年产70万m3混凝土搅拌站工艺设计

年产70万m混凝土搅拌站工艺设计

摘要

本次设计的题目是年产70万m3搅拌站工艺设计，在设计中我们的主要任务有混凝土配合比设计，物料平衡计算、混凝土搅拌站设备选型计算，确定设备型号和主要技术参数、确定全站物料储存方式、进行物料储存期计算，绘制全站工艺设计流程图和全站总平面布置图，一套能反映主机设备安装位置和各设备连接关系的工艺布置图，另外还有一张电脑绘图。

只有在设备设计过程中综合考虑设备的经济性可靠性、可维护性、安全性，才能使设备在运行期间满足混凝土供应，生产出合格的混凝土，获得较好的经济效益，取得较高的投资回报率。

关键词：混凝土配合比设备选型搅拌机

安徽建筑工业学院本科生毕业设计

Abstract

The subject of the design is the process design of concrete mixing plant whose annual output is 700000m3, in the design, my main task is concrete mix design, material balance calculations, calculation of concrete mixing equipment selection, determine the device type and the main technical parameters, determine the plant's material storage, calculate the amount of storage and the storage of materials, draw flow chart of the entire station and the station's general layout plans, a process layout to reflect the installation location and the device layout, There is also a computer graphics.

Only in the design and selection process of equipment, considering the economic, reliability, maintainability, security, to make the device run to meet the concrete supply, requirements for quality, obtain better economic benefit, to obtain more high return on investment.

Key word: Concrete Ratio of Mix Equipment Selection Concrete mixer

年产70万m混凝土搅拌站工艺设计

摘要 .................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................ II 前言 ................................................................................................................... 4 第1章混凝土配合比计算 ............................................................................. 7 1.1设计条件 ............................................................................................... 7 1.2混凝土配合比计算 ............................................................................... 7

1.2.1配合比计算 ...................................................................................... 7 1.2.2确定水灰比 ...................................................................................... 7 1.2.3确定1立方米混凝土用水量 .............................................................. 8 1.2.4确定1立方米水泥用量 ..................................................................... 8 1.2.5确定砂率 ......................................................................................... 9 1.2.6确定1m3混凝土的砂石用量 .............................................................. 9

第2章物料平衡计算 ................................................................................... 10 2.1计算实验配合比 ................................................................................. 10 2.2计算施工配合比 ................................................................................. 10 第3章设备选型计算 ................................................................................... 12 3.1搅拌机选型 ......................................................................................... 12 3.2砂石输送设备选型计算 ..................................................................... 13

3.2.1水平输送带 .................................................................................... 14 3.2.2.倾斜带式输送机 ............................................................................. 14

3.3 螺旋输送机的选型计算 .................................................................... 15

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3.4骨料配料机选型计算 ......................................................................... 17 3.5 水表选型计算 .................................................................................... 18 3.6 砂石仓系统 ........................................................................................ 18

3.6.1砂堆场设计 .................................................................................... 18 3.6.2石堆场设计 .................................................................................... 18

3.7粉料仓设计 ......................................................................................... 19 3.8除尘器 ................................................................................................. 19 3.9计量系统 ............................................................................................ 20 3.10主机能力平衡表 ............................................................................... 20 第四章工艺流程 ........................................................................................... 22 4.1 全站工艺流程 .................................................................................... 22

4.1.1 骨料配料系统 ................................................................................ 22 4.1.2 骨料送料 ....................................................................................... 22 4.1.3 粉料储料 ....................................................................................... 23 4.1.4 粉料给料 ....................................................................................... 23 4.1.5 水、外加剂管路 ............................................................................ 23 4.1.6 配料及卸料系统 ............................................................................ 23 4.1.7 搅拌及出料系统 ............................................................................ 24

4.2全站设计特色 ..................................................................................... 24

4.2.1混凝土回收站的作用 ...................................................................... 24 4.2.2混凝土回收站的组成及流程 ............................................................ 25

结束语 ............................................................................................................. 26

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致谢 ................................................................................................................. 27 参考文献 ......................................................................................................... 28

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前言

商品混凝土亦称预拌混凝土，它的产生和出现可以说是混凝土发展历史上的一次“革命”，是混凝土工业走向现代化和科学化的标志。商品混凝土的实质就是把混凝土这种主要建筑材料从备料、拌制到运输等一系列生产环节从传统的施工系统中游离出来，成为一个独立经济核算的建筑材料加工企业——预拌混凝土厂或混凝土公司。混凝土的商品化生产能够因为生产的高度专业化和集中化等特点为建筑工程中节省水泥及其砂石材料，提高工程质量，改进施工组织，减轻劳动强度，降低生产成本提供可能，同时也因为能节省施工用地，改善劳动条件，减少环境污染而使人类受益。同时，推广商品混凝土还是推广散装水泥的重要先导措施，因此受到国家有关部门的高度重视[1]。

近一时期，商品混凝土在我国迅速发展，在国家改革的大力支持下，各大城市地区一般都要求使用商品混凝土。商品混凝土以集中搅拌，社会化商品供应为特征，是实现建筑工业化的手段之一。商品混凝土具有加快施工进度，减少环境污染，减少截面尺寸增加使用面积或有效空间，强度高，承载大且材料致密坚硬、抗渗、抗冻性好，提高工程质量和降低工程造价等优点。主要表现在以下几方面：

1.我国商品混凝土行业发展较快。混凝土搅拌站在我国经过十多年的发展，其发展的过程是引进—— 消化—— 部分国部国产—— 改进提高。

2. 生产能力较高，计量系统精度高,搅拌质量好。当前双并联站和多并联站的出现大大提高了各大混凝土公司的生产能力。如2台120并联站可以把混凝土的年产量提高到60万立方米。3台并联站可以提高到80万立方米左右，从根本上解决了生产能力不足制约大多数公司进一步发展的问题。清洗系统采用高压水泵自动控制加手动控制。各出水口位于搅拌主轴正上方，提高搅拌的效率，增加水雾，减少粉尘污染，并有效清除水泥结块。

