[發明專利]一種混凝土噴射系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202010717591.X
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111828046B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 劉飛香;徐震;申智方;樂丹;廖金軍;易達云;曹龍飛
• 申請（專利權）人: 中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E02D15/02
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 劉伊旸;周曉艷

本發明提供一種混凝土噴射系統及其控制方法。所述混凝土噴射系統包括混凝土泵、壓縮空氣泵、多組外加劑調控設備、信息控制系統和回彈率檢測系統，每組外加劑調控設備包括外加劑泵、控制裝置和混流裝置。所述控制方法包括如下步驟：1)在信息控制系統中設定好參數值；2)啟動泵送，外加劑被輸送至對應混流裝置，混凝土依次經過各混流裝置并與外加劑混合，控制裝置根據信息控制系統的指令控制外加劑的初始流量及混合時間；3)噴射混凝土；4)回彈率檢測系統對混凝土的回彈率數據進行檢測并反饋，若信息控制系統判斷當前數據不達標，則向控制裝置發出外加劑調節指令，重復該過程直至數據達標。本發明實現混凝土配合比的在線優化，降低施工成本。

技術領域

本發明涉及混凝土濕噴設備技術領域，特別地，涉及一種混凝土噴射系統及其控制方法。

背景技術

噴射混凝土是將膠凝材料、粗細集料、外加劑等物料按一定比例拌制后送入噴射設備，借助壓縮空氣或其他動力輸送，高速噴至受噴面所形成的一種混凝土。根據拌合方法和壓送方式的區別，噴射混凝土的施工工藝主要可分為干噴法和濕噴法，前者存在粉塵大、混凝土均質性差等問題，已逐漸被淘汰，而濕噴法由于在噴射過程中具有粉塵相對較少且濕噴混凝土質量易于控制等優點，目前已成為噴射混凝土的主要施工方式。在濕噴設備方面，目前使用的噴射混凝土機械手，在地質復雜、條件惡劣的環境下難以發揮其作用，而混凝土濕噴臺車則具有生產能力大、輸送距離遠、機型小巧、功能多和自動化程度高的優勢，足夠適應我國地勢多變、地形復雜的施工需求。

然而，目前混凝土噴射臺車在作業時存在混凝土配合比不合理、濕噴控制不準等問題，經常導致混凝土噴射回彈率過大，不僅造成混凝土大量浪費，還極大地增加了施工成本、延長了施工周期，既嚴重影響施工效率，又增大了人員施工作業的安全風險。因此，研究控制濕噴射混凝土的回彈率的技術具有重要的實際價值。

噴射混凝土的回彈率一般采用平均回彈率表示，即受噴面上濺落的混凝土的總質量(即回彈量)與噴射出的混凝土總質量的比值的百分率。如前所述，影響回彈率的一個重要因素是配合比設計，配合比設計實質上是對混凝土的性能進行調節，直至其符合施工要求(如具備良好的力學性能、耐久性和低回彈率)。目前常用的確定配合比設計的方法為：首先根據拌合物性能設計要求試配出若干個配方，根據試配結果對混凝土基準配合比的膠凝材料用量、砂率和水膠比略作調整，隨后在水膠比保持不變條件下根據回彈率和混凝土質量對配合比進行優化。

添加外加劑是噴射混凝土配合比優化過程中的關鍵一環，是當前調節噴射混凝土性能的主要措施，因此，可通過改變外加劑的用量實現對混凝土性能的調節，進而對濕噴混凝土的回彈率進行控制。但現存的問題就是如何才能通過準確控制外加劑的用量來調節混凝土的性能，使其在泵送時具有良好的流動性，而在噴射時又具有較大的粘度，以達到控制回彈率的目的。

受限于現有濕噴臺車的結構，目前的噴射方法不能實時優化混凝土的配合比，因此，當進行試噴想要獲得最佳噴射效果與最小回彈率時，或者實際施工出現了堵管或高回彈率問題時，通常需要多次人工重新配料，循環往復運輸材料，重復作業過程，這造成了大量的材料浪費和時間消耗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可在作業實時調整混凝土配合比進而調控回彈率的技術方案，以解決背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種混凝土噴射系統，包括動力系統、外加劑調控系統、信息控制系統、回彈率檢測系統和噴頭；

所述動力系統包括混凝土泵，所述混凝土泵設置在混凝土管路上并用于為輸送混凝土提供動力；

所述外加劑調控系統包括至少一組外加劑調控設備，每組外加劑調控設備均包括外加劑泵、控制裝置和混流裝置，所述外加劑泵設置在外加劑管路上并用于為輸送外加劑提供動力，所述控制裝置設置在外加劑管路上并用于檢測和調控外加劑的各項參數，所述混流裝置設置在外加劑管路與混凝土管路的交匯位置并用于實現混凝土與外加劑混合均勻；