张海铭

（银川三建集团有限公司， 宁夏 银川 750000）

0 引言

振动搅拌技术是混凝土制作工艺中一项重要工序，同时也是混凝土最新制作技术之一，主要是通过振动器搅拌装置对混凝土进行搅拌。由于该项技术目前在国内混凝土制作实践应用中尚未广泛推广使用，并且实践操作经验有限，对于该项技术对混凝土力学性能的影响尚未得知，为此提出振动搅拌对混凝土力学性能的影响研究。

1 资料与方法

1.1 实验对象

试验以制作的长方体混凝土试件为实验对象，试件的数量为100个，以振动搅拌的方式制作长方体混凝土试件50个，设定为观察组；以普通搅拌方式制作长方体混凝土试件50个，设定为对照组。每组试件各50个，两组试件除搅拌方式不同以外，其余制作材料、配合比设计以及养护方式均相同。

1.2 实验方法设计

本文主要讨论振动搅拌对混凝土力学性能的影响，设定振动搅拌和普通搅拌方式以及混凝土试件基体强度为研究因素，以混凝土试件基体强度作为主要考察对象。比较混凝土在普通搅拌和振动搅拌情况下，混凝土试件在7d、14d、21d、28d、35d、42d、56d时抗压强度值，最后根据抗压强度值分析振动搅拌对混凝土力学性能的影响。

1.3 实验材料及仪器

实验材料主要为混凝土混合料，主要为水泥和粗细骨料等原材料。

实验中水泥采用的是四川双马水泥股份有限公司生产的GY36.1级普通硫铝酸盐水泥，水泥材料符合《GY36.1级普通硫铝酸盐水泥》（HB3614-2010）的规定，其初凝时间、终凝时间、烧失量、抗压强度以及安定性等基本性能都符合检验标准，具体如下表所示。

表1 实验水泥材料基本性能指标

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粗骨料选用的是外表比较坚硬且易于获取的碎石，粗骨料粒径大小为4.5 mm-17.5mm，其吸水率为0.345%，孔隙率为36.48%，压碎指标为4.65%，密度值为2654 kg/m³,经检验各方面指标均达到标准。实验中使用的细骨料选用的是混凝土配级良好的细砂，经检验各方面指标均符合标准[1]。用于搅拌混凝土的水采用的是普通自来水，而减水剂材料采用的是聚羧酸减水剂，其减水效率大于28%，此外实验中使用的粉煤灰材料采用的是优质一级粉煤灰。

实验中使用的设备仪器主要包括振动搅拌机、压力机以及弹性模量测量仪。振动搅拌机是混凝土制作的主要设备，根据混凝土振动搅拌需求，选取了许昌德通振动搅拌技术有限公司生产的BSHJD-S4D/SDS4E5型号侧卧式振动搅拌机，该振动搅拌机振动强度可以到达1.86G，振动功率为5.5kw，搅拌功率为1.56kw，机身容积为75L，整体尺寸为2000mm×2000mm×1500mm。压力机采用的是南京长平电子有限公司生产的HIG-D574型号恒压压力机，该压力机主要用于测量混凝土试件抗压强度[2]。实验中使用的弹性模量测定仪主要是用于测量混凝土试件弹性模量力学性能数值，根据要求采用的是BGUUD-558型弹性模量测定仪。

1.4 实验过程

首先按照混凝土常规配比准备制作材料，其配比为水泥9.2kg、水5.5kg、粗骨料39.45kg、细骨15.46kg、粉煤灰3.16kg、减水剂0.34kg，将准备好的材料按照上述配比将其倒入BSHJD-S4D/SDS4E5型号侧卧式振动搅拌机中进行振动搅拌，根据《混凝土振动搅拌技术规范》GB265145-2010规定，混凝土混合料振动搅拌时间不宜过长，也不宜过短，振动搅拌时间过短无法达到混凝土试件的均匀性；而如果振动搅拌时间过长则会增加混凝土制作材料的离析程度，而且还会增加BSHJD-S4D/SDS4E5型号侧卧式振动搅拌机能耗，不符合振动搅拌技术规范[3]。因此根据振动搅拌技术要求，先对其进行干拌振动4.5min，然后再对其进行湿拌振动1.5min。运用普通搅拌技术对对照组混凝土试件进行制作，普通搅拌技术不是本文研究重点，因此在此不做过多解释。振动搅拌完成之后，将BSHJD-S4D/SDS4E5型号侧卧式振动搅拌机中混合料倒入模具中，并且将模具放到振动台上打开振动，在10℃-25℃条件下使磨具中混合料凝固[4]。待完全凝固后对其进行脱模，并且加以养护，用于后续实验。