据调查资料，目前整个搅拌站行业虽然企业比较多，但是规模普遍比较小，环境卫生比较差，企业之间只有通过相互间的竞争才能谋求生存没有形成比较统一的联盟。那中国来说，水泥行业没有规模性的进入混凝土行业，也从反面说明了混凝土行业的不成熟。

因此，我们搅拌站有以下缺点：

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1.从地域分布看极不平衡，普及率不高。我国的预拌混凝土存在很大的地区差异和不均衡性，如东部地区比西部发达，沿海省份高于内陆省份，发达省份高于不发达省份。在一个省份里省会城市也好于其他地级城市。从总体情况来讲，其普及率相对发达国家较低，虽然国家已经发了强制性的文件要求在2005年12月31日前全国县级市全部使用预拌混凝土，就目前情况来看可谓任重而道远。

2.环境污染问题还较大。混凝土搅拌站的污染主要表现在3个方面：粉尘、噪声、污水。很多混凝土公司为了节约投资没有很好地解决污染问题。从而造成了我国搅拌站环保性能不高。另一方面由于政府及其行业主管部门在对环保的控制力度上不够大。也是环保性能不高的另一个重要原因。

3、搅拌站生产过程中产生大量废水。混凝十搅拌站过程冲洗混凝十运输车装车时外面遗留的混凝士、停运的运输罐车及搅拌机产生冲洗废水，经收集池收集后全部回于混凝土生产，无外排业废水。汽车修理问、泵机修理间产生少量含油废水，经隔油、沉淀后利生活污水一起进入污水处理厂进行处理。生活污水经隔栅挡渣后进入污水处理厂处理达标后排入长江。食堂废水经隔油撇渣后排入污水处理厂处理达标后排入江。这里需要注意的是戍从管网铺设、处理规模等方面论证生活污水进入污水处理厂的可行性[2]。

以上问题都是我们应该高度重视的问题，我们在追求产量效益的同时，也应该注意节能环保，在追求节能的同时，我们不能忽视环境保护，这就需要政府有部门加大控制力度，也同时需要生产者自觉遵守有关的法律法规[4]。

本次设计的目的在于培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析、解决实际问题能力。提高查阅文献和收集资料的能力，计算机技术和外运应用能力,使我们系统而熟练地掌握混凝土搅拌站生产工艺流程，具有进行混凝土搅拌站初步设计计算、编写设计说明书等工作能力。进而培养我们创新精神和实践能力，为今后的实际工作打下基础。由于我国的城市化进程不断向前推进，商品混凝土在全国大中城市得到了迅速发展和推广应用，混凝土搅拌站也得到了高速发展。目前我国混凝土搅拌站生产企业众多，产品已形成系列化，部分产品接近国际先进水平，有些技术已经超过进口混凝土搅拌站的水平，其中部分产品具有自动化程度高、生产能力高、称量精度高、投资少、搅拌质量好，能实现多仓号、多配合比、不问断地连续生产以及主机及其主元器件的国产化程度高等优点。

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在设计中我们应该解决的问题有以下几个：（1）年产70万立方米搅拌站配料设计及物料平衡计算；（2）年产70万立方米搅拌站设备选型计算和主机生产能力平衡计算；（3）年产70万立方米搅拌站工艺流程布置图设计；（4）年产70万立方米搅拌站建设项目设计书说明书的编制。

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第1章混凝土配合比计算

1.1设计条件

本搅拌站为某建筑公司配套的专用搅拌站，其混凝土主要用在正常的居住或办公房屋内部件。混凝土设计强度等级为C30，要求强度保证率95%。要求混凝土拌和物的坍落度为35～50mm，施工单位为历史统计资料。

采用的材料：

1）水泥：P·O42.5级，水泥强度等级值的富余系数为1.10～1.13，密度为3.11g/cm3；

2）砂：中砂，表观密度2.64g/cm3，堆积密度1.50g/cm3；

3）石：碎石，表观密度2.70g/cm3，堆积密度1.55g/cm3；石子最大粒径5～31.5mm； 4）水：自来水。

5) 减水剂：TMS，减水率18%，掺入量1.0～1.2%。

1.2混凝土配合比计算

1.2.1配合比计算

根据JGJ／T55－2000；混凝土配制强度为：

fcu.0fcu.k1.645 式(1.1)

（δ指混凝土强度标准差，C30的混凝土δ取5MPa；fcu.k取30）所以带入（1.1）得：fcu.038.225MP 1.2.2确定水灰比

afcew



fcu.oabfce 式(1.2)

fcecfce.g

式(1.3)

ab代表石的回归系数

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fce代表水泥28d抗压强度实测值 c代表水泥强度等级值得富余级数

fce.g代表水泥等级强度值（水泥标号标准值）

采用碎石：a=0.46 b=0.07,采用卵石：b=0.48 b=0.33

c=1.1.-1.13，取1.12

带入得式（1.2）（1.3）

=0.55 c

1.2.3确定1立方米混凝土用水量

确定1立方米混凝土用水量,是依据坍落度以及碎石最大粒径来选取。

表1.1 混凝土单位用水量选用表（Kg/m）

由碎石的最大粒径是31.5mm，坍落度为35～50mm，查混凝土单位用水量选用表得mw0=185kg/m3。 1.2.4确定1立方米水泥用量

式(1.4)

根据上述计算得

mco

=336kg/m3

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1.2.5确定砂率

砂率的确定是根据碎石的最大粒径来选取。

由w/c=0.55，碎石的最大粒径为5～31.5mm，查混凝土砂率选用表得=30% 1.2.6确定1m3混凝土的砂石用量

采用体积法：

mcomgomsmw

0.011cgsw

s

mso

100%

mgomso

式(1.5)

