振動(dòng)攪拌對混凝土性能的影響與機(jī)理探究

趙旭東

【摘 要】攪拌為水泥混凝土生產(chǎn)的一項(xiàng)常見方式。本文主要就振動(dòng)攪拌就混凝土性能的影響進(jìn)行了分析，分別就其對混凝土強(qiáng)度、含氣量以及工作性能所帶來的影響進(jìn)行了探討。通過實(shí)踐得知振動(dòng)攪拌能夠大幅度提升混凝土強(qiáng)度以及含氣量；振動(dòng)攪拌所可能對混凝土粘聚性以及保水性產(chǎn)生的影響較小，能夠在一定程度上減小混凝土流動(dòng)性。

【關(guān)鍵詞】振動(dòng)攪拌；強(qiáng)度；含氣量；流動(dòng)性

攪拌的目的在于促使物料間擴(kuò)散、剪切與對流。能夠阻礙攪拌運(yùn)行的主要結(jié)構(gòu)為物料各組份相應(yīng)的粘結(jié)力。而攪拌方式也在一定程度上影響著混凝土的實(shí)際性能?，F(xiàn)階段，比較多見的攪拌方式包括自落式，強(qiáng)制式等等，而振動(dòng)攪拌則是在后者的基礎(chǔ)上所延伸的一項(xiàng)新型方式。攪拌機(jī)在正式的工作過程中，在攪拌葉片與攪拌軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其結(jié)構(gòu)本身也具備振動(dòng)功能。如此，既使物料相對均勻，也在一定程度上確保了混凝土的性能。

一、振動(dòng)攪拌的相關(guān)試驗(yàn)

1.試驗(yàn)用材

水泥屬于P·O42.5普通硅酸鹽水泥，砂屬于普通中砂。石子為相應(yīng)的碎卵石。試驗(yàn)過程中的用水為地區(qū)內(nèi)自來水。

2.試驗(yàn)方法

試驗(yàn)為一項(xiàng)對比試驗(yàn)，對比雙方為振動(dòng)形式的攪拌以及普通形式的攪拌。分別以兩種不同的形式針對混凝土進(jìn)行配制，將試驗(yàn)得到的試件7 d，14 d以及28 d抗壓強(qiáng)度分別展開檢測對比。此次試驗(yàn)包括三組強(qiáng)度混凝土，為C20，C30和C40。本次試驗(yàn)過程中嚴(yán)格控制各項(xiàng)環(huán)節(jié)，3個(gè)試件屬于一組，在測試強(qiáng)度過后計(jì)算出平均值。

二、振動(dòng)攪拌對混凝土性能的影響與機(jī)理探究

1.就混凝土強(qiáng)度所產(chǎn)生的影響

強(qiáng)度作為評價(jià)混凝土性能的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，在多數(shù)情況下，一項(xiàng)合理的混凝土還需要具備不透水性，有著一定的抗凍性等。而倘若想確保這些性能，就需要確保混凝土有些一定程度的強(qiáng)度。最終所制得的混凝土需要配置到建筑結(jié)構(gòu)中，由于其受力情況十分復(fù)雜，所以水泥混凝土材料的一系列力學(xué)強(qiáng)度需要同時(shí)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但其實(shí)力學(xué)強(qiáng)度在一定程度上聯(lián)系著抗壓強(qiáng)度。所以在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，一般均以抗壓強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)折算。

通過具體的試驗(yàn)得知，三個(gè)混凝土試樣相應(yīng)的強(qiáng)度增長狀態(tài)相差不大，起初強(qiáng)度增長的比較快，但由于養(yǎng)護(hù)時(shí)間的不斷加長，相應(yīng)的強(qiáng)度增速趨于緩慢，慢慢的接近平穩(wěn)狀態(tài)；此外，在強(qiáng)度等級恒定，而養(yǎng)護(hù)時(shí)間也一致情況下，振動(dòng)攪拌試樣所表現(xiàn)出來的抗壓強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)比普通試樣高，在還未達(dá)到14d時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間與兩種試樣的差異為正比關(guān)系，而在14d后，兩種試樣的強(qiáng)度差異慢慢的變小?；炷帘旧砭蛯儆谀z結(jié)構(gòu)，其是為分散形式的水化物薄膜層粘接顆粒進(jìn)而最終形成。眾所周知，水化物屬于水泥相應(yīng)的水化產(chǎn)物，因此其也就混凝土強(qiáng)度有些重要的影響。

