一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统及方法技术方案

一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统及方法，施工系统包括物料混合搅拌装置、缓存容器和输送泵；物料混合搅拌装置与缓存容器连通，物料混合搅拌装置的出料口的位置高于缓存容器的进料口的位置，缓存容器与输送泵连接。施工方法包括：一、物料混合搅拌装置设置至少两个物料混合容器，水和纤维纸板通过进料口导入物料混合容器内，并预先浸泡，然后搅拌器搅拌；二、喷射施工前，缓存容器内至少应存储一半以上的纸浆纤维水溶液；三、缓冲容器内的纸浆纤维水溶液满足喷射要求后，打开与缓存容器连接的输送泵，进行冰壳结构建造的喷射施工。该施工系统搅拌均匀，能实现冰壳结构建造的连续作业。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统及方法
本专利技术涉及一种搅拌泵送施工系统及方法，具体涉及一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统及方法。
技术介绍
冰雪建筑是一种极具地域和季节特点的建筑结构形式，不仅在冰雪旅游方面发挥着巨大作用，而且在极地开发领域也具有潜在应用价值。近几年，为了拓展传统冰雪景观建筑的尺寸规模与曲面造型，提升冰雪建筑的观赏与艺术价值，大跨度的复合冰壳结构技术应运而生。这种新型的技术采用临时性的充气膜施工模板，配合高性能复合纤维-水溶液连续喷射，冻结完成冰壳结构的施工。现有的施工技术中复合材料的制备、搅拌和泵送多集中在同一个大容器内。这样的施工方式主要导致以下三个问题：1)复合纤维搅拌破碎不均匀，导致较大粒径的颗粒堵塞管道；2)无法精确控制复合纤维材料的质量配合比；3)材料制备与泵送不能同时进行，导致施工效率低下。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术不足，提供一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统及方法。该施工系统搅拌均匀，能实现冰壳结构建造的连续作业。本专利技术的技术方案是：一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统包括物料混合搅拌装置、缓存容器和输送泵；物料混合搅拌装置具有投放物料的进料口和输出物料的出料口，物料混合搅拌装置的出料口与缓存容器的进料口连通，物料混合搅拌装置的出料口的位置高于缓存容器的进料口的位置，所述缓存容器上设置有搅拌方向相反的缓存搅拌器，缓存容器的出液口与输送泵的入口连接。一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工方法包括：一、物料混合搅拌装置设置至少两个物料混合容器，物料混合容器接有进料口，水和纤维纸板通过进料口导入物料混合容器内，纤维纸板掺入的质量控制在占纤维纸板和水总质量的1％-5％，并预先浸泡8-15分钟，然后搅拌器搅拌10-15分钟，至少两个物料混合容器相互协同工作，当一部分物料混合容器底部的阀门关闭，并填加水和纤维纸板并搅拌，另一部分物料混合容器底部的阀门打开，将混合充分的纸浆纤维水溶液在重力作用下经出料口流入缓存容器中，如此交替施工；二、缓存容器存储制备好的纸浆纤维水溶液，喷射施工前，缓存容器内至少应存储一半以上的纸浆纤维水溶液；三、缓冲容器内的纸浆纤维水溶液满足喷射要求后，打开与缓存容器连接的输送泵，进行冰壳结构建造的喷射施工，输送泵向外喷射过程中缓存搅拌器处于低速运行。本专利技术相比现有技术的有益效果是：本专利技术复合冰壳结构建造的施工系统的缓存容器提供施工材料的中间缓存容器，实现冰壳结构建造的连续施工；缓存容器上设置有搅拌方向相反的缓存搅拌器有利于复合纤维破碎不均匀，便于输送泵输送。本专利技术申请相比较传统施工泵送设备，通过细化分解成材料制备搅拌、缓冲、泵送等子过程，提高了大跨度复合冰壳的施工质量与施工效率；本专利技术施工方法中水和纸浆纤维复合混合搅拌，可以满足给定配合比的材料高效精确制备。物料混合搅拌装置的出料口的位置高于缓存容器的进料口的位置，通过重力作用运送复合纤维溶液，减少了额外的管道连接和泵送设备需求。下面结合附图和实施方式对本专利技术的技术方案作进一步地说明：附图说明图1为本专利技术的施工系统的示意图；图2为图1的俯视图；图3为缓冲容器和缓存搅拌容器的布置关系图；图4为图3的俯视图；图5为物料混合搅拌装置的示意图。具体实施方式参见图1-图5所示，本实施方式的一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统，它包括物料混合搅拌装置1、缓存容器2和输送泵3；物料混合搅拌装置1具有投放物料的进料口1-1和输出物料的出料口1-2，物料混合搅拌装置1的出料口1-2与缓存容器2的进料口连通，物料混合搅拌装置1的出料口1-2的位置高于缓存容器2的进料口的位置，所述缓存容器2上设置有搅拌方向相反的缓存搅拌器2-3，缓存容器2的出液口2-2与输送泵3的入口连接。物料混合搅拌装置1、缓存容器2、输送泵3均放置在室内，物料混合搅拌装置1和缓存容器2均布置在有台阶的操作平台上。进一步地，所述物料混合搅拌装置1包含物料混合容器1-3和搅拌器1-4，物料混合容器1-3的顶部安装有搅拌器1-4。输送泵3为离心泵。