且与所述搅拌桶配合设置；所述搅拌机与所述固定支架连接处还固定设有高速摄像机、转矩传感器以及转速传感器，所述高速摄像机可视边界与所述搅拌桶的投影面积一致。2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土搅拌制度确定装置，其特征在于，所述固定支架包括垂直连接设置的横向支杆和纵向支杆，所述横向支杆的自由端与所述搅拌机连接，所述纵向支杆的下端与底座的一侧固定连接。3.一种超高性能混凝土搅拌制度确定方法，其特征在于，利用权利要求1或2所述的超高性能混凝土搅拌制度确定装置，所述确定方法包括如下步骤：步骤S1、开动搅拌机以恒速转动，同时开启高速摄像机拍摄，应用机器视觉原理实时分析拌合物状态，待色差均匀、色度稳定，停止搅拌，记录搅拌时间t1；步骤S2、固体粉料色度均匀后，将拌合液体缓速加入搅拌机，搅拌机仍以步骤S1中的恒速转速进行搅拌，超高性能混凝土搅拌过程中，液体完全渗入团粒后，团粒会在T1时间点短时内解开团聚状态，高速摄像机在T1时间点准确拍摄分析得到解开团聚点的平均粒径d，同时得到T1时间点的特征色差...

【专利技术属性】
技术研发人员：王圣怡，张登松，占羿箭，颜婷婷，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：