式(1.6)

mco代表每立方米混凝土的水泥用量

mgo

代表每立方米混凝土的粗骨料的用量

mso代表每立方米混凝土的细骨料量 mwo代表每立方米混凝土的用水量

代表混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，取

c,g,s分别代表水泥、粗骨料、细骨料的表观密度

带入式(1.5)式(1.6)得：

1m3混凝土所需的砂石质量分别为：

ms0=656kg/m3 mg0=1218kg/m3

所以mc0:mw0:ms0:mg0=336:185:656:1218

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第2章物料平衡计算

2.1计算实验配合比

在实际使用中，应根据工地砂石的含水量情况，把最后采用的配合比换算成施工配合比。设工地上砂的含水率是3%，碎石的含水率是1%，在施工时，每立方混凝土的水和砂石的实际称量是：

水的称量=用水量-砂石含水量=185-6560.03-12180.01=153kg 砂的称量=砂的用量+砂的含水量=656+6560.03=676kg 石的称量=石的用量+石的含水量=1218+12180.01=1230kg 所以实验配合比为

mco:mwo:mgo:mso=336:153:676:1230

2.2计算施工配合比

搅拌站的标准是70万m3级，我们假定有：（1）年生产300天;

（2）每天运作2班，每班时间为8小时；

每天的生产量为70104/300=2400m3，若每天工作16小时，则每小时的产量为2400/16=150m3，即要求搅拌每小时生产能力为150m3，施工配合比为

mco:mwo:mgo:mso=336:153:676:1230

混凝土配合比设计中添加减水剂为水泥用量的1%1.2%，取1%，减水效果为是

15%18%，取15%。

所以单位立方米减水剂的量为m0=3361%=3.36kg 而单位立方米用水量为w0=185（1-15%）=157.25kg 所以施工配合比为

c0:w0:s0:g0:m0336:157.25:656:1218:3.36

但在实际操作过程中，砂石中含有少量水，砂中含水率为3%，石中含水率为1%，则1m3混凝土中各种材料的用量：

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水的量为：w=157.25-6563%-12181%=125.25kg 砂的量为s=656（1+3%）=676kg 石的量为g=1218（1+1%）=1230kg

所以最终的实际配合比为c:w:s:g:m336:125.25:676:1230:3.36 那么每天需要：水泥 3362400=806400kg 水125.252400=30600kg 砂6762400=1622400kg 石12302400=295200kg 减水剂3.362400=8064kg 每年需要：水泥3362400300=214920t 水125.252400300=110160t 砂6762400300=4867200t 石12302400300=885600t 减水剂3.362400300=2419.2t 所以物料平衡表如下：

表2.1物料平衡表

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第3章设备选型计算

3.1搅拌机选型

按工作性质分间歇式(分批式)和连续式；按搅拌原理分自落式和强制式；按安装方式分固定式和移动式；按出料方式分倾翻式和非倾翻式；按拌筒结构形式分梨式、鼓筒式、双锥、圆盘立轴式和圆槽卧轴式等。

按工作性质分（1）周期性工作搅拌机，（2）连续性工作搅拌机；按搅拌原理分（1）自落式搅拌机，（2）强制式搅拌机；按搅拌桶形状分（1）鼓筒式，（2）锥式，（3）圆盘式；搅拌机还分为裂筒式和圆槽式（即卧轴式）搅拌机。

自落式搅拌机 50年代后，反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机以及裂筒式搅拌机等相继问世并获得发展。自落式混凝土搅拌机的拌筒内壁上有径向布置的搅拌叶片。工作时，拌筒绕其水平轴线回转，加入拌筒内的物料，被叶片提升至一定高度后，借自重下落，这样周而复始的运动，达到均匀搅拌的效果。自落式混凝土搅拌机的结构简单，一般以搅拌塑性混凝土为主。

强制式搅拌级机分单卧轴式和双卧轴式两种，兼有自落和强制两种搅拌的特点。其搅拌叶片的线速度小，耐磨性好和耗能少，发展较快。强制式搅拌机拌筒内的转轴臂架上装有搅拌叶片，加入拌筒内的物料，在搅拌叶片的强力搅动下，形成交叉的物流。这种搅拌方式远比自落搅拌方式作用强烈，主要适于搅拌干性混凝土。

双卧轴强制式搅拌机主要有以下特点： 1.搅拌质量好 2.生产效率高

双卧轴搅拌机由于其ω式外形设计，使其能够留有相对充足得上部投料空间，上部各投料口布置相对容易。其骨料上料目前多采用料斗卷扬上料和皮带输送机上料两种。其料斗受料面积给上料时间的缩短提供了可能，出料时间老式的机型一般在45s左右，而现在设计机型出料时间为12～14s，搅拌时间原来120s，现在双卧轴为30～35s，综合起来，生产率比原来机型高5～7倍。

双锥倾翻出料式搅拌机的特点：效率高，适用于含有大粒径的混凝土[5]。

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下面进行设备选型计算：

每天的生产量为70104/300=2400m3,若每天工作16小时，则每小时的产量为2400/16=150m3，所以根据每小时的产量，初步选择如下两种设备，见表3.1

表3.1混凝土搅拌机设备选型

由于每小时生产要求是150m3/h,故需要布置一台JS3000型双卧轴强制式搅拌机，而JS3000型锥形倾翻出料搅拌机生产能力不足，达不到要求吗，若选择JS3000型锥形倾翻出料搅拌机，则至少需两台搅拌机，这样工艺复杂，维护修理设备也较繁杂。

JS3000型双卧轴强制式混凝土搅拌机的尺寸405026802150。

3.2砂石输送设备选型计算

带式输送机是最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备(如机车类)相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制。

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带式输送机主要特点是机身可以很方便的伸缩，设有储带仓，机尾可随工作面的推进伸长或缩短，结构紧凑，可不设基础，直接在巷道底板上铺设，机架轻巧，拆装十分方便。根据输送工艺的要求，可以单机输送，也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送物料[6]。 3.2.1水平输送带

