一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法及设备与流程

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1.本发明涉及混凝土搅拌领域，具体地说是一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法及设备。

背景技术：

2.目前，已建混凝土搅拌站普遍存在集料供应紧张，质量不稳定情况，因当地环保要求，部分砂石料场水洗设备不完善，某些厂家为了节约成本，省略集料水洗环节，减少污水排放。但因集料生产先后顺序和天气影响，当同批次进场集料的含水率差异较大，取样检测频率不足时，容易出现称得施工用量和理论施工用量差值较大，施工配比用水量不准确，出现混凝土和易性突变，混凝土强度不稳定。
3.集料含泥量高，粗细集料含水率波动大，来不及二次处理的情况下，混凝土搅拌站集料优化过程显得尤为重要。

技术实现要素：

4.本发明的目的是针对上述现有技术的不足，设计一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法及设备，该方法及设备解决了因集料含泥量、含水量不稳定，取样检测频率不足造成施工配比用水量不准确，混凝土强度不稳定的问题。
5.为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，包括以下步骤：
6.s001：进场粗细集料检测；
7.s002：计算施工配合比、理论材料重量和集料水中称量值；
8.s003：供水和上料；
9.s004：水中称量；
10.s005：排水；
11.s006：卸料至传送带；
12.s007：二次称量计算集料总含水量；
13.s008：计算施工用水量；
14.s009：投料，搅拌生产混凝土。
15.步骤s001包括：按照gb/t14684-2011《建设用砂》、gb/t 14685-2011《建设用卵石、碎石》和jtg e42-2005《公路工程集料试验规程》标准要求检测进场粗细集料各项物理性能指标，如含泥量n、表观密度p、堆积密度p1等；
16.步骤s002包括：集料颗粒体积v0计算方法为：v0＝m0/p，其中m0为集料用量；颗粒体积等于材料称量时排开水的体积，排开水的重量mw计算方法为：mw＝v0*pw，其中pw为水的密度；采用水中称量方法的集料水中称量值m1计算方法为：m1＝m
0-(m0*pw/p)；集料堆积体积v1计算方法为：v1＝m0/p1；集料堆积体积v1不得超过称量设备额定容积，同时集料用量m0不得超过称量设备量程；该称量设备额定容积为称量斗溢流口水位线以下体积。
17.步骤s003包括：在称量前打开给水开关，把称量设备加满水，直至称量设备内水从溢流口流出，重量稳定后去皮，水中称量设备示值归零；归零后的水中称量设备进入称量状态，为了减少加料时的溢流水量，缩短称量时间，避免投料过程中大量水涌出，根据提前计算的集料颗粒体积v0，先放出一部分水，打开连通中间供水仓开关，排水一部分水后的称量设备显示负值，称量设备显示负值的绝对值小于集料排开水的重量mw，当存水不足时，进行加水补充，确保在称量结束前称量设备内水位保持在溢流口下沿，堆放在料仓中的集料由装载机转移至水中称量设备上方的上料斗，准备首次配料称量。
18.步骤s004包括：搅拌站控制室开始运行称量系统，按照计算的集料水中称量值m1配料称重，同时打开上料斗和称量给水口，随着上料斗向称量设备内投料逐渐增多，称量设备中水量与投放的集料体积之和将超出溢流口水位体积，多余水从溢流孔排出，经溢流水槽，流入中间供水仓；称量设备示值将从负值逐渐增大，溢流口出水由快减慢，当称量设备示值稳定在m1±
