基于機械強化方法的混凝土攪拌技術研究

左海林

摘 要：在混凝土攪拌的過程中，有攪拌低效區、水泥顆粒團聚問題存在，針對問題提出機械強化的方式解決。通過不同的機械強化方式，進行理論分析、實驗研究，探究其對混凝土攪拌效率、質量有何影響。

關鍵詞：機械強化；混凝土攪拌；技術

1 目前攪拌技術的問題

1.1 水泥顆粒團聚。目前混凝土的攪拌機械中，都利用了剪切、對流、擴散的原理進行攪拌。可在短時間內將混凝土達到宏觀均勻。如果對攪拌結果仔細觀察，就會發現有顆粒表明干燥，存在水泥團。將攪拌后泥漿放入顯微鏡中觀察，就會發現水泥顆粒并沒有分散，其中20%～30%水泥顆粒團聚，形成水泥團。水泥遇水后可快速形成水泥團，易依附于石子上，導致團聚愈加嚴重。表明均勻的水泥漿，并未真正達到均勻，直接影響到混凝土強度。水只在表明進行，水泥團聚則會減少水面積，減少混凝土的水化生成物。

1.2 攪拌低效區。在攪拌桶中，攪拌臂、葉片運作之時，線速度、攪拌軸心距離呈正比，沿半桶徑的速度進行，拌桶的中心位置速度低，而拌桶壁速度快。在拌桶內的速度存在差異。在線速度較低的拌桶中心，便成為攪拌低效區。雖然地消失所占比例不多，可依然影響到攪拌性能，并對混凝土造成質量隱患。

2 機械強化方式

根據目前攪拌技術，無法達到混合料的均勻，必須要尋求新的攪拌方式，對攪拌過程強化。機械強化的方式，是目前最為經濟的方法，通過改變攪拌設備，對攪拌過程進行強化，從而改善混凝土的力學性能與結構。

2.1 振動攪拌法。振動攪拌法是目前混凝土攪拌強化的有效方式，在各國皆被認可。該項技術研究已經歷經近80年，其成熟度可想而知。在攪拌過程中，加以振動，可讓水泥顆粒在振動下，產生顫動，能有效破壞水泥的團聚。與此同時，水泥顆粒的摩擦力、粘擦力會急劇下降，在攪拌裝置的運作中，可將其阻力顯著降低，將物料的擴散、循環加強。在振動狀態下，能夠將混凝土的質量有效提高，同時混凝土流動性也可從而增強。

目前振動攪拌法多采用慣性激振器，采取普通機械振動方法。將攪拌、振動作用分離，振動面積小，在混凝土的攪拌過程中，會隨之減少。攪拌所要強度需>15，機械可靠性差，壽命短，振動控制差，則會導致物料的沉積、離析問題。采取攪拌軸、攪拌臂、攪拌葉片為振動源，將強制攪拌、振動結合，此方案可完全應用于雙臥軸的攪拌機中。通過將攪拌、振動一體化，能夠確保攪拌邊、攪拌葉的振動，其振動作用的空間、面積大，將振動能量均勻分部，可有效幫助機械的壽命延長，保持工作可靠性。

2.2 雙排葉片攪拌法。在目前的強制攪拌機里，一般攪拌設備都是一排靠拌桶內壁的葉片，由于在拌桶內有速度梯度，因此，很容易在攪拌軸出產生低效區。將攪拌軸附近物料進行攪拌，是低效區問題解決的關鍵。

以雙排攪拌葉的攪拌方式，解決低效區的最佳途徑。在原有攪拌設備中葉片的對側，再按照一排葉片。兩排葉片皆以各自徑向運作，向不同的方向轉動，對物料產生推力。兩排葉片方向相反，能夠將攪拌軸附近物料、攪拌桶內壁物料產生逆流，可有效解決低效區的攪拌性能。此項技術，在圓筒模式的攪拌中，都獲得廣泛應用。

2.3 綜合強化。在混凝土的攪拌過程中，水泥團聚、低效區都是客觀存在的，單用一種強化方法，無法將其徹底改善。將振動攪拌、雙排葉片的方法重復的應用于混凝土的攪拌過程中，可有效將水泥團聚、低效區現象消除，在混泥土的攪拌中，將兩種方法集合，成為綜合強化攪拌技術。

3 研究試驗

此次研究實驗的目的，就是為了對提出方案的可行性進行驗證，對設備運轉參數進行確定，并傳統攪拌設備與不同機械強化裝備進行對比，并確保不同方法在混凝土攪拌之時性能上有怎樣的差異。