计算输送带的宽度Bj，根据公式

Q385B2

VP Q是需要输送的物料量，每小时需要的砂石各为：

ms=1622400/16=101400kg mg=2952000/16=184500kg 所以Q=285.9t

V取1.6m/s--------输送带速度 P取1.7t/m3-------物料堆积密度带入公式式（3.1）Bj=545mm

适合的标准值有B1=650mm，B2=800mm 综合考虑成本盈利等情况应选择B=650mm

所以型号为DTII650,带宽650，D指带式输送机，T指通用型，3.2.2.倾斜带式输送机

计算输送带的宽度B

J，根据公式

Q=KB2VPC1C2 因为Q=285.9t K-----断面系数

P取1.7t/h------物料堆积密度 V取1.2m/s-----输送带速度 C1取0.85------倾角系数 C2取1.0-------速度系数

式(3.1) II代表新系列式(3.2)

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将Q带入公式（3.2）得J=680

满足带宽要求的有2个标准值，B1=800，B2=1000 验算输送能力：

B1=800，K=130，输送能力Q=427t B2=1000，K=145，输送能力Q=667t

在满足带宽的情况下，两种皮带都满足输送要求，从成本方面考虑，显然取B1更合适。

根据工艺布置，倾角为18，带长为66.2米。

3.3 螺旋输送机的选型计算

螺旋输送机具有结构简单，制作成本低，密封性强，操作安全方便等优点，中间可多点装卸料。广泛用于化工建材、冶金、粮食等部门，在倾角β

LSY系列螺旋输送机结构紧凑截面积小，质量轻，密封性能好，工艺布置灵活，拆装方便，操作安全，特别适宜混凝土搅拌装置中从水泥仓到搅拌机或水泥仓到配料机之间的散装水泥的输送。是比较常见的带式输送机[7]。

工作原理

埋刮板输送机水平输送时，物料受到刮板链条在运动方向的推力。当埋刮板输送机料层间的内摩擦力大于物料与槽壁间的外摩擦力时，物料就随着刮板链条向前运动。埋刮板输送机在料层高度与机槽宽度之比值满足一定的条件时，埋刮板输送机料流是稳定的。

下面是螺旋输送机的设备选型计算过程,见表3.2。

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续表3.2

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3.4骨料配料机选型计算

骨料配料机是一种与搅拌机配套使用的前台自动配料设备。该机由给料机构、称量系统、电气控制系统等组成。其特点是给料机呈“一”字形排列，皮带机给料，称量方式为传感器直接称量，计量准确。

骨料配料机是集砂与石子的贮料、计量、配料输出等功能于一体，模块化设计的骨料流程装置。不仅在工程站被广泛应用，也常用于商混站。配料机的型式用代号PLD表示，规格用单位为升的阿拉伯数字表示与搅拌主机的进料容量适配的批次骨料配料容量。

按贮料仓的数量区分，配料机有单斗、2斗、3斗，1m3 以下的搅拌机一般配2-3斗配料机为典型，能适应各种级配的骨料贮存。1m3以上的搅拌机一般配3斗配料机为典型。每仓贮料容量一般在5-15m3，大容量贮料仓上部可做成装配式以适应运输条件。为了提高有效容积，料仓下部应做成两个锥形斗的落料形式，供料采用气动控制底门开启方式。斗数用户根据原材料情况确定[9]。骨料配料机选型计算过程：每小时需要的砂石各为：

ms1622400/16=101400kg

mg=2952000/16=184500kg 每小时需要砂石的体积为

每小时生产要求：vvsvg106.7m3

可选HDP1200骨料配料机，它的生产率为25m3/h，所以一共选择5台HDP1200骨料配料机。

HDP1200骨料配料机的技术参数为：728543062700

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3.5 水表选型计算

在砼生产过程中，配料计量精度与搅拌匀质性是决定砼质量的重要因素，配料时采用的计量方式又决定了计量的精度。

工作原理：计量前首先在定量水表上预先设定每次用水量。计量时水泵电机运转，电磁阀被打开，水流冲击水表叶轮旋转并通过表内齿轮将水量显示在表盘上，当水量到达预定值后表内电器装置动作，电磁阀关闭，同时切断水泵电机控制电路的电源，使水泵电机停止工作，从而完成水计量[10]。

根据物料平衡结果知，每天的需水量为367.2t，每小时的需求量22.9t/h，水表选用DLB-50平旋翼式定量水表，直径Φ50mm，额定流量 16-30m3/h，一次供水量30～100L。

3.6 砂石仓系统

砂石的储存场地的储存在16h，操作周期为7天的需求量。 3.6.1砂堆场设计

砂在七天内的需求量：MS80775649t

令砂场的高h16m，

按圆形堆场设计则R=26m

则砂堆场的外形尺寸为Φ526，单位均是米。 3.6.2石堆场设计

根据砂石需求量来计算堆场面积石在七天内的需求量：Mg1267720664t

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令石场的高h2

15m

则R=30m

则石堆场的外形尺寸为Φ6015，单位都是米。

3.7粉料仓设计

粉料仓也叫粉料罐,适宜于储装各种干燥的小颗粒类粉体物料,是一种占地小,装卸方便的料仓,普遍用于储装散水泥、散装粉煤灰、矿石粉、稠化粉，是混凝土搅拌站的料仓设备之一。水泥仓（水泥罐）由下部分组成：仓体钢结构部分、爬梯、护栏、上料管、除尘器、压力安全阀、高低料位计、卸料阀等[11]。