2％以内时，称量结束，关闭供水开关，搅拌机上水秤、二次称量存料斗去皮归零。
19.步骤s005包括：称量结束后排出称量设备中的自由水，便于放料和后面进行二次称量，打开连通开关，称量设备中的自由水透过秤下方第一筛网和0.075mm筛网进入连通管道，使称量设备内大部分水在3-5秒流入中间供水仓；关闭连通开关，打开排水泵，快速吸收集料内剩余自由水至中间供水仓；排水过程将排出一部分小于0.075mm的颗粒；排水过程中开启中间供水仓循环水，水流经过循环水管进入中间供水仓，提高中间供水仓水位，同时排出含泥污水，排水结束关闭排水泵。称量集料为0-4.75mm的细集料时，第一筛网为2.36mm筛网；称量集料为4.75mm以上的粗集料时，第一筛网为4.75mm筛网。
20.步骤s006包括：打开称量设备卸料门，集料依次下落到运作中的输送带，包括水平输送带和斜输送带，送至混凝土搅拌机上的二次称量存料斗，卸料顺序为先粗集料后细集料，卸料过程开启安装在称量设备外侧的震动器，有助于破拱卸料。
21.步骤s007包括：二次称量存料斗内进行二次称量，得到含水粗细集料总质量m2，计算集料总含水量w1，计算方法为：w1＝m
2-m
0，
。
22.步骤s008包括：搅拌机上水秤加入的施工用水量w计算方法为：w＝w
0-w1，其中w0为总用水量；
23.步骤s009包括：打开二次称量存料斗和搅拌机上水秤，集料与施工用水均落入混凝土搅拌机，搅拌生产混凝土。
24.另一方面，本发明提供了一种稳定混凝土用水量的集料水中称量设备，其特征在于，包括上料斗，所述上料斗上部设置有称量给水口和溢流水槽，侧面设置有震动器，底部设置有第一筛网和0.075mm筛网，所述上料斗通过两个连通管道与中间供水仓连通，其中一个连通管道设置有连通开关，另一个连通管道设置有排水泵，所述中间供水仓设置有循环水管，所述上料斗下部设置有水平输送带，所述水平输送带一侧下部设置有斜输送带，所述斜输送带由低向高输送，所述斜输送带末端设置有二次称量存料斗，所述二次称量存料斗一侧设置有搅拌机上水秤，所述二次称量存料斗和所述搅拌机上水秤下部设置有混凝土搅拌机，所述一种稳定混凝土用水量的集料水中称量设备可实现第一方面任一项所述方法的步骤。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.避免了因集料含水率波动、含泥量不稳定而造成的集料称量不准确，在混凝土搅拌站采用本发明实现施工用水量误差偏差小，同时称量用水可以带走一定量的有害物质，为混凝土搅拌站生产稳定且优质的混凝土创造了有利条件。
附图说明
27.图1为本发明流程图；
28.图2为本发明作业设备示意图。
29.附图标记说明：
30.1-上料斗、2-称量给水口、3-溢流水槽、4-震动器、5-第一筛网、6-0.075mm筛网、7-连通开关、8-排水泵、9-循环水管、10-中间供水仓、11-水平输送带、12-斜输送带、13-二次称量存料斗、14-搅拌机上水秤、15-混凝土搅拌机。
具体实施方式
31.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
32.如图1-图2所示，一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，包括以下步骤：
33.s001：进场粗细集料检测；
34.s002：计算施工配合比、理论材料重量和集料水中称量值；
35.s003：供水和上料；
36.s004：水中称量；
37.s005：排水；
38.s006：卸料至传送带；
39.s007：二次称量计算集料总含水量；
40.s008：计算施工用水量；
41.s009：投料，搅拌生产混凝土。
