混凝土壓制密實(shí)成型工藝

于凱欣

（勃利縣利勃工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，黑龍江勃利 154500）

混凝土壓制密實(shí)成型工藝

于凱欣

（勃利縣利勃工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，黑龍江勃利 154500）

由于壓力的大小及拌和物性能不同，有時(shí)壓制工藝僅起密實(shí)成型作用，有時(shí)則在密實(shí)成型的同時(shí)還可起到脫水作用。壓制成型按其是否與振動(dòng)作用相配合，可分為靜力壓制與動(dòng)力壓制。混凝土拌和物是在攪拌過程中混入大量空氣，因此拌和物應(yīng)視為一個(gè)三相系統(tǒng)。

混凝土；壓制；密實(shí)；成型工藝

壓制密實(shí)成型工藝，不是把能量均勻分布到混凝土的整個(gè)體積，而是集中在局部區(qū)域內(nèi)。應(yīng)力集中，使混凝土容易出現(xiàn)剪切位移，顆粒輕易產(chǎn)生移動(dòng)。這樣，在外部壓力的作用下，拌和物發(fā)生排氣和體積壓縮過程，并逐漸波及整體，最終實(shí)現(xiàn)較好的密實(shí)成型效果。

1 壓制過程中拌和物各組分的作用及其結(jié)構(gòu)的變化

混凝土拌和物是在攪拌過程中混入大量空氣，因此拌和物應(yīng)視為一個(gè)三相系統(tǒng)，即由固相、液相和氣相組成。固相顆粒有大有小，呈不規(guī)則形狀，表面或致密或多孔，隨著粒徑的減小和比表面積的增加，顆粒相互靠近時(shí)所產(chǎn)生的附著力增大。

除參與水化作用的水外，拌和物中多余的水分起下列作用：第一，潤(rùn)濕固體顆粒并使顆粒間發(fā)生濕接觸。第二，提高拌和物塑性并降低成型時(shí)的摩擦力。第三，有助于良好地、較為均勻地成型并制取強(qiáng)度較好的制品。第四，由于毛細(xì)管壓力而集結(jié)粉狀材料，有助干提高顆粒間黏結(jié)力。而拌和物中過多的水分也有害，由于在成型時(shí)水分妨礙顆粒的相互靠近，增加了彈性變形并會(huì)助長(zhǎng)裂紋和層裂。這是由于壓制成型時(shí)，部分水膜從顆粒間的接觸處被擠入氣孔中，在卸去外壓力后，水又重新進(jìn)入顆粒之間，把顆粒推開，使成型結(jié)束的試件發(fā)生膨脹。所以，從拌和物的均勻性和密實(shí)性考慮，在壓制成型時(shí)，適宜的液相量極其重要。

在成型時(shí)，拌和物中所含的空氣不管在什么條件下都起著不良作用，如妨礙填充密實(shí)、降低顆粒的堆積密度、影響顆粒的均勻分布、造成成型密度不勻并且增大殘余應(yīng)力。成型后留在制品中的空氣會(huì)導(dǎo)致附加的彈性力，此時(shí)隨其他因素一起，在卸去負(fù)荷后，造成了制品的彈性變形。

2 壓制成型的過程和方法

2.1 壓制成型過程

壓制開始前，拌和物是一種不密實(shí)的、松散的宏觀均質(zhì)體，只有在自身所受重力作用下才發(fā)生塑性變形，并認(rèn)為它是各向同性的。

壓制開始后，拌和物即處于三向應(yīng)力狀態(tài)，拌和物在模頭的壓力下出現(xiàn)壓縮變形。首先受力的是大粒徑骨料，并楔入比較小的顆粒，顆粒互相靠近，重新組合，空氣通過顆粒間隙排出，坯體體積顯著減小，氣孔率下降，顆粒接觸面積增大。由于毛細(xì)管壓力，固體顆粒松散的勻質(zhì)體轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)的、有一定密實(shí)度的均質(zhì)體，坯體的塑性強(qiáng)度提高。模箱側(cè)壁由于受到模頭壓力使坯體產(chǎn)生側(cè)向膨脹壓力而變形，變形值按模箱剛度而定，變形值的大小就是坯體側(cè)向膨脹值。在繼續(xù)加大壓力時(shí)，顆粒產(chǎn)生塑性、脆性及彈性變形，顆粒接觸表面有可能遭到破壞，內(nèi)部空氣通路堵塞，內(nèi)部空氣受到壓縮并部分溶于液相。由于水膜的黏滯力和顆粒的機(jī)械咬合作用而阻礙顆粒的迅速移動(dòng)，延長(zhǎng)了顆粒的移動(dòng)時(shí)間，因此，坯體的彈性變形增大，坯體已轉(zhuǎn)變?yōu)槌尚偷闹破贰?/p>

制品推出模箱后，由于模頭壓力和模箱側(cè)壓力突然消失，制品內(nèi)部的壓縮空氣壓力及顆粒的彈性膨脹力使制品在三維方向產(chǎn)生彈性膨脹，制品尺寸會(huì)大于模箱尺寸，制品的濕體積密度降低。

2.2 壓制密實(shí)成型工藝方法

壓制密實(shí)成型工藝方法有靜力壓制、壓軋、擠壓、振動(dòng)加壓、振動(dòng)壓軋、振動(dòng)擠壓及振動(dòng)模壓工藝方法等。靜力壓制工藝制度包括成型最大壓力、壓制延續(xù)時(shí)間及加壓方式。該種成型方法需采用較高的成型壓力。由于靜力壓制工藝所需的成型壓力較大，因此，僅適用于成型小型制品。加壓時(shí)間以較緩慢為宜，這樣使拌和物中的氣體在壓力作用下較易排出，而會(huì)涉及生產(chǎn)量問題。

加壓方式有一次加壓、二次或多次加壓、單面加壓或雙面加壓等幾種。雙面加壓可以獲得較均勻的結(jié)構(gòu)，但加壓機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。二次或多次加壓比一次加壓效果好，即先以較低的壓力預(yù)壓，再以較高的壓力壓實(shí)。可減少壓力在傳遞過程中的衰減，并使氣體有充分的時(shí)間排出。多次加壓時(shí)，應(yīng)使壓力逐步提高，已壓實(shí)的制品，不能重復(fù)壓制，以避免再次泌水、表面黏皮、層裂及強(qiáng)度下降。

振動(dòng)加壓工藝是先對(duì)拌和物施加振動(dòng)，使之達(dá)到初步密實(shí)和表面平整，再進(jìn)行加壓振動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)最終密實(shí)成型狀態(tài)。對(duì)擠壓或振動(dòng)擠壓工藝，則是利用螺旋鉸刀擠壓拌和物，或再輔以振動(dòng)，使它成型和密實(shí)。

［1］姜正平，楊長(zhǎng)友.混凝土真空脫水密實(shí)機(jī)理及其在混凝土路面施工中的應(yīng)用效果［J］.公路，1990，（12）：73.

［2］王金偉，趙莉，趙國(guó)祥.真空吸水工藝在混凝土施工中的應(yīng)用［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009，（05）：72.

TU37

A

1674-8646（2016）01-0031-02

2015-10-29

于凱欣（1987-），男，黑龍江勃利人，主要從事土建施工研究。