混凝土振動攪拌機理和工業應用的探討

摘 要：混凝土的應用較為廣泛，隨著國家城市化的發展建設，混凝土行業的重要性會不斷提升，未來混凝土的需求量不斷擴大，因此本文針對混凝土振動攪拌機理和工業應用進行了全面的分析。本文首先對混凝土振動攪拌機理進行了簡單的分析研究，然后提出了一種新的混凝土振動攪拌機，并且從可靠性、工作性、最佳攪拌時間、減水泥這四個方面展開具體實驗，具體分析混凝土振動攪拌機在工業中的應用情況。

關鍵詞：振動攪拌主機；工作性能；最佳攪拌時間

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.023

0 引言

現階段在混凝土行業中普遍采用的都是普通靜力攪拌方式，雖然隨著科學技術的發展，振動攪拌方式正在逐漸的普及，但是國家缺少混凝土振動攪拌機自主研發品牌，在實際工程中無法保證混凝土質量，給整個工業生產行業帶來較大的風險。隨著國家城市化發展政策的落實，建立資源節約型和環境保護型社會成為了現階段的重點內容，因此，必須要全面提升水泥資源利用率，減少工業生產帶來的環境污染。

1 混凝土振動攪拌機理的分析研究

混凝土振動攪拌機以混凝土振動攪拌為主，其本身以振動攪拌為主，而振動攪拌本身就會對混凝土的各種性能造成影響，分別為：混凝土結構-流變特性、水泥團粒的破壞、粗骨料表面的凈化、粘接強度、氣相生成物、低效區的改善機理、多材料的適應性機理。其中普通靜力攪拌方式本身存在這一定的不足，其中微觀性較差、界面聯接強度較低、攪拌質量較差，速度較慢，效率較低，而在振動攪拌方式下，混凝土在攪拌過程中，對以上幾個方面的影響較低，可以滿足混凝土攪拌要求，為了將混凝土振動攪拌機理真正的轉化為工業產品，本文針對某公司研發設計出來的1m3振動攪拌主機的50m3/h混凝土攪拌設備進行了實驗分析[1]。

2 混凝土振動攪拌機工業應用分析

（1）工業樣機試驗研究。為了進一步驗證混凝土振動攪拌機的工業原理，讓其在實際的工業應用中得到全面的應用，本文針對裝有1m3振動攪拌主機的50m3/h混凝土攪拌設備進行了具體的工業試驗。選擇了兩種不同強度的混凝土進行設計，并且根據行業的標準規定，進行系數取值，保證試驗數據的準確性。

（2）可靠性工作性測試。在對該混凝土振動攪拌機進行可靠性工作性測試過程中需要進行四個項目，分別為樣機安全檢查、樣機安裝、樣機空載檢查以及樣機加載測試，在試驗過程中后兩個實驗項目需要重點檢查，空載檢查至少要讓樣機空載運轉三十分鐘，而在加載測試中需要按照固定的投料量進行攪拌試驗，每隔1h對振動電機、攪拌電機進行觀察，以此記載故障發生的情況。其中可靠性實驗中的不同投料的量如下：石頭投料量：1480kg，砂投料量740kg。首先是工作性能測試，從振動攪拌和普通靜力攪拌兩個方面展開分析，分別判斷混凝土振動攪拌機的工作周期、坍落度、殘留率和生產率，并且對混凝土拌合物的勻質性和機構功率進行測試后發現，在不同的攪拌方式下，空載時電機工作較為平穩，而在滿載時會出現卡料現象，而在對兩種攪拌方式的單位能耗進行計算后得出，P分別為：0.356度和0.327度，由此可知，工作性能滿足國家標準，能耗可以控制在標準范圍內。然后是可靠性測試，在可靠性測試中需要對混凝土試模、振動臺、含氣量測定儀、電流記錄儀、壓力試驗機進行測試，測試表明，雖然部分儀器存在故障，但是樣機在故障排查和改進后，混凝土振動攪拌機整體運作良好。

（3）最佳攪拌時間測試。在最佳攪拌時間測試中，要對兩種不同的攪拌方式進行測試，分別為：振動攪拌和普通靜力攪拌，在同一個水泥強度下，每個攪拌方式測試三次，三次的攪拌時間各不相同，分別為：35s、45s、55s，觀察具體的攪拌效果，得到最終的最佳攪拌時間[2]。在最佳攪拌時間測試中，需要參考的評價指標包括了勻質性、強度、平穩性等，其中平穩性指標需要利用振動攪拌機的電流平均值和方差進行表示。根據試驗結果可知，其中在振動攪拌時間為45s時，振動抗壓強度比普通靜力攪拌抗壓強度提高了40%，將相關數據繪制成曲線后發現，不論是何種攪拌方式，評價指標都能夠滿足國家標準要求，也就是說攪拌方式上從宏觀上看沒有較大的差別，微觀上差別較大，通過具體的試驗數據可知，最佳攪拌時間為45s。

（4）減水泥的試驗測試。減水泥試驗測試主要是在減少水泥用量的情況下，判斷攪拌質量是否滿足使用要求，該試驗要在確定最佳攪拌時間后，對不同強度的水泥進行試驗，和最佳攪拌試驗相同，在同一水泥強度和攪拌方式下，對三種不同的水泥減少量進行測試，三次水泥減少量依次為：5%、10%、15%。由上可知，最佳的攪拌時間為45s，在此基礎上對C20和C35輕度的混凝土進行減水泥試驗后發現，當水泥強度為C20時，水泥減少量在5%-10%之間沒抗壓強度沒有明顯的變化，而當水泥減少量為15%時，振動攪拌的平均抗壓強度滿足要求，但是普通攪拌時混凝土抗壓強度會隨著水泥減少量的增加而不斷降低，強度系數也會高于攪拌振動。而在C35強度的混凝土減水泥試驗后發現，各測試指標的變化趨勢走向和C20混凝土相同，因此可知，混凝土強度對減水泥后的攪拌質量沒有影響，結論基本相同。通過上述三個實驗內容可知，混凝土振動攪拌機在工業應用中，可以提高混凝土強度，降低強度離差系數，微觀勻質狀態也相對較優，可以有效提高水泥利用率，節約資源，提高工業效率。

3 總結

綜上所述，隨著國家工業的不斷發展，在混凝土生產、攪拌裝備銷售上逐漸躋身于世界前列，但是從整體發展水平上看，國家混凝土振動攪拌機的技術水平較低，消耗較高、微觀勻質性較差，混凝土生產行業發展較為緩慢。因此本文從混凝土振動攪拌機的工作原理出發，設計形成1m3振動攪拌主機的50m3/h混凝土攪拌設備，并且進行試驗，判斷實際應用情況，得出采用機械裝置振動是目前經濟性較強的攪拌方法。

參考文獻：

[1]姚澤琛，孔鮮寧.雙臥軸混凝土振動攪拌機帶輪防護罩結構改進[J].建設機械技術與管理，2017（09）：77-80.

[2]冼巧鳳，韓香.振動攪拌技術有了“智囊團” ——振動攪拌應用技術創新聯盟路面專家委員會成立[J].中國公路，2017（20）：98.

作者簡介：羅玉全（1986-），男，廣西北流人，本科，助理工程師，從事機械設計與制造工作。