3.1 裝置。攪拌設備、振動器一體化的方案，設計成雙臥軸的試驗機械。結構如圖1所示。

試驗機械容量為98L，工作原理為：攪拌機驅動以齒輪同步進行，驅動攪拌軸，以及攪拌葉片進行旋轉，從而可以讓物料不斷的推動，達到物料在攪拌桶內循環作用；在振動驅動經過帶傳動時，可將兩根驅動軸驅動旋轉，并強迫式的將偏上的攪拌軸、葉片進行振動，在攪拌設備的強直攪拌作用，以及葉片振動作用下，可實現物料在拌桶中均勻攪動。同時，可將振動驅動、攪拌驅動獨立控制，能夠實現普通攪拌、振動攪拌的兩個形式，滿足在不同實驗中的需求。

3.2 材料、檢驗指標。混凝土使用相同配比，強度等級設計為C20，塌落度15-35mm。水泥的程度等級是32.5R普通水泥。在細骨料中摻和中砂，細骨料采用3～40mm配碎石。從計算中得知，混凝土配合比例為：mco（水泥）：mwo（水）：mgo（石子）：mso（砂）=1：0.54：4.16：2.14。

檢驗指標：據GB/T9142-2000，對混凝土與混合物的誤差△M，以及單位混凝土混合物與粗骨料的質量誤差△G進行檢測。為了將此次的混凝土檢驗更見準確，也同時將7d的硬化混凝土參與此次抗壓指標的檢驗中。標準差為a，強度的平均值f、離差系數是Cv。

3.3 試驗內容與結果。振動攪拌的試驗：采取普通攪拌葉片，對振幅采取試驗確定。結果如表1所示。通過實驗數據比較，選擇振幅1.4mm，振動頻率是141.2c-1，振動頻率僅3.05，強度達到強化攪拌的效果，還會提高攪拌質量。振動強度較小，也確保了機械的可靠性。

振動攪拌與普通攪拌相比，可讓混凝土強度得到極大提升，強度標準差、離差系數卻是大為下降。當混凝土的配比相同時，可將其強度提高15%～20%。將攪拌時間縮減一半。

4 結語

水泥團聚、攪拌低效區問題是混凝土攪拌技術中的不足之處，嚴重影響攪拌的效率和質量。對攪拌過程進行機械強化，可消除攪拌設備所存在的缺陷。采取振動攪拌、綜合攪拌、雙排葉片攪拌三種方法，可有效提高混凝土強度，提高工作效率。

參考文獻

[1] 余永光.混凝土機械強化及優化方法探討[J].中國新技術新產品，2010，（20）：61.

[2] 劉浩然.混凝土生產中機械強化技術的應用及創新[J].建筑與文化（學術版），2013，（6）：501-502.

[3] 彭松梟.再生混凝土耐磨性能研究[D].中南大學，2009.

[4] 鄭詩洪.建筑工程混凝土機械施工[J].城市建設理論研究（電子版）， 2013（17）.

摘 要：在混凝土攪拌的過程中，有攪拌低效區、水泥顆粒團聚問題存在，針對問題提出機械強化的方式解決。通過不同的機械強化方式，進行理論分析、實驗研究，探究其對混凝土攪拌效率、質量有何影響。

關鍵詞：機械強化；混凝土攪拌；技術

1 目前攪拌技術的問題

1.1 水泥顆粒團聚。目前混凝土的攪拌機械中，都利用了剪切、對流、擴散的原理進行攪拌。可在短時間內將混凝土達到宏觀均勻。如果對攪拌結果仔細觀察，就會發現有顆粒表明干燥，存在水泥團。將攪拌后泥漿放入顯微鏡中觀察，就會發現水泥顆粒并沒有分散，其中20%～30%水泥顆粒團聚，形成水泥團。水泥遇水后可快速形成水泥團，易依附于石子上，導致團聚愈加嚴重。表明均勻的水泥漿，并未真正達到均勻，直接影響到混凝土強度。水只在表明進行，水泥團聚則會減少水面積，減少混凝土的水化生成物。

1.2 攪拌低效區。在攪拌桶中，攪拌臂、葉片運作之時，線速度、攪拌軸心距離呈正比，沿半桶徑的速度進行，拌桶的中心位置速度低，而拌桶壁速度快。在拌桶內的速度存在差異。在線速度較低的拌桶中心，便成為攪拌低效區。雖然地消失所占比例不多，可依然影響到攪拌性能，并對混凝土造成質量隱患。

