传统的搅拌工艺,混凝土搅拌是采用水泥、砂石干拌后再加入水、外加剂一次投入拌锅进行搅拌,若干时间后出料形成新拌混凝土,其优点是实现的设备与流程简单。但是,新拌混凝土砂石表面易形成一层自由水膜,增大了界面区的水灰比,从而削弱了水泥浆与集料的粘结强度,使水泥浆体的作用远未发挥出来;其次,是把宏观上均匀的混凝土放在显微镜下会发现,仍有10% ~ 30%的水泥颗粒粘聚成微小的水泥团,水泥水化很不充分, 这部分的水泥效能未被发挥出来 ;研究表明,即使在水胶比很低的高性能混凝土中,也有 10%~20% 的水泥水化反应不够充分,而仅仅起到微集料的填充作用。
日本在青函海底隧道的施工中,发现当砂粒表面的吸附水在搅拌过程中首先粘裹部分水泥,造成了水灰比较小的一层“壳”,这种混凝土的一系列性能均优于传统工艺搅拌的混凝土。
多步混凝土搅拌是指二步或者三步搅拌法。二步混凝土搅拌过程是指先制备水泥砂浆或水泥稀浆,然后再与骨料拌合成混凝土,而三步混凝土搅拌过程是指先制备水泥浆,然后与砂混合成稀浆,最后与粗骨料拌合制成混凝土。
多步搅拌工艺,是指在考虑混凝土组分中各物料相互均匀混合作用的基础上,利用物料投料!搅拌顺序对混凝土内部结构形成的影响,综合提高混凝土性能的工艺方法。
国内外很多专家对不同搅拌工艺方法进行了综合分析后得知:多步搅拌工艺通过高速搅拌砂浆(或者水泥浆),低速搅拌混凝土混合料,可以使水泥充分水化,从而提高了混凝土强度,也节省水泥。
通过对不同工艺方法下的混凝土试块的抗压强度进行测试分析表明:与传统搅拌工艺相比,多步搅拌工艺可提高混凝土强度10%左右;在减少水泥巧%的情况下,多步搅拌法仍可使混凝土达到合格强度。
日本株式会社提出了变速混凝土搅拌机,并成功地应用于混凝土搅拌站(楼)中。这种变速搅拌机的特点为:用液压马达来实现无极变速,一开始用普通运转速度的2-3倍的高速来搅拌细骨料,这时投入的是砂、水泥及少量水,使水泥粒子得到充分的扩散和拌和,由于水泥砂浆的质量约为总质量的一半,且其拌和阻力小,因而负荷通常不大,高速搅拌效果也会好得多。在完成这一工序后搅拌机会自行制动减速并投入另外部分的物料,直到完成搅拌。采用这种搅拌机不仅在效率上能达到要求,而且能生产出均质、稳定、和易性好的混凝土。在同一水灰比时,混凝土的塌落度可增大20mm,而且混凝土强度有所提高,在配合比设计一定时可减少水泥用量。