水泥筒仓选型计算：

两天内水泥的用量Mc=806.42=1612.8t 所选筒仓为JLSNC 500T,技术参数如下：

表 3.2 水泥筒仓的技术参数

3.8除尘器

除尘器的选择是依据粉尘的来源来进行除尘器的选择，下面介绍一下，各种设备的粉尘来源和措施。

（1）砂石堆场胶带输送机将砂石送入堆场时，由于落差较大，会产生一定的粉尘。可采用雾化的喷淋设备来压制粉尘，但要控制喷淋程度，否则会影响到砂石的含水率。

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（2）粉料称量斗由于螺旋输送机将粉料输送到粉料称量斗时产生的粉尘。一般会选用全封闭的称量斗，称量斗丁度用一根通风管与收尘设备连接。

（3）搅拌机称量后的混合料投入搅拌机时产生的粉尘，在全封闭的搅拌机顶端用一根通风管与收尘设备连接，并可要求加水雾化、均匀压制粉尘。

（4）粉料筒仓散装粉料罐车在往筒仓内送料时，由于物料的落差产生的粉尘，同时还伴随有仓内压力的产生。对于这种料仓，不但要考虑料仓的出尘问题，还要考虑仓内的压力释放问题。除尘措施主要是在每个筒仓的顶部加设仓顶收尘器，或多个筒仓合用一台收尘器，即从每个筒仓顶部引下一个通管，通管的下部均与收尘器连接，以此达到收尘的目的。为防止收尘器不能正常工作时，仓内的压力增大而可能产生的爆仓现象，宜在藏顶部设置减压阀。

综上所述，在收尘器的选择上，由于分量称量斗、搅拌机所产生的瞬间粉尘浓度较大，通常选用收尘效果较好的脉冲参吹除尘器。

3.9计量系统

混凝土搅拌站（楼）的最主要的性能指标：一是各种原材料的动态配料精度，二是混凝土的匀质性。所谓动态配料精度是指由于原材料不断地向称量机构供料，在重力的作用下造成称量值的允差。其数值的大小取决于多种因素，如各物料给料门的几何尺寸、控制给料门驱动器（汽缸、电动推杆等）的速度及控制系统的称量部分等。

骨料配料系统（俗称配料机）是组成混凝土各种骨料的称量系统的总称，称量层主要由称量斗、传感器和气动弧门（或输送皮带机）构成。

粉料称量系统一般指水泥称量系统和粉煤灰称量系统。在小型或简易型的混凝土搅拌站中，由于水泥和粉煤灰的用量都相对较少，因此水泥称量系统和粉煤灰称量系统常常采用一套称量系统用累加称量的方式来完成。

水称量系统也是混凝土搅拌站称量系统中的一个最关键系统。水称量系统精度的高低直接影响着混凝土的塌落度的大小，进而影响着混凝土制品的强度。因此，在设计时要给予相当多的重视[13]。

3.10主机能力平衡表

综上所述，主机平衡能力表如表3.3

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第四章工艺流程

4.1 全站工艺流程

商品混凝土生产工艺主要由原料的输送、储存、配比称量和搅拌组成。（1）原料的输送砂石集料输送设施选哟娜胶带输送机、斗式提升机、拉铲子、链斗式输送机等。水泥、矿物掺合料等粉状物料选用管式螺旋输送机和气力输送等。水和外加剂则采用电动泵。

（2）原材料的储存砂石集料的储存一般采用堆场形式，也可采用库的形式。水泥和矿物掺合料通常采用钢制筒仓。谁都储存则有水池和水箱组成。外加剂采用储存槽。

（3）原料的配比称量称量采用质量式或容积式计量称。

（4）混凝土的搅拌装置不同搅拌装置具有不同的搅拌方式和结构特点，由此决定搅拌机的性能和适用范围。搅拌装置按搅拌原理分直落式和强制式。自落式主要为双锥反转出料、双锥倾翻出料搅拌装置；强制式主要有双卧轴、单卧轴、双螺旋连续叶片、立轴涡桨式、立轴行星式搅拌装置。 4.1.1 骨料配料系统

骨料配料系统是集砂与石子等骨料的贮料、计量输出等功能于一体，一般有贮料斗及计量斗组成。骨料计量按汁量方式区分，有砂、石独立计量和累积计量两种。独立计量是在每个贮料斗下设置称量斗，完成计量后开肩计量斗气动门，骨料落到下方的水平皮带机，由水平胶带机输出。累积计量是在水平皮带机上设置档板与皮带构成计量槽，骨料落入计量槽与皮带机一起完成累积计量。 4.1.2 骨料送料

骨料送料是将计量完成后的骨料料送入搅拌机，一般通过皮带机输送，也可用拉斗提升机。

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4.1.3 粉料储料

粉状原材料如水泥、粉煤灰、矿渣粉等都采用粉料仓(筒仓)储料。粉料仓可设计为100t、200t、300t等，也可根据用户要求设计粉料仓容量，粉料仓的容量越小，搅拌站连续生产混凝土时对粉料供应渠道的流通要求越高。 4.1.4 粉料给料

粉料给料是将水泥、粉煤灰等粉料送人相应的粉料称量斗内。粉料的输送必须在完全密封的腔体内进行，以免污染环境和输送物料受潮，应用最广泛是O形截面的螺旋输送机。

4.1.5 水、外加剂管路

水、外加剂管路包括水和液态外加剂的供料装器及管路件，通过管路将水和液态外加剂送入站内相应的液体称量斗内。工程站通常选购带水泵的水箱，商混站一般都自建储水池用满水泵供水，外加剖泵应选用耐腐泵。供水管路应设循环回水支路，以免停泵时上水管受缩变形，尤其是泵排量较大和采用软管上水时更显必要。水泵和耐腐泵排量应满足搅拌站用水外加剂要求。泵的扬程应大于上水(外加剂)的高度。 4.1.6 配料及卸料系统

