水泥混凝土對振搗方式的敏感性研究

任東旭　肖國軍　張鐵志

摘 要：混凝土拌合物成型過程中，振搗是必不可少的步驟。通過采用不同的振搗方式使混凝土達(dá)到均勻密實(shí)，以滿足混凝土的強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)。水泥混凝土強(qiáng)度對振搗方式具有一定的敏感性，本研究就不同振搗時間、振搗頻率及振搗方向?qū)炷涟韬衔锏膹?qiáng)度影響進(jìn)行了測試和探討，對相同的振搗參數(shù)成型不同類型的混凝土拌合物的性能差異進(jìn)行了對比，得出了振搗參數(shù)的最佳組合和不同類型混凝土拌和物對振搗的不同敏感程度，為實(shí)驗(yàn)和實(shí)際工程混凝土拌和物的振搗操作提供了有益參考。

關(guān)鍵詞：振搗時間；混凝土拌合物；混凝土強(qiáng)度；振搗參數(shù)

1 研究背景

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水泥混凝土建筑物越來越多，質(zhì)量與安全是結(jié)構(gòu)物的靈魂，保證水泥混凝土的強(qiáng)度和耐久性則是結(jié)構(gòu)物的技術(shù)關(guān)鍵所在。在混凝土整個工程過程中，專家學(xué)者對每個環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的研究。其中振動攪拌與振搗工藝的研究主要有：付昌會[1]做了振動攪拌對混凝土耐久性的影響研究，分析比較不同振動方式對混凝土含氣量的影響機(jī)理；西安建筑科技大學(xué)對混凝土振動攪拌技術(shù)做了理論分析，詳細(xì)分析了影響混凝土拌合物性能的微觀因素與宏觀因素[2]；山東建筑大學(xué)進(jìn)行了粉煤灰、硅灰、礦粉的單摻和復(fù)摻輕骨料混凝土工作性能對比試驗(yàn)，制定了評價免振搗泵送輕骨料混凝土的工作性能評價[3]?；炷翝仓r的振搗是排除混凝土拌合物的空氣，使混凝土更加密實(shí)。因此研究混凝土振搗成型時所需的參數(shù)對混凝土施工成型具有重要意義。而目前對振搗成型方面的研究尚不深入，特別是對不同種類的混凝土，振搗參數(shù)是不同的，在這方面目前缺少系統(tǒng)研究。本研究主要對振搗時間對混凝土性能影響和摻合物對混凝土性能影響進(jìn)行分析，進(jìn)而和振搗頻率和方向進(jìn)行有機(jī)最佳組合。

2 實(shí)驗(yàn)研究過程

2.1 混凝土配合比設(shè)計

配合比為水泥：水：砂：碎石=1：0.4：1.07：2.5。按比例在上述混凝土配合比中加礦粉，分為四個比例：10%、20%、30%、40%的摻量按1.2：1替代水泥。

2.2 振搗方案設(shè)計

影響混凝土性能因素有多種，包括溫度、砂率、外加劑、振搗方式。本研究通過一般振搗，得出振搗時間對混凝土性能的影響。振搗裝置為實(shí)驗(yàn)室混凝土振動臺。振搗方式是振搗時間分為120s、300s、600s三種。振動方向?yàn)榇怪鄙舷抡駝?。定向振搗是指通過實(shí)現(xiàn)振動臺振動過程中的方向、頻率的改變實(shí)現(xiàn)在不同方向和頻率下振搗混凝土。本研究通過對比振搗時間得到最佳振搗時間和頻率、方向的最佳組合。振搗裝置是定向調(diào)頻振動臺。振動臺參數(shù)為可調(diào)節(jié)頻率、方向振動臺。振搗方式是振搗時間為120s。振搗方向分為水平、豎直。振搗頻率分為低頻、中頻、高頻。研究振搗方向和頻率對混凝土性能的影響。

2.3 拆模及養(yǎng)護(hù)

拆模時間應(yīng)在砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的25%以上或凝固時間超過規(guī)定要求才能拆模，本實(shí)驗(yàn)在混凝土成型一天后拆模。養(yǎng)護(hù)一天后，將混凝土試塊浸入常溫水中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。為研究養(yǎng)護(hù)時間對混凝土強(qiáng)度影響，養(yǎng)護(hù)時間分為1天、3天、7天。將混凝土試塊分組進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試。

2.4 抗壓強(qiáng)度測試

3 數(shù)據(jù)分析

將壓力機(jī)測得的混泥土抗壓強(qiáng)度應(yīng)乘以0.095得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理并繪制成折線圖如圖1。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)可以看出，混凝土試塊養(yǎng)護(hù)7天，其強(qiáng)度可以達(dá)到養(yǎng)護(hù)28天的80%左右；養(yǎng)護(hù)3天達(dá)到70%左右；養(yǎng)護(hù)1天達(dá)到30%左右?；炷琉B(yǎng)護(hù)1天和3天受振搗時間影響較大，且其他條件一定時，振搗時間每增加一個等級抗壓強(qiáng)度提高30%左右；養(yǎng)護(hù)7天及以上受振搗時間影響不大，并且不隨振搗時間呈正相關(guān)增加。混凝土試塊的密度不隨振搗時間增加而增加。同時，混凝土抗壓強(qiáng)度也不隨混凝土試塊密度的增大而增大。

在振搗時間、方向、頻率一定的條件下，混凝土抗壓強(qiáng)度隨礦粉摻和量的增加先上升后下降。而將其摻和量控制在25%左右可以最大限度地提高混凝土抗壓強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，本研究得出以下結(jié)論：

（1）混凝土試塊最佳振搗參數(shù)組合：振搗時間為600S，振搗方向?yàn)樗秸駬v，振搗頻率采用低頻（振動頻率為50HZ、1500～3000次/min）振搗。若混凝土強(qiáng)度仍達(dá)不到設(shè)計強(qiáng)度或者為了提高混凝土在使用過程中的強(qiáng)度富余值可在混凝土拌合物拌合過程中添加25%的礦粉。（2）不同類型的混凝土拌合物對振動的敏感性是不同，在相同的振搗參數(shù)下，加礦粉的混凝土拌合物較未加入礦粉的混凝土拌合物敏感性大。前者變化較明顯，而后者幾乎趨于穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]付昌會，王衛(wèi)中，等.振動攪拌參數(shù)對混凝土含氣量的影響[J].長安大學(xué)學(xué)報，2011（6）.

[2]沈虹.混凝土的振動攪拌及其效果評價[J].建筑機(jī)械化，2006（11）.

[3]傅日榮，逢魯峰，等.礦物摻合料對免振搗輕骨料混凝土工作性能影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].混凝土，2010（4）.

[4]王寶民，潘寶峰.道路建筑材料[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2010.

作者簡介：任東旭（1992，11-），男，河北省張家口人，遼寧科技大學(xué)土木工程學(xué)院學(xué)生，研究方向：道路與橋梁。

肖國軍（1993，5-），男，遼寧省錦州人，遼寧科技大學(xué)土木工程學(xué)院學(xué)生，研究方向：道路與橋梁。

張鐵志（1972，8-），男，遼寧省錦州人，遼寧科技大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，研究方向：道路與橋梁。