黃雪榮
嘉善億達混凝土有限公司 浙江 嘉善 314100
當前國內(nèi)外對于混凝土的研究大多集中在對原材料的性能、級配和新拌混凝土的成型方面上,相關技術方法較為完善,但對于攪拌工藝方面卻未能投入足夠的重視和研究,國內(nèi)外對于新拌混凝土的質(zhì)量相關判斷標準僅僅將宏觀均勻度當作加工設備性能的評定指標,在這種觀念的影響下,未能將優(yōu)化攪拌工藝實現(xiàn)混凝土結構性能改善的作用和潛力發(fā)揮出來,導致材料浪費,加工能耗高,設備磨損快、噪音大等問題時有發(fā)生。事實證明,影響混凝土結構性能的因素可以分為兩點,一種是內(nèi)在因素,即構成混凝土的原材料強度、原材料配比情況等,另一種是攪拌工藝,在原材料強度及配比不變的情況下,攪拌工藝會對混凝土的性能和結構產(chǎn)生一定程度的影響,通過對攪拌工藝的控制,能夠在一定程度上實現(xiàn)對混凝土性能的控制,通過對攪拌工藝的研究,在進行合理選定原理及配合比的前提下,可以有效地提升混凝土產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,因此有必要對混凝土攪拌工藝進行初步探討。
目前大多數(shù)混凝土生產(chǎn)過程中采用一次攪拌工藝,將各類原材料經(jīng)過計量后一次投入攪拌,在經(jīng)過一定時間便能生產(chǎn)出新拌混凝土。這種方式的優(yōu)點是設備的操作程序簡單,但通過一次攪拌生產(chǎn)出來的新拌混凝土表層容易形成自由水膜,增大界面區(qū)水灰比,減弱了集料和水泥漿的黏結奇怪的,無法將水泥漿體作用徹底發(fā)揮出來。其次生產(chǎn)出來的混凝土看似均勻,但在微觀上存在著顆粒黏結,未能充分水化水泥,此外在實際應用中,往往在界面區(qū)出現(xiàn)混凝土質(zhì)量問題,裂縫、崩落等問題時有發(fā)生,導致不少重要混凝土工程的使用年限縮短,在人力物力上造成不必要的浪費。根據(jù)國外相關學者的研究,在界面過渡區(qū)中存在強度梯度,在界面過渡區(qū)中,混凝土在顯微層次的硬度上存在著較大的差異,水泥漿體主體較強,過渡區(qū)卻相對較弱,通過外加劑等方式雖然在一定程度上可以對混凝土性能進行改善,但無法從微觀層次上對拌和混凝土的結構和性能進行增強[1]。
二次攪拌是在對混凝土組各物料進行相互均勻地混合作用前提下,通過控制攪拌順序、物料投放量等方式來對混凝土的內(nèi)部結構進行控制,實現(xiàn)提升混凝土性能的一種工藝方法,二次攪拌的具體工藝流程可以分為凈漿裹石法、先拌凈漿法、先拌砂漿法、水泥裹砂法和粗細骨料全造法等,按照攪拌步驟可以分為三步攪拌和二步攪拌。通過二次攪拌,可以促進水泥顆粒散布上升,水化程度提高,讓過渡區(qū)漿體水灰比在骨料間以與骨料表面距離為自變量實現(xiàn)規(guī)律變化,促進硬化后的混凝土強度呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)出來混凝土過渡區(qū)的固有強度梯度相反的趨勢,做到界面過渡區(qū)較弱,進行強化,漿體強度較高,適當削減,綜合提升混凝土的各項性能[2]。
為了更好地對兩種攪拌工藝進行研究對比,對二次攪拌工藝進行研究優(yōu)化,現(xiàn)設計如下實驗:
為了方便對二次攪拌工藝進行參數(shù)優(yōu)化與對比研究,現(xiàn)使用一臺雙臥軸攪拌實驗樣機,電機型號為R85DM16011,額定功率為15kW,輸出轉速為215r/min,公稱容量為100L,出于對經(jīng)濟性的考慮,樣機使用機械傳動方式進行運轉,在實際生產(chǎn)匯總,如果采用液壓傳動,可以根據(jù)載荷的變化來對攪拌轉速進行自動調(diào)節(jié),實現(xiàn)縮減能耗,在進行實驗時,樣機攪拌軸轉速通過變頻器對電機輸出轉速進行改變來實現(xiàn)[3]。
在實驗中采用同一配合比的混凝土,強度等級設計為C20,坍落度在10~30mm,水泥材料選用強度等級32.5R的硅酸鹽水泥,在細骨料方面則選用了中砂,粗骨料則是連續(xù)級配碎石,尺寸在5~40mm,通過計算的混凝土配合比為0.54:1:2.14:4.16。根據(jù)相關標準規(guī)定,粗骨料的質(zhì)量相對誤差應當小于0.5%,砂漿的容重相對誤差為0.8%以下,粗骨料的質(zhì)量相對誤差和砂漿的容重相對誤差越小,混凝土的均勻性就越好,為對混凝土的微觀均勻度更加準確地進行檢驗,在進行實驗時對28d硬化混凝土實驗固塊進行了抗壓強度測定,強度平均值為f,標準差為σ,離差系數(shù)為Cv,計算公式如下:
在公式中,n是混凝土強度實驗試件的組數(shù), fi是第i組混凝土試件強度值,單位為MPa。
通過二次攪拌工藝,能夠有效地提升水泥水化程度、分散程度及對界面過渡區(qū)進行強度梯度平衡,確保混凝土的性能和結構得到有效提升。和一次攪拌工藝相比,二次攪拌工藝可以有效地提升新拌混凝土的力學結構和物理性能,在不增強混凝土強度的情況下,可以有效縮減混凝土的使用量,值得進一步進行研究推廣。
[1] 吳昭琨.淺析商品混凝土攪拌工藝[J].城市建設理論研究(電子版),2015,24(14):4227-4228.
[2] 李國棟.淺析商品混凝土攪拌工藝[J].山東工業(yè)技術,2014,24(20):108-108.
[3] 盧亮亮.混凝土攪拌工藝方案的若干研究論述[J].房地產(chǎn)導刊,2016,30(29):207.