2 機械強化方式

根據目前攪拌技術，無法達到混合料的均勻，必須要尋求新的攪拌方式，對攪拌過程強化。機械強化的方式，是目前最為經濟的方法，通過改變攪拌設備，對攪拌過程進行強化，從而改善混凝土的力學性能與結構。

2.1 振動攪拌法。振動攪拌法是目前混凝土攪拌強化的有效方式，在各國皆被認可。該項技術研究已經歷經近80年，其成熟度可想而知。在攪拌過程中，加以振動，可讓水泥顆粒在振動下，產生顫動，能有效破壞水泥的團聚。與此同時，水泥顆粒的摩擦力、粘擦力會急劇下降，在攪拌裝置的運作中，可將其阻力顯著降低，將物料的擴散、循環加強。在振動狀態下，能夠將混凝土的質量有效提高，同時混凝土流動性也可從而增強。

目前振動攪拌法多采用慣性激振器，采取普通機械振動方法。將攪拌、振動作用分離，振動面積小，在混凝土的攪拌過程中，會隨之減少。攪拌所要強度需>15，機械可靠性差，壽命短，振動控制差，則會導致物料的沉積、離析問題。采取攪拌軸、攪拌臂、攪拌葉片為振動源，將強制攪拌、振動結合，此方案可完全應用于雙臥軸的攪拌機中。通過將攪拌、振動一體化，能夠確保攪拌邊、攪拌葉的振動，其振動作用的空間、面積大，將振動能量均勻分部，可有效幫助機械的壽命延長，保持工作可靠性。

2.2 雙排葉片攪拌法。在目前的強制攪拌機里，一般攪拌設備都是一排靠拌桶內壁的葉片，由于在拌桶內有速度梯度，因此，很容易在攪拌軸出產生低效區。將攪拌軸附近物料進行攪拌，是低效區問題解決的關鍵。

以雙排攪拌葉的攪拌方式，解決低效區的最佳途徑。在原有攪拌設備中葉片的對側，再按照一排葉片。兩排葉片皆以各自徑向運作，向不同的方向轉動，對物料產生推力。兩排葉片方向相反，能夠將攪拌軸附近物料、攪拌桶內壁物料產生逆流，可有效解決低效區的攪拌性能。此項技術，在圓筒模式的攪拌中，都獲得廣泛應用。

2.3 綜合強化。在混凝土的攪拌過程中，水泥團聚、低效區都是客觀存在的，單用一種強化方法，無法將其徹底改善。將振動攪拌、雙排葉片的方法重復的應用于混凝土的攪拌過程中，可有效將水泥團聚、低效區現象消除，在混泥土的攪拌中，將兩種方法集合，成為綜合強化攪拌技術。

3 研究試驗

此次研究實驗的目的，就是為了對提出方案的可行性進行驗證，對設備運轉參數進行確定，并傳統攪拌設備與不同機械強化裝備進行對比，并確保不同方法在混凝土攪拌之時性能上有怎樣的差異。

3.1 裝置。攪拌設備、振動器一體化的方案，設計成雙臥軸的試驗機械。結構如圖1所示。

試驗機械容量為98L，工作原理為：攪拌機驅動以齒輪同步進行，驅動攪拌軸，以及攪拌葉片進行旋轉，從而可以讓物料不斷的推動，達到物料在攪拌桶內循環作用；在振動驅動經過帶傳動時，可將兩根驅動軸驅動旋轉，并強迫式的將偏上的攪拌軸、葉片進行振動，在攪拌設備的強直攪拌作用，以及葉片振動作用下，可實現物料在拌桶中均勻攪動。同時，可將振動驅動、攪拌驅動獨立控制，能夠實現普通攪拌、振動攪拌的兩個形式，滿足在不同實驗中的需求。

3.2 材料、檢驗指標。混凝土使用相同配比，強度等級設計為C20，塌落度15-35mm。水泥的程度等級是32.5R普通水泥。在細骨料中摻和中砂，細骨料采用3～40mm配碎石。從計算中得知，混凝土配合比例為：mco（水泥）：mwo（水）：mgo（石子）：mso（砂）=1：0.54：4.16：2.14。

檢驗指標：據GB/T9142-2000，對混凝土與混合物的誤差△M，以及單位混凝土混合物與粗骨料的質量誤差△G進行檢測。為了將此次的混凝土檢驗更見準確，也同時將7d的硬化混凝土參與此次抗壓指標的檢驗中。標準差為a，強度的平均值f、離差系數是Cv。

