水泥基材料梯度混炼仪 技术领域：
本发明涉及一种水泥基材料梯度混炼仪。
背景技术：
水泥基材料作为用量最大的建筑材料，在20世纪为人类文明和居住条件的改善发挥了很大的作用，未来一百年内也看不到有被其它材料取代的征兆。水泥基材料具有原料来源广、成本低廉、加工制造方便、抗压强度高、耐久性好等优点，但也同时存在拉压强度比低、功能单一、韧性差等缺点，抑制其用途的拓宽和作用的充分发挥。梯度功能材料概念的提出为制备具有复合功能、特殊功能或优良力学性能的材料提供了一条新途径。目前，梯度功能材料在精细功能陶瓷、金属/陶瓷复合材料、金属合金材料等领域都变为现实。但由于水泥基材料(水泥混凝土)结构组分和成型方法的特殊性，目前尚未有适用于水泥基梯度功能材料的设备。陶瓷、金属等梯度功能材料的成型方法，如离子溅射法、化学蒸镀法等在原子、分子层次的精密成型方法无法用于水泥基材料的生产成型中，传统水泥混凝土材料的成型方法，如人工搅拌成型、机械搅拌振动成型、辊压成型等方法均无法实现材料组分由制品(构件)一侧到另一侧的梯度连续变化。而采用人工分层配料、分层成型的工艺方法所制备的水泥基梯度材料实质上是组分呈阶梯变化，并没有解决组分连续梯度变化的问题。理论上，采用人工无限多分层配料分层成型，可以达到组分的类连续梯度变化。但实践上由于成型过程的繁杂，速度太慢，是无法实现的。
发明内容：
本发明地目的是提供一种应用于水泥基梯度功能材料的制备工艺中，通过计算机程序控制各组分供料系统解决水泥基材料制备中组分连续梯度分布问题的水泥基材料梯度混炼仪。
为了解决水泥基材料组分的连续梯度变化问题，本发明设计了一种水泥基材料梯度混炼仪，通过三组分供料系统的可控连续变化供料，实现了水泥基材料各组分的连续梯度变化，取得了较好的效果。
本发明所采用的技术方案是：一种水泥基材料梯度混炼仪，包括垂直搅拌器、水平混炼仓、水流调节器和两个以上贮料装置；每一个贮料装置由料斗、变频感应电机、变速齿轮、螺杆喂料器和下料管组成，螺杆喂料器与料斗联通，下料管的上端与螺杆喂料器相联，下端与垂直搅拌器相联；在垂直搅拌器中装有搅拌杆，在搅拌杆上带有搅拌叶，垂直搅拌器的下出口与水平混炼仓联通；在垂直搅拌器的下出口侧面上方设有水流调节器；水流调节器由高压水管、雾化喷口和水流调节阀组成。
搅拌叶与搅拌杆的夹角a＜90°、与水平方向夹角β＜5°。
采用三组分连续供料系统，其中三种固相组分由计算机程控，液体由可调流量计单独控制，并保证两部分同步工作。三种固相组分，按照其容重由变速螺旋搅刀在计算机(设定初速和终速)控制下随时间变速供料。水分在固体物料搅拌后、混练前以雾化形式由相间120°的三个雾化喷口喷入。搅拌装置采用多叶垂直搅拌轴和壳体组成(搅拌叶与搅拌杆夹角α＜90°、与水平方向夹角β＜5°)，由供料装置供出的料在重力作用下垂直下落，经高速旋转的搅拌器实现瞬时初次混拌，下落到匀速旋转的螺旋混练搅刀与水混练。混练装置水平放置，由螺旋搅刀和紧密配合的壳体组成。为混练均匀，螺旋搅刀应有足够的长度。经混练后的料，由布料器直接进入模具，实施即时沿制品厚度方向布料，保持其各组分的原有梯度分布状态不变，振动成型或布料后加压成型。
本发明的优点和效果是：由计算机程控的组分连续供料系统实现了组分的连续梯度变化，适用于小粒径骨料的梯度功能混凝土和短切增强纤维或短切功能纤维水泥基复合梯度功能材料制品的生产。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图，
图2为垂直搅拌器结构示意图。
具体实施方式：
附图1.给出了本发明的结构示意图，图中箭头表示物料流动方向。附图2给出了垂直搅拌器的结构。
本发明的工作过程：
一定量的水泥、骨料(砂)和短切纤维(经表面处理的碳纤维)分别放入三个贮料斗1，在重力作用下，落入由计算机控制瞬时转速的变频感应电机3，经变速齿轮2带动的螺杆喂料器4经下料管5喂入垂直搅拌器6，进入垂直搅拌器6中的物料在重力和高速旋转(1400r/min)的搅拌杆7及搅拌叶23(搅拌杆7是由主控器17控制的三相交流异步电机13经皮带9驱动的，12为皮带轮防护罩)的搅拌下，旋转下落。搅拌叶23与搅拌杆7的夹角α＜90°、与水平方向夹角β＜5°，物料下落至搅拌杆7下三分之一位遇由高压水管16输送经水流调节器15计量的并经过雾化喷口14雾化的高压雾化水，在搅拌杆7的搅拌下螺旋下落到水平混炼仓8(水平混炼仓8中的混炼螺旋搅刀18是由工作台20上的主控器17控制的三相交流异步电机11经皮带9驱动并由变速齿轮10变速的)，物料经过混炼螺旋搅刀18的旋转混炼和推动由布料器19均匀布入置于振动台22上的模具21。物料经振动自行密实(物料也可在布满磨具后经压制密实)。密实后的物料(制品)随模具(压实制品脱模后)进入制品养护室，养护到规定的龄期即为需要的成品(本实施例为自发热自控温墙板)。
为保证混炼螺旋搅刀18的的寿命，螺旋搅刀必须由超硬合金钢制造，螺旋搅刀的螺距和齿高不小于骨料最大粒径的三倍。螺旋搅刀也必须与其外壳紧密配合。