42.步骤s001包括：按照gb/t14684-2011《建设用砂》、gb/t 14685-2011《建设用卵石、碎石》和jtg e42-2005《公路工程集料试验规程》标准要求检测进场粗细集料各项物理性能指标，如含泥量n、表观密度p、堆积密度p1等；
43.所述步骤s002包括：集料颗粒体积v0计算方法为：v0＝m0/p，其中m0为集料用量；颗粒体积等于材料称量时排开水的体积，排开水的重量mw计算方法为：mw＝v0*pw，其中pw为水的密度；采用水中称量方法的集料水中称量值m1计算方法为：m1＝m
0-(m0*pw/p)；集料堆积体积v1计算方法为：v1＝m0/p1；集料堆积体积v1不得超过称量设备额定容积，同时集料用量m0不得超过称量设备量程；该称量设备额定容积为称量斗溢流口水位线以下体积。
44.步骤s003包括：在称量前打开给水开关，把称量设备加满水，直至称量设备内水从溢流口流出，重量稳定后去皮，水中称量设备示值归零；归零后的水中称量设备进入称量状态，为了减少加料时的溢流水量，缩短称量时间，避免投料过程中大量水涌出，根据提前计算的集料颗粒体积v0，先放出一部分水，打开连通中间供水仓开关，排水一部分水后的称量
设备显示负值，称量设备显示负值的绝对值小于集料排开水的重量mw，当存水不足时，进行加水补充，确保在称量结束前称量设备内水位保持在溢流口下沿，堆放在料仓中的集料由装载机转移至水中称量设备上方的上料斗，准备首次配料称量。
45.步骤s004包括：搅拌站控制室开始运行称量系统，按照计算的集料水中称量值m1配料称重，同时打开上料斗和称量给水口，随着上料斗向称量设备内投料逐渐增多，称量设备中水量与投放的集料体积之和将超出溢流口水位体积，多余水从溢流孔排出，经溢流水槽，流入中间供水仓；称量设备示值将从负值逐渐增大，溢流口出水由快减慢，当称量设备示值稳定在m1±
2％以内时，称量结束，关闭供水开关，搅拌机上水秤、二次称量存料斗去皮归零。
46.步骤s005包括：称量结束后排出称量设备中的自由水，便于放料和后面进行二次称量，打开连通开关，称量设备中的自由水透过秤下方第一筛网和0.075mm筛网进入连通管道，使称量设备内大部分水在3-5秒流入中间供水仓；关闭连通开关，打开排水泵，快速吸收集料内剩余自由水至中间供水仓；排水过程将排出一部分小于0.075mm的颗粒；排水过程中开启中间供水仓循环水，水流经过循环水管进入中间供水仓，提高中间供水仓水位，同时排出含泥污水，排水结束关闭排水泵。当称量集料为0-4.75mm的细集料时，第一筛网为2.36mm筛网；称量集料为4.75mm以上的粗集料时，第一筛网为4.75mm筛网。
47.步骤s006包括：打开称量设备卸料门，集料依次下落到运作中的输送带，包括水平输送带和斜输送带，送至混凝土搅拌机上的二次称量存料斗，卸料顺序为先粗集料后细集料，卸料过程开启安装在称量设备外侧的震动器，有助于破拱卸料。
48.步骤s007包括：二次称量存料斗内进行二次称量，得到含水粗细集料总质量m2，计算集料总含水量w1，计算方法为：w1＝m
2-m
0，
。
49.步骤s008包括：搅拌机上水秤加入的施工用水量w计算方法为：w＝w
0-w1，其中w0为总用水量；
50.步骤s009包括：打开二次称量存料斗和搅拌机上水秤，集料与施工用水均落入混凝土搅拌机，搅拌生产混凝土。
51.步骤s009完成后打开水中称量设备连通管道，水位平衡后关闭连通开关，打开给水口，继续下一盘混凝土生产称量流程。
52.如图2所示，一种稳定混凝土用水量的集料水中称量设备，包括上料斗1，所述上料斗1上部设置有称量给水口2和溢流水槽3，侧面设置有震动器4，底部设置有第一筛网5和0.075mm筛网6，所述上料斗1通过两个连通管道与中间供水仓10连通，其中一个连通管道设置有连通开关7，另一个连通管道设置有排水泵8，所述中间供水仓10设置有循环水管9，所述上料斗1下部设置有水平输送带11，所述水平输送带11一侧下部设置有斜输送带12，所述斜输送带12由低向高输送，所述斜输送带12末端设置有二次称量存料斗13，所述二次称量存料斗13一侧设置有搅拌机上水秤14，所述二次称量存料斗13和所述搅拌机上水秤14下部设置有混凝土搅拌机15，所述一种稳定混凝土用水量的集料水中称量设备可实现本发明所述的混凝土用水量的集料水中称量方法。
