混凝土生產(chǎn)中機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用及創(chuàng)新

摘要：在混凝土生產(chǎn)中，使用機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)能夠有效改進(jìn)混凝土的性能，提高混凝土工程的質(zhì)量。在實(shí)際的混凝土生產(chǎn)中，比較常用的機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)為對(duì)攪拌工藝的改進(jìn)、攪拌機(jī)構(gòu)的改善與優(yōu)化以及振動(dòng)攪拌等三種機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)。本文將對(duì)三種機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)在混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行說(shuō)明。

關(guān)鍵字：混凝土；機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)；攪拌

前言：

在混凝土生產(chǎn)中，攪拌將會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。一般的混凝土攪拌機(jī)雖然將混凝土的混合料攪拌均勻，但是還無(wú)法達(dá)到將水與細(xì)小水泥顆粒進(jìn)行平均分布的目標(biāo)，這將對(duì)混凝土的使用性能帶來(lái)一定的影響。所以在工程建設(shè)中，通常情況下，常常使用各種強(qiáng)化技術(shù)來(lái)保證混凝土生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量，并且對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的控制。使用率比較高的強(qiáng)化技術(shù)就是非機(jī)械強(qiáng)化莫屬，這主要是因?yàn)樗邆鋵?shí)用性以及經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。目前，在進(jìn)行混凝土生產(chǎn)過(guò)程中比較常用的有攪拌工藝、對(duì)攪拌機(jī)構(gòu)進(jìn)行改善以及振動(dòng)攪拌這三種機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)。

1、攪拌工藝的改進(jìn)

攪拌工藝改進(jìn)是一種比較早的機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)，它主要是對(duì)攪拌工藝進(jìn)行改進(jìn)，從而使水泥中的顆粒散開(kāi)，且和沙石進(jìn)行充分的攪拌與融合，預(yù)防出現(xiàn)較小的水泥團(tuán)塊，進(jìn)而加強(qiáng)其砼的性能。目前使用的二次投料就是這種強(qiáng)化方式，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)表明，使用二次投料的方式進(jìn)行攪拌能夠提高15%的強(qiáng)度，而強(qiáng)度處于相同狀態(tài)下時(shí)，能夠節(jié)約15～20%的水泥。二次投料方式主要分為兩種：預(yù)拌水泥凈漿法、預(yù)拌水泥砂漿法[1]。

預(yù)拌水泥凈漿法：首先將水與水泥進(jìn)行充分的攪拌，使其形成水泥凈漿，之后將砂與石倒入其中并攪拌，最終形成砼。

預(yù)拌水泥砂漿法：首先將水、水泥與砂進(jìn)行充分的攪拌，使其形成水泥砂漿，之后將石倒入其中并攪拌，最終形成砼。美國(guó)的一些生產(chǎn)廠家根據(jù)該方法設(shè)計(jì)出一種機(jī)器，即雙層攪拌機(jī)，機(jī)器的上面對(duì)水泥砂漿進(jìn)行攪拌，在其攪拌均勻之后倒入下面的拌筒中，與石子進(jìn)行充分的攪拌，形成砼。還有的廠家依據(jù)該原理設(shè)計(jì)出雙速攪拌機(jī)，該機(jī)器能夠?qū)纱螖嚢璺旁谕粋€(gè)拌筒中一起攪拌，所得到的效果相同。

攪拌機(jī)構(gòu)的優(yōu)化

攪拌機(jī)構(gòu)是攪拌機(jī)的核心部位，對(duì)攪拌機(jī)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行不斷的改進(jìn)與優(yōu)化，也是機(jī)械強(qiáng)化方法的一種。

如果攪拌機(jī)構(gòu)具有先進(jìn)的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)良的性能，那么該機(jī)器就是一臺(tái)性能優(yōu)良的攪拌機(jī)。但是對(duì)于該部分的設(shè)計(jì)水平還不是很高，其設(shè)計(jì)依據(jù)主要是依據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)或者是使用類(lèi)比的方法進(jìn)行的[2]。因?yàn)閿嚢铏C(jī)構(gòu)的參數(shù)的選擇受到很多因素的影響，因此要想確定攪拌機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，只能在機(jī)器進(jìn)行測(cè)試之后方能了解與判斷，這種情況使得攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)周期拉長(zhǎng)，不利于行業(yè)技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)。此外，由于攪拌機(jī)構(gòu)參數(shù)的不確定性，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)攪拌機(jī)性能的最優(yōu)化，進(jìn)而對(duì)攪拌機(jī)的效率與作用產(chǎn)生一定的影響。