此系统是将混凝土所需的各种物料(骨料、粉料、水、外加剂等)，按照配比，通过精确地计量后送人搅拌机内。

目前，搅拌站配料的汁量用电子称重计量，一般称量斗采用三点式。带计量槽皮带机采用四点式，称量斗称量值较小(如液态外加剂)时也可采用五点式依照计量装置的安装形式选择拉力或压力传感器。通常情况下，骨料(石、砂)在骨料配料系统计量完成后通过皮带机送入站内予加料斗，粉料(水泥、粉煤灰等)、水及液态外加剂在站内称量斗完成计量。粉料(水泥、粉煤灰等1可采用独立汁量．也可采用累积计量，一般配1—2个称；水与外加剂可累积计量，也可独赢计量，一般采用独立汁量。搅拌站常规设计可配3至8个计量装置配对8至12种物料进行配料计量。计量动态精度骨料≤2％，粉料、水和外加剂均为≤l％。配料完成后，接收到放料信号后，各

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种物料的弧门(蝶阀)依次打开，将料送人搅拌机内。完成卸料程序。 4.1.7 搅拌及出料系统

搅拌系统是混凝土搅拌站的核心系统，是搅拌机将接受到的各种物料搅拌成匀质混凝土。搅拌机按搅拌原理来划分可分为强制式和自落式两类。强制式的罐体不动，搅拌轴旋转，通过拌臂带动搅拌叶片对罐体内的物料进行强制导向搅拌；自落式拌筒旋转，借助安装在拌筒内的搅拌叶片，使物料抬起，物料靠自身重力跌落并随t轴向串动，从而实现搅拌效果。两者相比，强制式的搅拌作用强烈，一般在30—6O秒的搅拌时间就可将混合物拌成匀质性混凝土。制备专用或特种混凝土时，则需较长时间；自落式的搅拌时间需翻倍甚至更长，搅拌特种混凝土困难甚至不可能。在相同的搅拌容量下，强制式与自落式相比搅拌机的驱动功率较大，相应的设备装机总功率及配电设施要增加，但是工作周期较短，所以生产混凝土的单位能耗增加不大。综合搅拌的效率、功能、质量、能耗各方面因素，搅拌站应选择强制式搅拌机作为主机，只有在骨料粒径较150mm以下的碎石时才优先选用自落式搅拌机。混凝土搅拌完毕后可先存储在搅拌机或搅拌机下部的出料斗内，待接到开门信号后，开启搅拌机门或出料斗门，完成混凝土出料[14]。

4.2全站设计特色

由于混凝土搅拌运输车不能卸清，罐内总有剩余的混凝土，因此需要加水冲洗倒出，否则剩余的混凝土会凝结在搅拌车里。这部分混凝土约为清洗产生的污水里含有水泥、砂石和外加剂等高强碱物质，若只做简单处理加以工程的生产废物形成再循环，用于混凝土的拌制中，既保护了环境，也节约了宝贵的资源，降低生产成本，其意义极大。

4.2.1混凝土回收站的作用

1.混凝土回收站设备对废弃混凝土进行分离，使之成为砂、石和水泥浆三组分，并分别回收再利用。

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2.回收站配置的供水系统，进行内部循环，使清洗混凝土设备和浆水回收在利用同时进行。

3.清水池、浆水池和回收设备采取立体布置方式，形成一套封闭的污水处理和砂石料的回收系统，使浆水、废料均可就地的回收，并重复再利用。

4.通过回收站的处理，实现100%回收、零排放、零处理、零外运[4]。

4.2.2混凝土回收站的组成及流程

混凝土回收站主要有进料滑槽或斗、分离装置、出料斗、搅拌系统，公示系统，料场、浆池、清水池等组成。

清洗后的罐内混凝土排入滑槽中，在水的冲击下，沿滑槽进入分离装置。分离装置中的分离筒不断旋转，对混凝土进行充分的清洗。水泥浆从分离筒低端溢出，经管道进入浆池。砂、石在螺旋状的砂石导流叶片推动下经出料滑槽分别进入砂石料场，由人工或装载机分别运至砂石堆场。分离后的砂石中难免含有少量砂，因此，运至砂石堆场时，应尽量分散。

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结束语

经过两个多月的努力，设计终于完成了，在整个设计过程中，出现过很多的难题，但都在老师和同学的帮助下顺利解决了，在不断的学习过程中我体会到：

写论文是一个对自身四年所学专业相关课程的检验，更是一个不断学习的过程，也是一个不断挑战自我的过程，从最初刚写文献综述到设计计算，我体会到实践对于学习的重要性，以前只是明白理论，没有经过实践考察，对知识的理解不够明确，通过这次的做，真正做到理论与实践相结合。

总之，通过毕业设计,我深刻体会到要做好一个完整的事情，需要有系统的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。同时我也深刻的认识到，在对待一个新事物时，一定要从整体考虑，完成一步之后再作下一步，这样才能更加有效。

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致谢

随着本次毕业论文的定稿，四年的大学本科生活也即将画上句号。回首四年前，初入求是园之情景仍历历在目，到如今只恍如隔日，不免感慨光阴易逝、韶华难追。然而这四年带给我的美好记忆以及在四年里给予我无数帮助和关怀的师长和同学是我永远不会遗忘的。在此，我向你们致以最为真挚的谢意！

我要感谢在本科毕业设计期间的指导老师经验老师。感谢经老师的不仅仅在毕设期间给予我许多指导与关照，提出了许多建议和意见，给了我很大的启发和帮助，而且他待人和蔼，学识渊博，认真处事，严谨治学的态度让我留下了深刻的印象。可以说，没有你就没有我的这篇论文，也没有我最后一年的开心时光与美好经历。

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参考文献

[1]张承志.商品混凝土.化学工业出版社.2006.6，2～5

[2]何永荣、焦予民编著.混凝土搅拌站各机构参数的确定.建设机械技术与管理105出版.2008.8，12～15

[3]刘玉峰.商品混凝土搅拌站（楼）的选型.河北企业出版.2008(1),2～5 [4]杨宗胜.浅谈混凝土搅拌站的组成和类型.甘肃科技出版.2009, 25(16),2～5 [5]王中平.建筑工程材料生产工艺设计.化学工业出版社.2007.9，257～357

