混凝土搅拌工艺方案比较

2018-04-14黄雪荣

建筑与装饰 2018年3期

黄雪荣

嘉善亿达混凝土有限公司浙江嘉善 314100

当前国内外对于混凝土的研究大多集中在对原材料的性能、级配和新拌混凝土的成型方面上，相关技术方法较为完善，但对于搅拌工艺方面却未能投入足够的重视和研究，国内外对于新拌混凝土的质量相关判断标准仅仅将宏观均匀度当作加工设备性能的评定指标，在这种观念的影响下，未能将优化搅拌工艺实现混凝土结构性能改善的作用和潜力发挥出来，导致材料浪费，加工能耗高，设备磨损快、噪音大等问题时有发生。事实证明，影响混凝土结构性能的因素可以分为两点，一种是内在因素，即构成混凝土的原材料强度、原材料配比情况等，另一种是搅拌工艺，在原材料强度及配比不变的情况下，搅拌工艺会对混凝土的性能和结构产生一定程度的影响，通过对搅拌工艺的控制，能够在一定程度上实现对混凝土性能的控制，通过对搅拌工艺的研究，在进行合理选定原理及配合比的前提下，可以有效地提升混凝土产品的质量和性能，因此有必要对混凝土搅拌工艺进行初步探讨。

1 传统搅拌工艺

目前大多数混凝土生产过程中采用一次搅拌工艺，将各类原材料经过计量后一次投入搅拌，在经过一定时间便能生产出新拌混凝土。这种方式的优点是设备的操作程序简单，但通过一次搅拌生产出来的新拌混凝土表层容易形成自由水膜，增大界面区水灰比，减弱了集料和水泥浆的黏结奇怪的，无法将水泥浆体作用彻底发挥出来。其次生产出来的混凝土看似均匀，但在微观上存在着颗粒黏结，未能充分水化水泥，此外在实际应用中，往往在界面区出现混凝土质量问题，裂缝、崩落等问题时有发生，导致不少重要混凝土工程的使用年限缩短，在人力物力上造成不必要的浪费。根据国外相关学者的研究，在界面过渡区中存在强度梯度，在界面过渡区中，混凝土在显微层次的硬度上存在着较大的差异，水泥浆体主体较强，过渡区却相对较弱，通过外加剂等方式虽然在一定程度上可以对混凝土性能进行改善，但无法从微观层次上对拌和混凝土的结构和性能进行增强[1]。

2 二次搅拌工艺

二次搅拌是在对混凝土组各物料进行相互均匀地混合作用前提下，通过控制搅拌顺序、物料投放量等方式来对混凝土的内部结构进行控制，实现提升混凝土性能的一种工艺方法，二次搅拌的具体工艺流程可以分为净浆裹石法、先拌净浆法、先拌砂浆法、水泥裹砂法和粗细骨料全造法等，按照搅拌步骤可以分为三步搅拌和二步搅拌。通过二次搅拌，可以促进水泥颗粒散布上升，水化程度提高，让过渡区浆体水灰比在骨料间以与骨料表面距离为自变量实现规律变化，促进硬化后的混凝土强度呈现出与传统工艺生产出来混凝土过渡区的固有强度梯度相反的趋势，做到界面过渡区较弱，进行强化，浆体强度较高，适当削减，综合提升混凝土的各项性能[2]。

3 搅拌工艺实验对比

为了更好地对两种搅拌工艺进行研究对比，对二次搅拌工艺进行研究优化，现设计如下实验：

3.1 实验样机

为了方便对二次搅拌工艺进行参数优化与对比研究，现使用一台双卧轴搅拌实验样机，电机型号为R85DM16011，额定功率为15kW，输出转速为215r/min，公称容量为100L，出于对经济性的考虑，样机使用机械传动方式进行运转，在实际生产汇总，如果采用液压传动，可以根据载荷的变化来对搅拌转速进行自动调节，实现缩减能耗，在进行实验时，样机搅拌轴转速通过变频器对电机输出转速进行改变来实现[3]。

3.2 实验材料与检验标准

在实验中采用同一配合比的混凝土，强度等级设计为C20，坍落度在10～30mm，水泥材料选用强度等级32.5R的硅酸盐水泥，在细骨料方面则选用了中砂，粗骨料则是连续级配碎石，尺寸在5～40mm，通过计算的混凝土配合比为0.54:1:2.14:4.16。根据相关标准规定，粗骨料的质量相对误差应当小于0.5%，砂浆的容重相对误差为0.8%以下，粗骨料的质量相对误差和砂浆的容重相对误差越小，混凝土的均匀性就越好，为对混凝土的微观均匀度更加准确地进行检验，在进行实验时对28d硬化混凝土实验固块进行了抗压强度测定，强度平均值为f，标准差为σ，离差系数为Cv，计算公式如下：