水泥混凝土對振搗方式的敏感性研究

任東旭　肖國軍　張鐵志

摘 要：混凝土拌合物成型過程中，振搗是必不可少的步驟。通過采用不同的振搗方式使混凝土達到均勻密實，以滿足混凝土的強度等各項指標。水泥混凝土強度對振搗方式具有一定的敏感性，本研究就不同振搗時間、振搗頻率及振搗方向對混凝土拌合物的強度影響進行了測試和探討，對相同的振搗參數成型不同類型的混凝土拌合物的性能差異進行了對比，得出了振搗參數的最佳組合和不同類型混凝土拌和物對振搗的不同敏感程度，為實驗和實際工程混凝土拌和物的振搗操作提供了有益參考。

關鍵詞：振搗時間；混凝土拌合物；混凝土強度；振搗參數

1 研究背景

隨著國民經濟的快速發展，水泥混凝土建筑物越來越多，質量與安全是結構物的靈魂，保證水泥混凝土的強度和耐久性則是結構物的技術關鍵所在。在混凝土整個工程過程中，專家學者對每個環節都有相應的研究。其中振動攪拌與振搗工藝的研究主要有：付昌會[1]做了振動攪拌對混凝土耐久性的影響研究，分析比較不同振動方式對混凝土含氣量的影響機理；西安建筑科技大學對混凝土振動攪拌技術做了理論分析，詳細分析了影響混凝土拌合物性能的微觀因素與宏觀因素[2]；山東建筑大學進行了粉煤灰、硅灰、礦粉的單摻和復摻輕骨料混凝土工作性能對比試驗，制定了評價免振搗泵送輕骨料混凝土的工作性能評價[3]?；炷翝仓r的振搗是排除混凝土拌合物的空氣，使混凝土更加密實。因此研究混凝土振搗成型時所需的參數對混凝土施工成型具有重要意義。而目前對振搗成型方面的研究尚不深入，特別是對不同種類的混凝土，振搗參數是不同的，在這方面目前缺少系統研究。本研究主要對振搗時間對混凝土性能影響和摻合物對混凝土性能影響進行分析，進而和振搗頻率和方向進行有機最佳組合。

2 實驗研究過程

2.1 混凝土配合比設計

配合比為水泥：水：砂：碎石=1：0.4：1.07：2.5。按比例在上述混凝土配合比中加礦粉，分為四個比例：10%、20%、30%、40%的摻量按1.2：1替代水泥。

2.2 振搗方案設計

影響混凝土性能因素有多種，包括溫度、砂率、外加劑、振搗方式。本研究通過一般振搗，得出振搗時間對混凝土性能的影響。振搗裝置為實驗室混凝土振動臺。振搗方式是振搗時間分為120s、300s、600s三種。振動方向為垂直上下振動。定向振搗是指通過實現振動臺振動過程中的方向、頻率的改變實現在不同方向和頻率下振搗混凝土。本研究通過對比振搗時間得到最佳振搗時間和頻率、方向的最佳組合。振搗裝置是定向調頻振動臺。振動臺參數為可調節頻率、方向振動臺。振搗方式是振搗時間為120s。振搗方向分為水平、豎直。振搗頻率分為低頻、中頻、高頻。研究振搗方向和頻率對混凝土性能的影響。

2.3 拆模及養護

拆模時間應在砼強度達到設計強度的25%以上或凝固時間超過規定要求才能拆模，本實驗在混凝土成型一天后拆模。養護一天后，將混凝土試塊浸入常溫水中進行養護。為研究養護時間對混凝土強度影響，養護時間分為1天、3天、7天。將混凝土試塊分組進行抗壓強度測試。

2.4 抗壓強度測試

3 數據分析

將壓力機測得的混泥土抗壓強度應乘以0.095得到實驗結果整理并繪制成折線圖如圖1。根據測得的數據可以看出，混凝土試塊養護7天，其強度可以達到養護28天的80%左右；養護3天達到70%左右；養護1天達到30%左右?；炷琉B護1天和3天受振搗時間影響較大，且其他條件一定時，振搗時間每增加一個等級抗壓強度提高30%左右；養護7天及以上受振搗時間影響不大，并且不隨振搗時間呈正相關增加。混凝土試塊的密度不隨振搗時間增加而增加。同時，混凝土抗壓強度也不隨混凝土試塊密度的增大而增大。

在振搗時間、方向、頻率一定的條件下，混凝土抗壓強度隨礦粉摻和量的增加先上升后下降。而將其摻和量控制在25%左右可以最大限度地提高混凝土抗壓強度。

4 結束語

通過實驗數據，本研究得出以下結論：

（1）混凝土試塊最佳振搗參數組合：振搗時間為600S，振搗方向為水平振搗，振搗頻率采用低頻（振動頻率為50HZ、1500～3000次/min）振搗。若混凝土強度仍達不到設計強度或者為了提高混凝土在使用過程中的強度富余值可在混凝土拌合物拌合過程中添加25%的礦粉。（2）不同類型的混凝土拌合物對振動的敏感性是不同，在相同的振搗參數下，加礦粉的混凝土拌合物較未加入礦粉的混凝土拌合物敏感性大。前者變化較明顯，而后者幾乎趨于穩定。

參考文獻

[1]付昌會，王衛中，等.振動攪拌參數對混凝土含氣量的影響[J].長安大學學報，2011（6）.

[2]沈虹.混凝土的振動攪拌及其效果評價[J].建筑機械化，2006（11）.

[3]傅日榮，逢魯峰，等.礦物摻合料對免振搗輕骨料混凝土工作性能影響的實驗研究[J].混凝土，2010（4）.

[4]王寶民，潘寶峰.道路建筑材料[M].北京：中國建材工業出版社，2010.

作者簡介：任東旭（1992，11-），男，河北省張家口人，遼寧科技大學土木工程學院學生，研究方向：道路與橋梁。

肖國軍（1993，5-），男，遼寧省錦州人，遼寧科技大學土木工程學院學生，研究方向：道路與橋梁。

張鐵志（1972，8-），男，遼寧省錦州人，遼寧科技大學土木工程學院副教授，研究方向：道路與橋梁。