53.实例计算：
54.某混凝土搅拌站混凝土理论配合比为：粗集料用量1100kg，细集料用量700kg，用水量150kg，试验测得粗集料表观密度为2.650g/cm3，细集料表观密度为2.61g/cm3，拌和站
用水的密度为1g/cm3(4℃)，当日气温为28℃，取样测得粗集料含水率为1.0％，含泥量0％。细集料含水率为6.0％，含泥量3％。由于温度影响和水的自然流动，混凝土生产时集料含水率改变为：粗集料含水率为0.1％，细集料含水率为2.0％，计算此时的称量方法对配合比的影响。
55.为方便计算，假设每盘混凝土方量为1m3，水的比重暂定为1，忽略温度影响；假设水中称量设备容积为2m3，满足使用要求；存料斗二次称量测得值为1830kg；称量洗去1.5％含泥量。
56.例一：含水率测量结合传统称重：
57.粗集料施工用量：1100*(1+0.01)＝1111kg；
58.细集料施工用量：700*(1+0.06)＝742kg；
59.砂率a1＝700/(700+1100)*100％＝38.9％；
60.合计集料中含水量：1111+742-1100-700＝53kg；
61.施工用水量：150-53＝97kg；
62.含水率改变后：
63.粗集料实际用量：1111*(1-0.001)＝1110kg；
64.细集料实际用量：742*(1-0.02)＝727kg；
65.砂率a2＝727/(727+1110)*100％＝39.6％，砂率相差：39.6％-38.9％＝0.7％，砂率增加了0.7％；
66.合计集料中实际含水量：1111+742-1110-727＝16kg；
67.施工用水量：97+16＝113kg，与理论配比相差113-150＝-37kg，用水量减少了37kg。
68.相反，如果测得集料含水率增加，则施工用水量增加，对新拌混凝土和易性和强度影响很大。
69.例二：检测粗细集料表观密度结合本发明水中称重方法：
70.水秤装满水后去皮，投入集料，数值稳定后称重计数，得集料水中称量值。
71.粗集料水中称量值：1100-(1100/2.65)＝1100-415.1＝684.9kg；
72.细集料水中称量值：700-(700/2.61)＝700-268.2＝431.8kg；
73.细集料减少1.5％含泥量后实际重量：700*(1-0.015)＝689.5kg；
74.砂率a3＝689.5/(689.5+1100)*100％＝689.5/1789.5*100％＝38.5％；
75.施工用水量：150-(1830-1100-689.5)＝109.5kg；
76.若忽略集料中含泥量损失造成的集料质量变化，施工用水量为：150-(1830-1100-700)＝120kg，施工用水量差值为：120-109.5＝10.5kg，实际施工用水量为：150-10.5＝139.5kg。
77.因此，当集料含泥量较大时，可以取样测得实际含泥量变化，做用水量差补，降低用水量偏差。
78.如下表为计算数据汇总和结果评价：
[0079][0080]
以上所述，仅为本专利较佳的具体实施方式，但本专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本专利揭露的技术范围内，根据本专利的技术方案加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利的保护范围之内。

