[发明专利]一种物料搅拌、挤出与喷射同时进行的混凝土喷射装置

说明书

本发明涉及3D打印设备技术领域，提供一种物料搅拌、挤出与喷射同时进行的混凝土喷射装置，包括：主传动电机、干粉均料装置、进水集成块、粉液搅拌管、中空挤出轴、中空传动轴以及喷射管；所述干粉均料装置与粉液搅拌管连通；所述粉液搅拌管内设置传动连接的中空挤出轴和中空传动轴；所述中空挤出轴上设置搅拌叶片组；所述中空传动轴与主传动电机传动连接，所述中空传动轴上设置传送滚龙，所述中空传动轴的尾部伸出液搅拌管，且中空传动轴的尾部设置进水集成块，所述中空传动轴的尾部设置与进水集成块配合的水孔；所述中空传动轴的头部与中空挤出轴不密封。本发明能够实现搅拌、挤出、喷射同步完成，适应快凝混凝土物料的喷射，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及3D打印设备技术领域，尤其涉及一种物料搅拌、挤出与喷射同时进行的混凝土喷射装置。

背景技术

在3D打印技术中，常用到喷射工艺，喷射方法分为干喷、潮喷、湿喷。干喷的喷射速度大，粉尘污染及回弹情况较严重，使用上受一定限制，潮喷机比干喷机粉尘浓度小、回弹率低，湿喷的喷射速度较低，由于水灰比增大，混凝土的初期强度亦较低，但回弹情况有所改善，材料配合易于控制，工作效率较干拌法为高。喷射混凝土宜优先选用湿喷工艺。

我国最早引入的是双罐式干喷机，这种干喷机可以连续作业，但由于劳动强度大、效率低的缺点逐渐被淘汰。七十年代左右，我国研制了转子式干喷混凝土喷射机，由于机型简单、操作维修方便，所以在当时得到广泛的应用和推广，但受限于料腔易堵塞、不能进行潮喷作业的缺点，逐渐被后续的气动上料机组的混凝土喷射机取代。但是由于潮喷机为人工上料，不仅劳动强度大、效率低，还易导致物料水灰比配比不均，喷射质量特别是均匀性较难控制的缺点，研究人员的研究重点逐渐转向湿喷机。

磷酸镁水泥是一种特殊的混凝土物料，磷酸镁水泥(Magnesium phosphatecement，MPC)是由过烧氧化镁、可溶性磷酸盐、缓凝剂及矿物掺合料按一定比例混合配制而成的气硬型胶凝材料。作为一种新型的胶凝材料，MPC的生产制备工艺、水化机理及水化产物都不同于传统的硅酸盐水泥和其他无机胶凝材料，这使得它们在性能上也有所区别。MPC的水化过程是一种以酸碱中和反应为基础的放热反应，在室温下即可发生，最终得到的凝结硬化体具有陶瓷制品的特性，因而具有快凝早强、力学性能好、体积稳定性好、抗渗性好、耐久性好等优点。这些优异的性能使其在工程结构快速修补材料、耐火材料、生物黏结剂、固化重金属及放射性废物等方面均有很好的应用前景。作为混凝土结构的修补材料，MPC所具有的优异性能使其用于机场跑道、桥梁、公路等民用建筑和军事工程的抢修和加固有很大的优势。

氧化镁细度对MPC凝结时间有显著影响，氧化镁颗粒粒径越小，MPC浆液凝结时间越短。制备MPC所使用的MgO一般是碳酸镁经1000℃以上的高温(通常是1700℃)煅烧后磨细而成，煅烧温度不同，生成MgO活性不同，参与水化反应时反应速率也不同。研究表明随着煅烧温度升高，氧化镁的比表面积和孔体积减小、化学活性降低。硼砂是一种非常有效的磷酸镁水泥缓凝剂，MPC凝结时间随硼砂掺量的增加而延长，但其缓凝效果往往以牺牲MPC早期强度为代价。为避免这一问题，许多研究人员开发了不同的复合缓凝剂，以在不降低MPC早期抗压强度的前提下提高其凝结时间。

由上可见，传统的喷射装置需要提前将物料与拌和水搅拌混合，并由泵机将浆体泵送至喷嘴。拌和与传输浆料需要耗费时间与增加设备，还要添加缓凝剂避免快凝，不仅增加了生产成本，还限制了特殊性能混凝土(如磷酸镁水泥等)的使用效果。

发明内容

本发明主要解决现有技术的快凝混凝土物料(尤其是磷酸镁水泥)的喷射使用技术受限的技术问题，提出一种物料搅拌、挤出与喷射同时进行的混凝土喷射装置，以实现搅拌、挤出、喷射同步完成，适应快凝混凝土物料的喷射，提高生产效率。

本发明提供了一种物料搅拌、挤出与喷射同时进行的混凝土喷射装置，包括：主传动电机、干粉均料装置、进水集成块、粉液搅拌管、中空挤出轴、中空传动轴以及喷射管；

所述干粉均料装置与粉液搅拌管连通；