3.3 試驗內容與結果。振動攪拌的試驗：采取普通攪拌葉片，對振幅采取試驗確定。結果如表1所示。通過實驗數據比較，選擇振幅1.4mm，振動頻率是141.2c-1，振動頻率僅3.05，強度達到強化攪拌的效果，還會提高攪拌質量。振動強度較小，也確保了機械的可靠性。

振動攪拌與普通攪拌相比，可讓混凝土強度得到極大提升，強度標準差、離差系數卻是大為下降。當混凝土的配比相同時，可將其強度提高15%～20%。將攪拌時間縮減一半。

4 結語

水泥團聚、攪拌低效區問題是混凝土攪拌技術中的不足之處，嚴重影響攪拌的效率和質量。對攪拌過程進行機械強化，可消除攪拌設備所存在的缺陷。采取振動攪拌、綜合攪拌、雙排葉片攪拌三種方法，可有效提高混凝土強度，提高工作效率。

參考文獻

[1] 余永光.混凝土機械強化及優化方法探討[J].中國新技術新產品，2010，（20）：61.

[2] 劉浩然.混凝土生產中機械強化技術的應用及創新[J].建筑與文化（學術版），2013，（6）：501-502.

[3] 彭松梟.再生混凝土耐磨性能研究[D].中南大學，2009.

[4] 鄭詩洪.建筑工程混凝土機械施工[J].城市建設理論研究（電子版）， 2013（17）.

摘 要：在混凝土攪拌的過程中，有攪拌低效區、水泥顆粒團聚問題存在，針對問題提出機械強化的方式解決。通過不同的機械強化方式，進行理論分析、實驗研究，探究其對混凝土攪拌效率、質量有何影響。

關鍵詞：機械強化；混凝土攪拌；技術

1 目前攪拌技術的問題

1.1 水泥顆粒團聚。目前混凝土的攪拌機械中，都利用了剪切、對流、擴散的原理進行攪拌。可在短時間內將混凝土達到宏觀均勻。如果對攪拌結果仔細觀察，就會發現有顆粒表明干燥，存在水泥團。將攪拌后泥漿放入顯微鏡中觀察，就會發現水泥顆粒并沒有分散，其中20%～30%水泥顆粒團聚，形成水泥團。水泥遇水后可快速形成水泥團，易依附于石子上，導致團聚愈加嚴重。表明均勻的水泥漿，并未真正達到均勻，直接影響到混凝土強度。水只在表明進行，水泥團聚則會減少水面積，減少混凝土的水化生成物。

1.2 攪拌低效區。在攪拌桶中，攪拌臂、葉片運作之時，線速度、攪拌軸心距離呈正比，沿半桶徑的速度進行，拌桶的中心位置速度低，而拌桶壁速度快。在拌桶內的速度存在差異。在線速度較低的拌桶中心，便成為攪拌低效區。雖然地消失所占比例不多，可依然影響到攪拌性能，并對混凝土造成質量隱患。

2 機械強化方式

根據目前攪拌技術，無法達到混合料的均勻，必須要尋求新的攪拌方式，對攪拌過程強化。機械強化的方式，是目前最為經濟的方法，通過改變攪拌設備，對攪拌過程進行強化，從而改善混凝土的力學性能與結構。

2.1 振動攪拌法。振動攪拌法是目前混凝土攪拌強化的有效方式，在各國皆被認可。該項技術研究已經歷經近80年，其成熟度可想而知。在攪拌過程中，加以振動，可讓水泥顆粒在振動下，產生顫動，能有效破壞水泥的團聚。與此同時，水泥顆粒的摩擦力、粘擦力會急劇下降，在攪拌裝置的運作中，可將其阻力顯著降低，將物料的擴散、循環加強。在振動狀態下，能夠將混凝土的質量有效提高，同時混凝土流動性也可從而增強。

目前振動攪拌法多采用慣性激振器，采取普通機械振動方法。將攪拌、振動作用分離，振動面積小，在混凝土的攪拌過程中，會隨之減少。攪拌所要強度需>15，機械可靠性差，壽命短，振動控制差，則會導致物料的沉積、離析問題。采取攪拌軸、攪拌臂、攪拌葉片為振動源，將強制攪拌、振動結合，此方案可完全應用于雙臥軸的攪拌機中。通過將攪拌、振動一體化，能夠確保攪拌邊、攪拌葉的振動，其振動作用的空間、面積大，將振動能量均勻分部，可有效幫助機械的壽命延長，保持工作可靠性。