技术特征：

1.一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，其特征在于，包括以下步骤：s001：进场粗细集料检测；s002：计算施工配合比、理论材料重量和集料水中称量值；s003：供水和上料；s004：水中称量；s005：排水；s006：卸料至传送带；s007：二次称量计算集料总含水量；s008：计算施工用水量；s009：投料，搅拌生产混凝土。2.根据权利要求1所述的一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，其特征在于，所述步骤s001包括：按照gb/t14684-2011《建设用砂》、gb/t 14685-2011《建设用卵石、碎石》和jtg e42-2005《公路工程集料试验规程》标准要求检测进场粗细集料各项物理性能指标，如含泥量n、表观密度p、堆积密度p1等；所述步骤s002包括：集料颗粒体积v0计算方法为：v0＝m0/p，其中m0为集料用量；颗粒体积等于材料称量时排开水的体积，排开水的重量m
w
计算方法为：m
w
＝v0*p
w
，其中p
w
为水的密度；采用水中称量方法的集料水中称量值m1计算方法为：m1＝m
0-(m0*p
w
/p)；集料堆积体积v1计算方法为：v1＝m0/p1；集料堆积体积v1不得超过称量设备额定容积，同时集料用量m0不得超过称量设备量程；该称量设备额定容积为称量斗溢流口水位线以下体积。3.根据权利要求2所述的一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，其特征在于，所述步骤s003包括：在称量前打开给水开关，把称量设备加满水，直至称量设备内水从溢流口流出，重量稳定后去皮，水中称量设备示值归零；归零后的水中称量设备进入称量状态，为了减少加料时的溢流水量，缩短称量时间，避免投料过程中大量水涌出，根据提前计算的集料颗粒体积v0，先放出一部分水，打开连通中间供水仓开关，排水一部分水后的称量设备显示负值，称量设备显示负值的绝对值小于集料排开水的重量m
w
，当存水不足时，进行加水补充，确保在称量结束前称量设备内水位保持在溢流口下沿，堆放在料仓中的集料由装载机转移至水中称量设备上方的上料斗，准备首次配料称量。4.根据权利要求2所述的一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，其特征在于，所述步骤s004包括：搅拌站控制室开始运行称量系统，按照计算的集料水中称量值m1配料称重，同时打开上料斗和称量给水口，随着上料斗向称量设备内投料逐渐增多，称量设备中水量与投放的集料体积之和将超出溢流口水位体积，多余水从溢流孔排出，经溢流水槽，流入中间供水仓；称量设备示值将从负值逐渐增大，溢流口出水由快减慢，当称量设备示值稳定在m1±
2％以内时，称量结束，关闭供水开关，搅拌机上水秤、二次称量存料斗去皮归零。5.根据权利要求2所述的一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，其特征在于，所述步骤s005包括：称量结束后排出称量设备中的自由水，便于放料和后面进行二次称量，打开连通开关，称量设备中的自由水透过秤下方第一筛网和0.075mm筛网进入连通管道，使称量设备内大部分水在3-5秒流入中间供水仓；关闭连通开关，打开排水泵，快速吸收集料内剩余自由水至中间供水仓；排水过程将排出一部分小于0.075mm的颗粒；排水过程中开启中间供水仓循环水，水流经过循环水管进入中间供水仓，提高中间供水仓水位，同时排出含泥
污水，排水结束关闭排水泵。6.根据权利要求2所述的一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，其特征在于，所述步骤s006包括：打开称量设备卸料门，集料依次下落到运作中的输送带，包括水平输送带和斜输送带，送至混凝土搅拌机上的二次称量存料斗，卸料顺序为先粗集料后细集料，卸料过程开启安装在称量设备外侧的震动器，有助于破拱卸料。7.根据权利要求2所述的一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，其特征在于，所述步骤s007包括：二次称量存料斗内进行二次称量，得到含水粗细集料总质量m2，计算集料总含水量w1，计算方法为：w1＝m
2-m
0，
。8.根据权利要求2所述的一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，其特征在于，所述步骤s008包括：搅拌机上水秤加入的施工用水量w计算方法为：w＝w
0-w1，其中w0为总用水量；所述步骤s009包括：打开二次称量存料斗和搅拌机上水秤，集料与施工用水均落入混凝土搅拌机，搅拌生产混凝土。9.根据权利要求5所述的一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法，其特征在于，称量集料为0-4.75mm的细集料时，第一筛网为2.36mm筛网；称量集料为4.75mm以上的粗集料时，第一筛网为4.75mm筛网。10.一种稳定混凝土用水量的集料水中称量设备，其特征在于，包括上料斗(1)，所述上料斗(1)上部设置有称量给水口(2)和溢流水槽(3)，侧面设置有震动器(4)，底部设置有第一筛网(5)和0.075mm筛网(6)，所述上料斗(1)通过两个连通管道与中间供水仓(10)连通，其中一个连通管道设置有连通开关(7)，另一个连通管道设置有排水泵(8)，所述中间供水仓(10)设置有循环水管(9)，所述上料斗(1)下部设置有水平输送带(11)，所述水平输送带(11)一侧下部设置有斜输送带(12)，所述斜输送带(12)由低向高输送，所述斜输送带(12)末端设置有二次称量存料斗(13)，所述二次称量存料斗(13)一侧设置有搅拌机上水秤(14)，所述二次称量存料斗(13)和所述搅拌机上水秤(14)下部设置有混凝土搅拌机(15)，所述一种稳定混凝土用水量的集料水中称量设备可实现权利要求1-9任一项所述的混凝土用水量的集料水中称量方法。

技术总结

本发明提供了一种稳定混凝土用水量的集料水中称量方法及设备，涉及混凝土搅拌领域，所述包括：进场粗细集料检测，计算施工配合比、理论材料重量和集料水中称量值，供水和上料，水中称量，排水，卸料至传送带，二次称量计算集料总含水量，计算施工用水量，投料，搅拌生产混凝土。本发明避免了因集料含水率波动、含泥量不稳定而造成的集料称量不准确，在混凝土搅拌站采用本发明实现施工用水量误差偏差小，同时称量用水可以带走一定量的有害物质，为混凝土搅拌站生产稳定且优质的混凝土创造了有利条件。件。件。