基于振动搅拌的机制砂-天然砂混凝土性能的试验研究

【摘要】：本文介绍了一种使用双卧轴振动搅拌机对机制砂-天然砂复合配制高性能混凝土,涉及这种类型混凝土的研究现状、发展前景和振动搅拌对此混凝土性能的研究。从环保角度来看,机制砂的应用将会越来越广泛,但由于机制砂自身的特性,导致机制砂混凝土的工作性较差,而振动搅拌技术的出现和应用可以弥补这个缺陷,前人对基于振动搅拌的机制砂-天然砂高性能混凝土研究较少。基于此,提出本文的研究课题。讨论了机制砂的特性,并针对机制砂的缺点提出了解决方法,即采用振动搅拌技术,进而叙述了振动搅拌机理及其发展。除此之外,介绍了试验用双卧轴振动搅拌机参数。选择4因素3水平,即水胶比(0.3、0.31、0.32)、粉煤灰掺量(0、10%、20%)、砂率(39%、41%、43%)和机制砂替代率(50%、60%、70%),作正交试验,确定一组基于振动搅拌的机制砂-天然砂配合比。改变振动电机电流频率,即改变振动强度,通过施加振动和非振动的对比试验,探究振动强度的变化对此混凝土工作性、抗压和劈裂性能的影响以及耐久性的影响。通过改变强制搅拌的搅拌时间,探究振动和非振动两种方式制备的混凝土在达到相同性能时,振动搅拌缩短的时间量。对机制砂石粉含量进行控制,探究石粉含量的变化对混凝土性能的影响。改变振动搅拌下的搅拌工艺方法,探究哪种工艺可以制备出工作性、力学性能和耐久性更好的混凝土。最后,通过试验结果分析,得出制备机制砂-天然砂高性能混凝土的双卧轴振动搅拌试验样机的优选参数,进而在工业机和工程应用中推广。试验结果表明:水胶比0.3、粉煤灰掺量0、砂率43%和机制砂替代率60%时的混凝土性能较好。在三种振动条件下,振动强度5.3时制备的混凝土工作性较好;在三种石粉含量下,石粉含量7%时的工作性较好;在一次投料法下,振动搅拌时混凝土的抗压强度高于普通强制搅拌;改变振动搅拌工艺后混凝土各项性能指标均得到改善,劈裂强度提高更为显著,最高可提升15%,水泥裹砂石法对混凝土工作性提升更大。此外,在一定程度上,振动强度越大,含气量值越大;机制砂石粉含量越多,含气量越小。