混凝土本身屬于多相復(fù)合材料，從某一角度而言，混凝土是由骨料以及水泥石共同形成的。所以前者的性質(zhì)應(yīng)當(dāng)與后二者存在較大的聯(lián)系，由后二者的性質(zhì)、相對含量，包括二者間相應(yīng)的界面粘結(jié)強(qiáng)度所實(shí)際決定的。倘若就混凝土強(qiáng)度進(jìn)行分析，因?yàn)楣橇蠈Ρ扔谒嗍黠@是前者強(qiáng)度要高于后者，所以混凝土強(qiáng)度主要取決于水泥石，包括水泥石和骨料二者界面相應(yīng)的粘結(jié)強(qiáng)度，除此之外，骨料表面狀況也對界面粘結(jié)強(qiáng)度有些較大程度的影響。在普通攪拌過程中，由于水泥有相應(yīng)的凝結(jié)水泥團(tuán)，也就是指水泥細(xì)度增大，而相應(yīng)的比表面積則減小，那么在實(shí)際的反應(yīng)過程中則不完全。

采取振動(dòng)攪拌制過程中，振動(dòng)能量可以經(jīng)由相應(yīng)的攪拌軸、攪拌臂，包括攪拌葉片等送到混合材料之中，促使后者的每一項(xiàng)組成成分都出現(xiàn)顫振，凝結(jié)水泥團(tuán)在接受了振動(dòng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)分散。在這種情況下，比表面積會(huì)隨著水泥限度的減小而出現(xiàn)出增大趨勢，也正是如此水化反應(yīng)速率對比于普通形式的攪拌要快，反應(yīng)也比較充分，因此相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)增大趨勢。

2.對混凝土含氣量所產(chǎn)生的影響

含氣量也能夠在一定程度上反映出混凝土的實(shí)際性能，可以將其理解為在攪拌過程中或者添加了某種引氣劑進(jìn)而在混凝土中所出現(xiàn)的微小氣泡，一般情況下其在進(jìn)行了澆注振搗后還能夠出現(xiàn)在砂漿中。

由于混凝土所處于的環(huán)境復(fù)雜，因此針對此進(jìn)行配置時(shí)，需要確保良好的抗凍融性。尤其是在某些寒冷地區(qū)，混凝土要想保持最佳的耐久性就需要具備較高的抗凍融性，而含氣量能夠在一定程度上增強(qiáng)其抗凍融性。上述所提到的微小氣泡能夠潤滑相應(yīng)的顆粒，前者能夠使后者摩擦力降低。如此一來，既能夠增強(qiáng)混凝土和易性，也能夠大幅度增強(qiáng)其的泵送能力。

3.對混凝土工作性能所帶來的影響

工作性能主要指的是流動(dòng)性、粘聚性以及保水性，多數(shù)情況下借助坍落度法以及維勃稠度儀針對混凝土流動(dòng)性進(jìn)行具體的判定，而粘聚性以及保水性則需要使用目測觀察。

一定程度的流動(dòng)性能夠確?；炷翗?gòu)件成型，并且能夠確保其的密實(shí)性。倘若流動(dòng)性過小，那么就會(huì)加大施工難度，如此混凝土中就非常容易出現(xiàn)孔隙或孔洞。倘若流動(dòng)性過大，即便能夠方便施工，但很難保證混凝土不會(huì)出現(xiàn)離析以及分層，威脅了混凝土的均質(zhì)性；粘聚性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的混凝土在其實(shí)際的運(yùn)輸、澆注，以及最終的成型時(shí)非常容易引發(fā)離析分層，而且倘若保水性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求會(huì)出現(xiàn)泌水情況。既使得混凝土內(nèi)部出現(xiàn)滲水，與此同時(shí)，骨料以及鋼筋部分也會(huì)出現(xiàn)水囊，使得混凝土強(qiáng)度降低，也不利于混凝土保持良好的耐久性。

采取振動(dòng)攪拌過程的話，能夠有效的打破處于凝結(jié)狀態(tài)的水泥團(tuán)，進(jìn)而使得水泥細(xì)化，倘若用水量是一致的話，那么水灰比就會(huì)有些明顯程度的降低，在此種情況下水泥漿稠度會(huì)出現(xiàn)出增大情況。混凝土拌合物倘若太干澀粘稠，那么就會(huì)使得混凝土流動(dòng)性不佳；即便振動(dòng)攪拌能夠在一定程度上提高混凝土含氣量，從而增強(qiáng)其相應(yīng)的流動(dòng)性，但就實(shí)際而言，其無法從根本上解決水膠比變化所帶來的問題。因此，在具體的應(yīng)用時(shí)，可借助于減水劑，或針對砂率進(jìn)行調(diào)整進(jìn)而來確保其的流動(dòng)性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]董武，馮忠緒，趙利軍，張曉波.振動(dòng)攪拌對再生混凝土性能的影響[J].硅酸鹽通報(bào)，2018，37（05）：1714-1721.

[2]閆少杰，宋少民，張良奇.振動(dòng)攪拌對大流動(dòng)性混凝土性能的影響[J].混凝土，2017（08）：152-155.

[3]馮建生，馮忠緒，王博.振動(dòng)攪拌對不同配合比混凝土性能的影響[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，40（03）：636-642.