干硬性混凝土制品成型工藝研究綜述

趙世峰

（四川公路橋梁建設集團有限公司，四川 成都610000）

0 引言

隨著建筑行業快速發展，裝配式建筑涌現出來，對于預制混凝土構件的應用需求也明顯增大。預制混凝土構件與制品的生產過程中，干硬性混凝土引起自身優勢而得到良好應用，比如質量穩定、模板周轉速率快且水泥用量較低。對干硬性混凝土制品成型工藝展開探究，具有重要意義。

1 干硬性混凝土制品成型工藝參數

干硬性混凝土與流動性混凝土相比，其流動性不足，成型工藝方面一般需要應用到強力振動加壓，以達到密實狀態，促進表觀密度改善，進而提高設計的強度與耐久性。干硬性混凝土的性能極易受到成型工藝參數的影響，若振動頻率以及施加壓力等工藝參數的匹配度不足，則極易影響制品的密實性，甚至會對配合比以及性能設計產生影響，成型工藝設計過程中必須要注重混凝土密實性的提高。

1.1 振動特性

振動頻率與振幅往往會受到液化時間和程度的影響，通過試驗可以發現，在不同振動條件下，外部壓力作用會對頻率和振幅產生影響，干硬性混凝土液化時間明顯減少，體系顆粒之間存在較大相對位移，混凝土液化極易受到單位時間內運動次數的影響。在明確振動特性影響干硬性混凝土密實過程具體情況之后，振動會引起顆粒自由運動，這就會導致體系產生“主動壓力”，與外部壓力相反，對顆粒黏聚力、顆粒自重以及外部壓力等加以克服，促進混凝土液化，在計算推導后，能夠明確主動壓力大小與振動頻率平方根以及振幅之間的關系。因而干硬性混凝土充分液化會受到頻率與振幅的影響。

振動頻率的影響在顆粒粒徑選擇上有著充分體現，與共振作用密切相關。干硬性混凝土粒度分布是頻率確定過程中的重要因素，需要就強度等級、膠凝材料等參數進行綜合分析。對C50以上的高強度干硬性混凝土制品來說，粗骨料的應用較為常見，以大膠材用量為支持，體系粉體顆粒高，因而必須要保證振動頻率較大，在100Hz以上。對以一般砌塊來說，體系液化的實現需要保持振動頻率在50Hz左右。成型設備變頻振動的合理性，能夠促進干硬性混凝土液化效率的改善。結合混凝土維勃稠度以及振幅衰減系數等要素出發，合理選擇振動參數，把握結構、材料、能耗等具體情況，確保用水量以及構件尺寸科學合理。當前很多設備制造與制品生產企業并未優選振動特性參數，成型設備應用過程中，要結合混凝土制品構件類型進行合理選擇，確保與干硬性混凝土特點相符合，保證振動特性參數選擇的合理性，加強制品質量控制，確保生產效率得到明顯提升。

1.2 成型壓力

振動過程中外部壓力施加會促進密實過程加快，進而提高密實度。對于干硬性混凝土來說，成型壓力的適宜化，能夠保證液化時間以及成型后的抗壓強度。若壓力較小則會影響體系密實度，振動時間也比較長；若壓力較大，則會影響契合作用，震動效果并不理想。成型壓力與振動頻率之間存在密切關聯，依據振動頻率能夠確定最適成型壓力。在對成型壓力影響規律加以研究的過程中，要重視其與振動特性的相關性，明確振動頻率的影響因素，以振動頻率、結構類型、干硬性混凝土特性進行綜合分析，對成型壓力加以確定。

1.3 振動時間

在生產過程中振動時間是一個關鍵參數，制品密實程度以及生產效率也會因此受到影響。在振動時間延長后，混凝土抗壓強度提升，在干硬性混凝土拌合物振實充分，不可出現能耗浪費或者分層離析的情況，即可確定振動時間最佳。不僅如此，振動頻率與振幅、成型壓力以及含水量等因素，都會對最佳值的確定產生影響，若想要保證振動時間選擇最佳，必須要明確各項特性參數并開展綜合分析。

1.4 其他參數

振動加速度、振動烈度等參數得以應用到研究中，促進了成型工藝的優化，便于明確參數控制建議，振動頻率和振幅的函數是參數的主要部分，由頻率和振副主導影響規律。

2 干硬性混凝土制品室內成型試驗設備

在干硬性混凝土制品生產過程中要明確制品性能與期望值，協調混凝土配合比，優化成型工藝參數，保證成型試驗設備選擇的合理性。為確保成型工藝參數優化研究得以順利推進，一般通過室內成型試驗設備來開展成型試驗。

2.1 平板振動器

平板振動器是一種比較常見的施工工具，能夠滿足水工和公路領域混凝土碾壓需求。基于《水工混凝土試驗規程》（SL352-2006）以及《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》（JTGE30-2005）出發，再對平板振動器進行改進后應用，碾壓抗壓、抗彎拉試件成型，振動頻率為50Hz，振幅為1mm，以壓塊配重對成型壓力進行施加。在改進分層振動方式以及平板振動器壓板形狀后，能夠滿足室內成型干硬性混凝土制品試件的應用需求。此類成型設備有著簡單的結構，工藝參數調整便捷化，但無法對實際生產進行模擬，需要分層對試件進行振搗，所消耗時間較多，極易受到人為因素而影響操作質量。若分層厚度合理性不足無法保證試件的密實度，結果也會受到影響，因而此類成型設備的應用不多。

2.2 振動臺類

在普通混凝土室內成型方面，振動臺的應用較為常見，能夠確保豎向簡諧振動的穩定性。基于《混凝土試驗用振動臺》（JG/T245-2009）中相關規定出發，振動臺參數、振動頻率以及最大振幅得以確定。在改造維勃稠度的基礎上，通過配重壓力和振動臺振動來促進干硬性混凝土成型，大幅壓縮體積的情況下，無法保證試件尺寸達標。通過組合模具的應用能夠將試模問題解決，加大優化配合比與耐久性的研究力度。類似室內試驗設備的應用，成型壓力主要通過配重鋼塊進行模擬，于振動臺上促進成型，通過感應位移傳感器來對混凝土沉陷位移量進行準確記錄，對可密實性度量值進行衡量，就振動時間與混凝土密實性之間獲得關聯曲線。但此種方式也存在局限性，無法開展振動參數優選等研究，在振動作用影響下，成型壓力穩定性不足，調節范圍有限。德國在這一方面的研究較為先進，能夠對參數進行調整，與壓力結合，保證成型壓力得到穩定提供和調節，對不同情況下振壓作用進行模擬，對各項因素的影響開展系統化研究，進而優選各項參數。振動臺類成型設備未來仍具有改進的空間，比如諧振波產生以及成型效率提升等，現如今科學技術快速發展，試驗設備作為研究的基本有條件，未來將朝著參數調節精確化、參數類型全面化的方向發展，促進干硬性混凝土制品成型工藝不斷優化。

3 結語

總而言之，在干硬性混凝土制品成型工藝研究過程中，若研究成果的統一性不足，無法對實際生產進行指導，則極易對工藝技術進步形成限制。因此在干硬性混凝土制品成型工藝研究過程中，要掌握工藝參數，科學應用試驗設備，掌握成型工藝影響規律。未來要以先進技術為支持，就干硬性混凝土制品成型工藝開展深入研究，以更好的滿足建筑發展的應用需求。