[6]谢其盛、高军、王月灿.我国混凝土搅拌站的现状及其发展方向. 建筑工程选材指南出版.2007.6，85～135

[7]杨剑梅.浅谈混泥土搅拌站环境影响评价. 钢铁技术出版.2010.3,5～7 [8]廉慧萍.商品混凝土搅拌站的系统管理. 中国水泥出版.2009.4，55～60

[9]姚伟光、黄康成.浅谈混凝土搅拌站的选择和比较标准. 四川建材出版.2007(2),65～72 [10]汪旬.混凝土机械现状与发展趋势.中国水利报；2001.12(E2),67～82 [11]叶列平.钢骨混凝土构件的受力性能研究综述. 土木工程学报；2000.5,21～34 [12]姜雪洁.改性聚丙烯纤维混凝土抗渗性能的试验研究.建筑技术；2006(1),12～21

[13]王雪芳.矿物掺合料对混凝土电阻率的影响.福州大学学报（自然科学版）；2008(3),54～60 [14]陈萌.商品混凝土轴心抗拉强度与受拉弹性模量的试验研究.四川建筑科学研究；2008(2),48～56

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摘要

关键词：混凝土配合比设备选型搅拌机

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Abstract

Key word: Concrete Ratio of Mix Equipment Selection Concrete mixer

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3.3 螺旋输送机的选型计算 .................................................................... 15

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4.2全站设计特色 ..................................................................................... 24

结束语 ............................................................................................................. 26

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前言

1.我国商品混凝土行业发展较快。混凝土搅拌站在我国经过十多年的发展，其发展的过程是引进—— 消化—— 部分国部国产—— 改进提高。

因此，我们搅拌站有以下缺点：

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第1章混凝土配合比计算

1.1设计条件

采用的材料：

1）水泥：P·O42.5级，水泥强度等级值的富余系数为1.10～1.13，密度为3.11g/cm3；

2）砂：中砂，表观密度2.64g/cm3，堆积密度1.50g/cm3；

3）石：碎石，表观密度2.70g/cm3，堆积密度1.55g/cm3；石子最大粒径5～31.5mm； 4）水：自来水。

5) 减水剂：TMS，减水率18%，掺入量1.0～1.2%。

1.2混凝土配合比计算

1.2.1配合比计算

根据JGJ／T55－2000；混凝土配制强度为：

fcu.0fcu.k1.645 式(1.1)

（δ指混凝土强度标准差，C30的混凝土δ取5MPa；fcu.k取30）所以带入（1.1）得：fcu.038.225MP 1.2.2确定水灰比

afcew



fcu.oabfce 式(1.2)

fcecfce.g

式(1.3)

ab代表石的回归系数

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fce代表水泥28d抗压强度实测值 c代表水泥强度等级值得富余级数

fce.g代表水泥等级强度值（水泥标号标准值）

采用碎石：a=0.46 b=0.07,采用卵石：b=0.48 b=0.33

c=1.1.-1.13，取1.12

带入得式（1.2）（1.3）

=0.55 c

1.2.3确定1立方米混凝土用水量

确定1立方米混凝土用水量,是依据坍落度以及碎石最大粒径来选取。

表1.1 混凝土单位用水量选用表（Kg/m）

由碎石的最大粒径是31.5mm，坍落度为35～50mm，查混凝土单位用水量选用表得mw0=185kg/m3。 1.2.4确定1立方米水泥用量

式(1.4)

根据上述计算得

mco

=336kg/m3

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1.2.5确定砂率

砂率的确定是根据碎石的最大粒径来选取。

由w/c=0.55，碎石的最大粒径为5～31.5mm，查混凝土砂率选用表得=30% 1.2.6确定1m3混凝土的砂石用量

采用体积法：

mcomgomsmw

0.011cgsw

s

mso

100%

mgomso

式(1.5)

式(1.6)

mco代表每立方米混凝土的水泥用量

mgo

代表每立方米混凝土的粗骨料的用量

mso代表每立方米混凝土的细骨料量 mwo代表每立方米混凝土的用水量

代表混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，取

c,g,s分别代表水泥、粗骨料、细骨料的表观密度

带入式(1.5)式(1.6)得：

1m3混凝土所需的砂石质量分别为：

ms0=656kg/m3 mg0=1218kg/m3

所以mc0:mw0:ms0:mg0=336:185:656:1218

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第2章物料平衡计算

2.1计算实验配合比

mco:mwo:mgo:mso=336:153:676:1230

2.2计算施工配合比

搅拌站的标准是70万m3级，我们假定有：（1）年生产300天;

（2）每天运作2班，每班时间为8小时；

每天的生产量为70104/300=2400m3，若每天工作16小时，则每小时的产量为2400/16=150m3，即要求搅拌每小时生产能力为150m3，施工配合比为

mco:mwo:mgo:mso=336:153:676:1230

混凝土配合比设计中添加减水剂为水泥用量的1%1.2%，取1%，减水效果为是

15%18%，取15%。

所以单位立方米减水剂的量为m0=3361%=3.36kg 而单位立方米用水量为w0=185（1-15%）=157.25kg 所以施工配合比为

c0:w0:s0:g0:m0336:157.25:656:1218:3.36

但在实际操作过程中，砂石中含有少量水，砂中含水率为3%，石中含水率为1%，则1m3混凝土中各种材料的用量：

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水的量为：w=157.25-6563%-12181%=125.25kg 砂的量为s=656（1+3%）=676kg 石的量为g=1218（1+1%）=1230kg

表2.1物料平衡表

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第3章设备选型计算

3.1搅拌机选型

双卧轴强制式搅拌机主要有以下特点： 1.搅拌质量好 2.生产效率高

双锥倾翻出料式搅拌机的特点：效率高，适用于含有大粒径的混凝土[5]。

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下面进行设备选型计算：

每天的生产量为70104/300=2400m3,若每天工作16小时，则每小时的产量为2400/16=150m3，所以根据每小时的产量，初步选择如下两种设备，见表3.1