然后将制作好的两组混凝土试件进行强度测试，其中包括劈裂抗拉强度、抗折强度以及抗压强度。将制作好的两组试件中心轴线位置绘制出劈裂位置，利用压力机对其进行测试，在相同荷载条件下记录两组混凝土试件的损坏荷载以及劈裂面积，根据这两组数值计算出混凝土试件的劈裂抗拉强度，其计算公式如下：

公式（1）中， f表示混凝土试件劈裂抗拉强度； k表示混凝土试件损坏荷载； e为混凝土试件劈裂面积。再利用压力机向混凝土试件施加均匀且连续的荷载，记录混凝土试件破坏荷载值以及断裂深度，根据记录数据计算出混凝土试件的抗折强度，其计算公式如下：

公式（2）中， g表示混凝土试件的抗折强度； d表示混凝土试件破坏荷载值； a表示混凝土试件断裂深度[5]。最后利用BGUUD-558型弹性模量测定仪测定混凝土试件弹性模量，根据测量到的混凝土试件弹性模量等数据，计算出两组试件的抗压强度。

2 实验结果分析

按照以上过程分别测试混凝土试件在7d、14d、21d、28d、35d、42d、56d时劈裂抗拉强度、抗折强度以及抗压强度，记录测试数据用于振动搅拌对混凝土力学性能的影响分析，实验结果如下表所示。

表2 两组试件强度测试值

从上表中数据可以看出，振动搅拌制作而成的混凝土随着时间的增加，劈裂抗拉强度、抗折强度以及抗压强度等力学性能指标都在不断地增加，且均高于普通搅拌制作的混凝土。并且根据各项指标的检验标准，振动搅拌制作的混凝土力学性能各个指标均符合标准，且力学性能有所提升，这说明振动搅拌对混凝土力学性能具有一定的影响，能够起到提高混凝土力学性能的作用。

3 实验结果讨论

从上文实验结果可以得出振动搅拌对混凝土力学能力具有一定的影响，可以有效提高混凝土力学性能。这是因为在混凝土制作过程中，通过不断的振动搅拌可以改变混凝土的每部结构，令混凝土混合料搅拌的更加均匀和充分，使混凝土每部结构更加优化，减少各个配料之间的缝隙，从而降低混凝土的孔隙率，进而提高混凝土力学性能。此外，由于混凝土本身属于一种碳纤维结构，在对其浇筑和搅拌制作时，碳纤维结构会受到自身的局限性使结构内部出现结团现象，这种现象的产生很容易影响到混凝土增韧作用，从而使混凝土增韧作用受到限制。

在其制作过程增加了振动搅拌，使混凝土制作材料始终处于振动状态，增加各种制作原料之间的摩擦力，并且减小混凝土制作原料的粘聚力，从而增加混凝土制作原料在灌内的流动性，在这种状态下不利于混凝土内部结构出现结团现象，进而也就不会限制到混凝土混合料的增韧作用，制作出来的混凝土韧性更强。综上所述，振动搅拌对于混凝土制作来说具有良性影响作用，在外力的振动作用影响下，破坏了混凝土混合料之间的孔隙，同时也增强了混凝土材料的均匀性，有效避免出现混凝土内部结团现象的发生，从而增强了混凝土的力学性能，在混凝土制作方面具有良好的推广意义，以此完成了振动搅拌对混凝土力学性能的影响研究。

4 结束语

振动搅拌作为混凝土制作工艺的一种新理念、新方法以及新技术，已经被逐渐应用到混凝土制作中，本文基于振动搅拌技术平台，对比振动搅拌与普通搅拌技术工艺下混凝土的力学性能，分析出振动搅拌对混凝土力学性能具有良好影响，可以提高混凝土力学性能。此次研究对振动搅拌在混凝土制作中广泛应用起到了良好的推广作用，同时也对混凝土实际加工生产具有一定的现实意义。由于此次研究时间有限，对于具体的影响机理没有详细的分析和探究，并且在实验准备和设计上不够充分，因此研究内容方面可能存在一些不足，今后将会在以下两个方面开展研究，第一是混凝土振动搅拌技术设计及实践，第二是振动搅拌对混凝土力学性能影响机理，从这两个方面开展深入研究，促进混凝土制作工艺不断发展和优化。