振動(dòng)攪拌

在機(jī)械強(qiáng)化法當(dāng)中，振動(dòng)攪拌是最為重要的一種。通常情況下，當(dāng)砼在振動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的各個(gè)顆粒受到脈沖的直接影響，將會(huì)圍繞某個(gè)不穩(wěn)定位置進(jìn)行持續(xù)的振動(dòng)，且在振動(dòng)作用下使相鄰的顆粒發(fā)生位移，原料的顆粒之間的運(yùn)動(dòng)頻率加大，進(jìn)而減小了顆粒間的粘著力以及摩擦力。振動(dòng)攪拌就是在砼的這個(gè)特性下，在對(duì)原料進(jìn)行攪拌的同時(shí)再添加振動(dòng)，使得其中的顆粒都處在充分振動(dòng)的狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)水泥團(tuán)塊起到破壞的作用，達(dá)到水泥顆粒平均分布，從而使砼在微觀與宏觀上都達(dá)到均質(zhì)。此外，在進(jìn)行振動(dòng)攪拌的過(guò)程中，使得其中的水泥顆粒在不停的作持續(xù)運(yùn)動(dòng)，并且促使原料之間的撞擊次數(shù)變多，加速水泥的水化運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)攪拌還具有清潔的功能，特別是對(duì)集料的表層，對(duì)集料表層進(jìn)行清潔有利于其與水泥的粘結(jié)。

研究發(fā)現(xiàn)選擇合適的參數(shù)與方案是實(shí)現(xiàn)振動(dòng)攪拌的關(guān)鍵因素。筆者研究的雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)最大的特點(diǎn)就是其攪拌葉片與攪拌軸都是激振器中的一個(gè)組成部分。該機(jī)的工作原理是攪拌機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來(lái)自于攪拌電機(jī)，通過(guò)減速器進(jìn)行減速之后將其傳給同步的齒輪，使得攪拌軸進(jìn)行同步的反向運(yùn)動(dòng)；與此同時(shí)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來(lái)源于振動(dòng)電機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)之后，驅(qū)使振動(dòng)軸進(jìn)行高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使得攪拌葉片與攪拌軸形成振動(dòng)。對(duì)該機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在混凝土原料的配合比相同的情況下，當(dāng)攪拌的時(shí)間不發(fā)生改變時(shí)，混凝土試件的強(qiáng)度加強(qiáng)了25%；時(shí)間為原來(lái)的一半時(shí)，強(qiáng)度加強(qiáng)了16%左右。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，在混凝土生產(chǎn)中使用機(jī)械強(qiáng)化能夠有效的改善攪拌的質(zhì)量，提高砼的性能，通常情況下比較常使用的方法有三種，分別是：對(duì)攪拌工藝的改進(jìn)、攪拌機(jī)構(gòu)的改善與優(yōu)化以及振動(dòng)攪拌。對(duì)攪拌機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)應(yīng)該以攪拌質(zhì)量作為其優(yōu)化目標(biāo)，在理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究進(jìn)行優(yōu)化。

對(duì)于振動(dòng)參數(shù)的選擇，應(yīng)該秉著科學(xué)合理的原則，在選取振動(dòng)參數(shù)時(shí)還必須保證選擇與其相匹配的工作機(jī)構(gòu)，使得攪拌機(jī)在進(jìn)行工作的時(shí)候，是按照相應(yīng)的振動(dòng)參數(shù)而運(yùn)作的，這樣才可確保工作機(jī)構(gòu)能夠長(zhǎng)久的、穩(wěn)定的工作下去。

參考文獻(xiàn)：

[1]余永光.混凝土機(jī)械強(qiáng)化及優(yōu)化方法探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2010（20）

[2]潘啟昌.關(guān)于在混凝土生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)的論述[J].四川建材.2009（02）

[3]趙利軍，馮忠緒.論機(jī)械強(qiáng)化技術(shù)在混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理. 2009（11）