表3.1混凝土搅拌机设备选型

JS3000型双卧轴强制式混凝土搅拌机的尺寸405026802150。

3.2砂石输送设备选型计算

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计算输送带的宽度Bj，根据公式

Q385B2

VP Q是需要输送的物料量，每小时需要的砂石各为：

ms=1622400/16=101400kg mg=2952000/16=184500kg 所以Q=285.9t

V取1.6m/s--------输送带速度 P取1.7t/m3-------物料堆积密度带入公式式（3.1）Bj=545mm

适合的标准值有B1=650mm，B2=800mm 综合考虑成本盈利等情况应选择B=650mm

所以型号为DTII650,带宽650，D指带式输送机，T指通用型，3.2.2.倾斜带式输送机

计算输送带的宽度B

J，根据公式

Q=KB2VPC1C2 因为Q=285.9t K-----断面系数

P取1.7t/h------物料堆积密度 V取1.2m/s-----输送带速度 C1取0.85------倾角系数 C2取1.0-------速度系数

式(3.1) II代表新系列式(3.2)

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将Q带入公式（3.2）得J=680

满足带宽要求的有2个标准值，B1=800，B2=1000 验算输送能力：

B1=800，K=130，输送能力Q=427t B2=1000，K=145，输送能力Q=667t

在满足带宽的情况下，两种皮带都满足输送要求，从成本方面考虑，显然取B1更合适。

根据工艺布置，倾角为18，带长为66.2米。

3.3 螺旋输送机的选型计算

螺旋输送机具有结构简单，制作成本低，密封性强，操作安全方便等优点，中间可多点装卸料。广泛用于化工建材、冶金、粮食等部门，在倾角β

工作原理

下面是螺旋输送机的设备选型计算过程,见表3.2。

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续表3.2

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3.4骨料配料机选型计算

ms1622400/16=101400kg

mg=2952000/16=184500kg 每小时需要砂石的体积为

每小时生产要求：vvsvg106.7m3

可选HDP1200骨料配料机，它的生产率为25m3/h，所以一共选择5台HDP1200骨料配料机。

HDP1200骨料配料机的技术参数为：728543062700

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3.5 水表选型计算

在砼生产过程中，配料计量精度与搅拌匀质性是决定砼质量的重要因素，配料时采用的计量方式又决定了计量的精度。

3.6 砂石仓系统

砂石的储存场地的储存在16h，操作周期为7天的需求量。 3.6.1砂堆场设计

砂在七天内的需求量：MS80775649t

令砂场的高h16m，

按圆形堆场设计则R=26m

则砂堆场的外形尺寸为Φ526，单位均是米。 3.6.2石堆场设计

根据砂石需求量来计算堆场面积石在七天内的需求量：Mg1267720664t

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令石场的高h2

15m

则R=30m

则石堆场的外形尺寸为Φ6015，单位都是米。

3.7粉料仓设计

水泥筒仓选型计算：

两天内水泥的用量Mc=806.42=1612.8t 所选筒仓为JLSNC 500T,技术参数如下：

表 3.2 水泥筒仓的技术参数

3.8除尘器

除尘器的选择是依据粉尘的来源来进行除尘器的选择，下面介绍一下，各种设备的粉尘来源和措施。

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（2）粉料称量斗由于螺旋输送机将粉料输送到粉料称量斗时产生的粉尘。一般会选用全封闭的称量斗，称量斗丁度用一根通风管与收尘设备连接。

（3）搅拌机称量后的混合料投入搅拌机时产生的粉尘，在全封闭的搅拌机顶端用一根通风管与收尘设备连接，并可要求加水雾化、均匀压制粉尘。

综上所述，在收尘器的选择上，由于分量称量斗、搅拌机所产生的瞬间粉尘浓度较大，通常选用收尘效果较好的脉冲参吹除尘器。

3.9计量系统

骨料配料系统（俗称配料机）是组成混凝土各种骨料的称量系统的总称，称量层主要由称量斗、传感器和气动弧门（或输送皮带机）构成。

3.10主机能力平衡表

综上所述，主机平衡能力表如表3.3

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第四章工艺流程

4.1 全站工艺流程

（3）原料的配比称量称量采用质量式或容积式计量称。

骨料送料是将计量完成后的骨料料送入搅拌机，一般通过皮带机输送，也可用拉斗提升机。

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4.1.3 粉料储料

4.1.5 水、外加剂管路

此系统是将混凝土所需的各种物料(骨料、粉料、水、外加剂等)，按照配比，通过精确地计量后送人搅拌机内。

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种物料的弧门(蝶阀)依次打开，将料送人搅拌机内。完成卸料程序。 4.1.7 搅拌及出料系统

4.2全站设计特色

4.2.1混凝土回收站的作用

1.混凝土回收站设备对废弃混凝土进行分离，使之成为砂、石和水泥浆三组分，并分别回收再利用。

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2.回收站配置的供水系统，进行内部循环，使清洗混凝土设备和浆水回收在利用同时进行。

3.清水池、浆水池和回收设备采取立体布置方式，形成一套封闭的污水处理和砂石料的回收系统，使浆水、废料均可就地的回收，并重复再利用。

4.通过回收站的处理，实现100%回收、零排放、零处理、零外运[4]。

4.2.2混凝土回收站的组成及流程

混凝土回收站主要有进料滑槽或斗、分离装置、出料斗、搅拌系统，公示系统，料场、浆池、清水池等组成。

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结束语

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致谢

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参考文献

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[2]何永荣、焦予民编著.混凝土搅拌站各机构参数的确定.建设机械技术与管理105出版.2008.8，12～15

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[7]杨剑梅.浅谈混泥土搅拌站环境影响评价. 钢铁技术出版.2010.3,5～7 [8]廉慧萍.商品混凝土搅拌站的系统管理. 中国水泥出版.2009.4，55～60

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