搅拌设备设计讲座（第十六讲）--增强混凝土界面粘结强度的措施（续完）

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发布时间：2021-09-27

资料介绍

水泥混凝土是由水泥、砂、石和水按设计配合
比，经搅拌、成型、养护而得到的一种人造石材。其中
水和水泥组成水泥浆，硬化后称为水泥石，占混凝土
总体积的 20％～30％，起胶凝作用；砂、石起骨架填
充作用，故称为骨料，占混凝土总体积的 70％～
80％，能提高混凝土的强度和耐久性；此外，在混凝
土中还含有少量气孔。就混凝土的强度而言，由于骨
料的强度一般均高于水泥石的强度，因而普通混凝
土的强度主要取决于水泥石的强度和界面粘结强度
(或界面过渡层的强度 )，而界面粘结强度又取决于
骨料的表面状况、凝结硬化条件及混凝土拌和物的
泌水性等。研究证明，界面是混凝土结构中最为薄弱
的环 ”。因此，改善界面过渡层的结构或界面粘结
强度是提高混凝土强度及其他性质的重要途径。本
文将介绍笔者及课题组通过强化搅拌过程或搅拌工
艺来增强混凝土界面粘结强度的部分研究工作。
1 振动搅拌
振动搅拌就是在搅拌的同时加以振动作用，使
水泥颗粒处于颤动状态，从而破坏水泥凝聚团，使水
泥颗粒均匀分布。同时振动搅拌使混合料颗粒的运
动速度增大，增加了有效碰撞次数，加速集料颗粒表
面水化生成物向液相扩散的速度，使水泥水化加速。
此外，还可净化集料表面，增加水泥和集料间的粘结
力。因此，振动搅拌可增强混凝土表面的粘结强度，
提高搅拌质量和效率，使新拌混凝土的流动性也有
所改善。
图 1为课题组研制的周期式振动搅拌机结构简
基金项目：国家自然科学基金项目(50678026)
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1．搅拌叶片驱动机构 2．激振器驱动轴 3．进料口 4．搅拌筒 5．
搅拌叶片 6．深度激振器 7．出料口
图 1 立轴式振动搅拌机结构示意图
图，表 1为试验样机的主要性能参数。它由搅拌叶片
驱动机构 1、激振器驱动轴 2、进料口 3、搅拌筒 4、搅
拌叶片 5、深度激振器 6和出料口 7等组成。当机构
1驱动搅拌叶片 5旋转时，将物料推向位于搅拌室
中心的激振器壳体，它的最大振动强度在 20 g左
右，壳体四周混合料的黏性受振动作用而下跌，为高
效节能地拌匀混合料创造了条件。在振动作用下，不
断推向激振器壳体的物料形成了循环，使物料的对
流运动和扩散运动都在极为有利的条件下完成，在
较短的时间内可拌出均匀而致密的混凝土。
为了比较振动搅拌与普通强制搅拌对改善混凝
土的界面粘结强度的影响，在混凝土配合比、搅拌时
间、试验方法等相同，而搅拌条件不同的情况下，通
过测定混凝土拌和物砂浆密度的相对误差 △ 、粗
骨料质量的相对误差 △G冈，混凝土抗压强度的平均
值，强度的标准差或离差系数 c 来比较。不同