如图4和图5所示，所述搅拌器1-4和所述缓存搅拌器2-3的结构相同，包括电机、转动杆和搅拌叶片，转动杆的一端安装在电机输出端上，搅拌叶片安装在转动杆的另一端上，所述搅拌器的电机安装在物料混合容器上，所述缓存搅拌器的电机安装在缓存容器上。搅拌叶片可为两片或三片搅拌叶片。如图4所示，所述缓存容器2具有多个出料口2-2，且出料口2-2的位置高于搅拌叶片的位置，以防止离心泵空载运动，同时保证了喷射材料的均匀性。所述物料混合容器1-3和缓存容器2均为塑料容器，廉价易得，取材方便。结合图1-图5说明，另一个实施方式中，提供一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工方法，所述施工方法包括：一、物料混合搅拌装置1设置至少两个物料混合容器1-3，物料混合容器1-3接有进料口1-1，水和纤维纸板通过进料口1-3导入物料混合容器1-3内，纤维纸板掺入的质量控制在占纤维纸板和水总质量的1％-5％，预先浸泡8-15分钟，然后启动搅拌器1-4搅拌10-15分钟，至少两个物料混合容器1-3相互协同工作，当一部分物料混合容器1-3底部的阀门关闭，并填加水和纤维纸板并搅拌，另一部分物料混合容器1-3底部的阀门打开，将混合充分的纸浆纤维水溶液在重力作用下经出料口1-2流入缓存容器2中，如此交替施工；二、缓存容器2存储制备好的纸浆纤维水溶液，喷射施工前，缓存容器2内至少应存储一半以上的纸浆纤维水溶液，如此设置，保证冰壳结构建造的连续供应要求；三、缓冲容器2内的纸浆纤维水溶液满足喷射要求后，打开与缓存容器2连接的输送泵3，进行冰壳结构建造的喷射施工，输送泵3向外喷射过程中缓存搅拌器2-3处于低速运行中，如此设置，以防止复合溶液沉降。该实施方式适用于大跨度冰壳结构施工的自动搅拌泵送，可以实现喷射材料配合比精确控制，以及冰壳结构的连续泵送喷射。步骤一种的搅拌器1-4的电机可选用380V可变频电机。可选地，所述纤维纸板的质量控制在3％-4％。预先浸泡10分钟。作为一个实施例：应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工方法如下进行：一、物料混合搅拌装置1设置两个物料混合容器1-3，每个物料混合容器1-3的容积为1000L，双物料混合容器1-3的设置优化了冰壳施工流程，提高了复合材料制备效率；物料混合容器1-3接有进料口1-1，水和纤维纸板通过进料口1-3导入两个物料混合容器1-3内，纤维纸板掺入的质量控制在占纤维纸板和水总质量的1％-3％，预先浸泡10分钟，然后启动搅拌器1-4搅拌10-15分钟，两个物料混合容器1-3相互协同工作，当一个物料混合容器1-3底部的阀门关闭，并填加水和纤维纸板并搅拌，另一个物料混合容器1-3底部的阀门打开，将混合充分的纸浆纤维水溶液在重力作用下经出料口1-2流入缓存容器2中，如此交替施工，搅拌器1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统，其特征在于：它包括物料混合搅拌装置(1)、缓存容器(2)和输送泵(3)；/n物料混合搅拌装置(1)具有投放物料的进料口(1-1)和输出物料的出料口(1-2)，物料混合搅拌装置(1)的出料口(1-2)与缓存容器(2)的进料口连通，物料混合搅拌装置(1)的出料口(1-2)的位置高于缓存容器(2)的进料口的位置，所述缓存容器(2)上设置有搅拌方向相反的缓存搅拌器(2-3)，缓存容器(2)的出液口(2-2)与输送泵(3)的入口连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统，其特征在于：它包括物料混合搅拌装置(1)、缓存容器(2)和输送泵(3)；
物料混合搅拌装置(1)具有投放物料的进料口(1-1)和输出物料的出料口(1-2)，物料混合搅拌装置(1)的出料口(1-2)与缓存容器(2)的进料口连通，物料混合搅拌装置(1)的出料口(1-2)的位置高于缓存容器(2)的进料口的位置，所述缓存容器(2)上设置有搅拌方向相反的缓存搅拌器(2-3)，缓存容器(2)的出液口(2-2)与输送泵(3)的入口连接。


2.根据权利要求1所述一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统，其特征在于：所述物料混合搅拌装置(1)包含物料混合容器(1-3)和搅拌器(1-4)，物料混合容器(1-3)的顶部安装有搅拌器(1-4)。


3.根据权利要求2所述一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统，其特征在于：所述输送泵(3)为离心泵。


4.根据权利要求3所述一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统，其特征在于：所述搅拌器(1-4)和所述缓存搅拌器(2-3)的结构相同，包括电机、转动杆和搅拌叶片，转动杆的一端安装在电机输出端上，搅拌叶片安装在转动杆的另一端上，所述搅拌器的电机安装在物料混合容器上，所述缓存搅拌器的电机安装在缓存容器上。


5.根据权利要求4所述一种应用于大跨度复合冰壳结构建造的施工系统，其特征在于：所述缓存容器(2)具有多个出料口(2-2)，且出料口(2-2)的位置高于搅拌叶片的位置。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀明，武岳，陈博轩，
申请(专利权)人：黑龙江省琼冰建筑设计有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23