2.2 雙排葉片攪拌法。在目前的強制攪拌機里，一般攪拌設備都是一排靠拌桶內壁的葉片，由于在拌桶內有速度梯度，因此，很容易在攪拌軸出產生低效區。將攪拌軸附近物料進行攪拌，是低效區問題解決的關鍵。

以雙排攪拌葉的攪拌方式，解決低效區的最佳途徑。在原有攪拌設備中葉片的對側，再按照一排葉片。兩排葉片皆以各自徑向運作，向不同的方向轉動，對物料產生推力。兩排葉片方向相反，能夠將攪拌軸附近物料、攪拌桶內壁物料產生逆流，可有效解決低效區的攪拌性能。此項技術，在圓筒模式的攪拌中，都獲得廣泛應用。

2.3 綜合強化。在混凝土的攪拌過程中，水泥團聚、低效區都是客觀存在的，單用一種強化方法，無法將其徹底改善。將振動攪拌、雙排葉片的方法重復的應用于混凝土的攪拌過程中，可有效將水泥團聚、低效區現象消除，在混泥土的攪拌中，將兩種方法集合，成為綜合強化攪拌技術。

3 研究試驗

此次研究實驗的目的，就是為了對提出方案的可行性進行驗證，對設備運轉參數進行確定，并傳統攪拌設備與不同機械強化裝備進行對比，并確保不同方法在混凝土攪拌之時性能上有怎樣的差異。

3.1 裝置。攪拌設備、振動器一體化的方案，設計成雙臥軸的試驗機械。結構如圖1所示。

試驗機械容量為98L，工作原理為：攪拌機驅動以齒輪同步進行，驅動攪拌軸，以及攪拌葉片進行旋轉，從而可以讓物料不斷的推動，達到物料在攪拌桶內循環作用；在振動驅動經過帶傳動時，可將兩根驅動軸驅動旋轉，并強迫式的將偏上的攪拌軸、葉片進行振動，在攪拌設備的強直攪拌作用，以及葉片振動作用下，可實現物料在拌桶中均勻攪動。同時，可將振動驅動、攪拌驅動獨立控制，能夠實現普通攪拌、振動攪拌的兩個形式，滿足在不同實驗中的需求。

3.2 材料、檢驗指標。混凝土使用相同配比，強度等級設計為C20，塌落度15-35mm。水泥的程度等級是32.5R普通水泥。在細骨料中摻和中砂，細骨料采用3～40mm配碎石。從計算中得知，混凝土配合比例為：mco（水泥）：mwo（水）：mgo（石子）：mso（砂）=1：0.54：4.16：2.14。

檢驗指標：據GB/T9142-2000，對混凝土與混合物的誤差△M，以及單位混凝土混合物與粗骨料的質量誤差△G進行檢測。為了將此次的混凝土檢驗更見準確，也同時將7d的硬化混凝土參與此次抗壓指標的檢驗中。標準差為a，強度的平均值f、離差系數是Cv。

3.3 試驗內容與結果。振動攪拌的試驗：采取普通攪拌葉片，對振幅采取試驗確定。結果如表1所示。通過實驗數據比較，選擇振幅1.4mm，振動頻率是141.2c-1，振動頻率僅3.05，強度達到強化攪拌的效果，還會提高攪拌質量。振動強度較小，也確保了機械的可靠性。

振動攪拌與普通攪拌相比，可讓混凝土強度得到極大提升，強度標準差、離差系數卻是大為下降。當混凝土的配比相同時，可將其強度提高15%～20%。將攪拌時間縮減一半。

4 結語

水泥團聚、攪拌低效區問題是混凝土攪拌技術中的不足之處，嚴重影響攪拌的效率和質量。對攪拌過程進行機械強化，可消除攪拌設備所存在的缺陷。采取振動攪拌、綜合攪拌、雙排葉片攪拌三種方法，可有效提高混凝土強度，提高工作效率。

參考文獻

[1] 余永光.混凝土機械強化及優化方法探討[J].中國新技術新產品，2010，（20）：61.

[2] 劉浩然.混凝土生產中機械強化技術的應用及創新[J].建筑與文化（學術版），2013，（6）：501-502.

[3] 彭松梟.再生混凝土耐磨性能研究[D].中南大學，2009.

[4] 鄭詩洪.建筑工程混凝土機械施工[J].城市建設理論研究（電子版）， 2013（17）.