振動攪拌對混凝土性能的影響與機理探究

趙旭東

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

【關鍵詞】振動攪拌；強度；含氣量；流動性

攪拌的目的在于促使物料間擴散、剪切與對流。能夠阻礙攪拌運行的主要結構為物料各組份相應的粘結力。而攪拌方式也在一定程度上影響著混凝土的實際性能。現階段，比較多見的攪拌方式包括自落式，強制式等等，而振動攪拌則是在后者的基礎上所延伸的一項新型方式。攪拌機在正式的工作過程中，在攪拌葉片與攪拌軸進行轉動時，其結構本身也具備振動功能。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、振動攪拌的相關試驗

1.試驗用材

水泥屬于P·O42.5普通硅酸鹽水泥，砂屬于普通中砂。石子為相應的碎卵石。試驗過程中的用水為地區內自來水。

2.試驗方法

試驗為一項對比試驗，對比雙方為振動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行配制，將試驗得到的試件7 d，14 d以及28 d抗壓強度分別展開檢測對比。此次試驗包括三組強度混凝土，為C20，C30和C40。本次試驗過程中嚴格控制各項環節，3個試件屬于一組，在測試強度過后計算出平均值。

二、振動攪拌對混凝土性能的影響與機理探究

1.就混凝土強度所產生的影響

強度作為評價混凝土性能的一項關鍵指標，在多數情況下，一項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度。最終所制得的混凝土需要配置到建筑結構中，由于其受力情況十分復雜，所以水泥混凝土材料的一系列力學強度需要同時滿足標準要求，但其實力學強度在一定程度上聯系著抗壓強度。所以在具體的結構設計過程中，一般均以抗壓強度實現折算。

通過具體的試驗得知，三個混凝土試樣相應的強度增長狀態相差不大，起初強度增長的比較快，但由于養護時間的不斷加長，相應的強度增速趨于緩慢，慢慢的接近平穩狀態；此外，在強度等級恒定，而養護時間也一致情況下，振動攪拌試樣所表現出來的抗壓強度要遠遠比普通試樣高，在還未達到14d時，養護時間與兩種試樣的差異為正比關系，而在14d后，兩種試樣的強度差異慢慢的變小。混凝土本身就屬于凝膠結構，其是為分散形式的水化物薄膜層粘接顆粒進而最終形成。眾所周知，水化物屬于水泥相應的水化產物，因此其也就混凝土強度有些重要的影響。

混凝土本身屬于多相復合材料，從某一角度而言，混凝土是由骨料以及水泥石共同形成的。所以前者的性質應當與后二者存在較大的聯系，由后二者的性質、相對含量，包括二者間相應的界面粘結強度所實際決定的。倘若就混凝土強度進行分析，因為骨料對比于水泥石明顯是前者強度要高于后者，所以混凝土強度主要取決于水泥石，包括水泥石和骨料二者界面相應的粘結強度，除此之外，骨料表面狀況也對界面粘結強度有些較大程度的影響。在普通攪拌過程中，由于水泥有相應的凝結水泥團，也就是指水泥細度增大，而相應的比表面積則減小，那么在實際的反應過程中則不完全。

采取振動攪拌制過程中，振動能量可以經由相應的攪拌軸、攪拌臂，包括攪拌葉片等送到混合材料之中，促使后者的每一項組成成分都出現顫振，凝結水泥團在接受了振動時就會出現分散。在這種情況下，比表面積會隨著水泥限度的減小而出現出增大趨勢，也正是如此水化反應速率對比于普通形式的攪拌要快，反應也比較充分，因此相應的混凝土強度就會出現增大趨勢。

2.對混凝土含氣量所產生的影響

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

由于混凝土所處于的環境復雜，因此針對此進行配置時，需要確保良好的抗凍融性。尤其是在某些寒冷地區，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其抗凍融性。上述所提到的微小氣泡能夠潤滑相應的顆粒，前者能夠使后者摩擦力降低。如此一來，既能夠增強混凝土和易性，也能夠大幅度增強其的泵送能力。

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性、粘聚性以及保水性，多數情況下借助坍落度法以及維勃稠度儀針對混凝土流動性進行具體的判定，而粘聚性以及保水性則需要使用目測觀察。

一定程度的流動性能夠確保混凝土構件成型，并且能夠確保其的密實性。倘若流動性過小，那么就會加大施工難度，如此混凝土中就非常容易出現孔隙或孔洞。倘若流動性過大，即便能夠方便施工，但很難保證混凝土不會出現離析以及分層，威脅了混凝土的均質性；粘聚性達不到標準要求的混凝土在其實際的運輸、澆注，以及最終的成型時非常容易引發離析分層，而且倘若保水性達不到標準要求會出現泌水情況。既使得混凝土內部出現滲水，與此同時，骨料以及鋼筋部分也會出現水囊，使得混凝土強度降低，也不利于混凝土保持良好的耐久性。

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

【參考文獻】

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

[2]閆少杰，宋少民，張良奇.振動攪拌對大流動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.振動攪拌對不同配合比混凝土性能的影響[J].廣西大學學報（自然科學版），2015，40（03）：636-642.