搅拌方式对混凝土含气量以及孔结构的影响分析

搅拌方式对混凝土含气量以及孔结构的影响分析

摘要：混凝土的耐久性是影响建筑工程质量的重要因素，经过大量的施工实践证明：提高混凝土的含气量是增强其耐久性的有效方法，4%的混凝土含气量能够有效提高混凝土的耐久性、抗渗性与和易性，本文就从混凝土的搅拌方式出发，通过试验验证了振动搅拌参数以及振动搅拌合适的振源位置对混凝土含气量的影响，以供相关部门或人员参考。

关键词：搅拌方式；混凝土含气量；孔结构；影响

在现阶段的建筑工程中提高抗冻混凝土含气量普遍采用的方式是添加引气剂，不过引气剂的种类比较多，必须要按照具体的施工材料及其配合比选用、试验、制定引气剂的掺量以及掺加工艺，而且选用引气剂的流程比较复杂，并会在一定程度上降低混凝土的强度，除了引气剂对混凝土的含气量能够产生影响之外，混凝土材料的级配、水灰比以及坍落度也影响着其含气量，我们今天重点研究的是混凝土的搅拌方式及其参数变化对含气量以及孔结构造成的影响，如果在搅拌混凝土的过程中施加振动，在振动源的位置比较合适以及一定的振动频率和振幅下，混凝土的含气量会有明显的增加，而在硬化之后混凝土的抗压强度也有了很大程度上的提高，所以增加混凝土的含气量、改变其孔结构除了可以利用添加引气剂的方法之外，还能通过改变混凝土的搅拌方法来满足其含气量的抗冻要求，不仅经济方便，还能避免添加引气剂时其化学作用对缓凝土的性能产生的负面影响。

一、搅拌方式对混凝土含气量以及孔结构的影响试验

（一）试验样机

在不同振动参数条件下，试验样机能够对新拌混凝土含气量的变化进行有效研究，不过在此基础上还要与普通的搅拌方式进行对比分析，明确不同的搅拌方式对混凝土含气量产生的影响，所以试验样机要具备普通双卧轴搅拌机的搅拌功能，同时能够在振动搅拌过程中完成振幅和频率等参数的变化。此外，为了符合搅拌装置参数变化的要求，试验样机必须能够进行更换。

在试验中除了运用双卧轴搅拌机技术外，还要设计运用双卧轴振动搅拌试验样机，实现激振器与搅拌机构的一体化，边搅拌边振动搅拌叶片，通过振动轴上套接的偏心轴承座实现偏心安装，利用振动轴的高速旋转使搅拌叶片及臂和搅拌叶片进行振动，拌和拌筒内的物料，根据力学原理对振动轴上的偏心块进行动平衡设计，确保其在高速旋转时，降低振动对搅拌设备以及其他零部件的影响，因为拌筒内的物料能够在搅拌过程中产生较大范围的循环流动，所以所有的物料都能收到良好的振动作用。

（二）试验材料及其配合比

试验混凝土的强度等级是C20，试验中采用的水泥是普通硅酸盐水泥，其强度等级为32.5 R，细骨料采用中砂，粗骨料采用5—40 mm 连续级配碎石，水泥强度富余系数为1.00，强度标准差为4 MPa，配置强度为10126.2 MPa。

（三）试验方法

用气压式含气量测定仪测定新拌混凝土的含气量；ΔＭ即砂浆重度相对误差＜0.8%、ΔＧ即粗骨料质量相对误差＜5%时为合格品，ΔＭ与ΔＧ的数值越小，其均匀性也就越好。混凝土试件的尺寸为150×150×150 mm，要按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）规定的方法成型，拆模需要其在空气中静养24 h 后才能进行，拆模后将其移入标准养护室内进行养护，直到其达到规定龄期，才能对硬化混凝土试块的抗压强度进行测试，测试的指标为标准差σ、强度平均值ｆ以及离差系数CV。

运用样机对普通强制搅拌方式与振动搅拌方式分别进行试验，获取试验结果，对不同搅拌方式以及添加引气剂的混凝土含气量进行分析和总结，研究振动搅拌的方法以及及其工作参数对混凝土含气量和强度的影响，得出振动搅拌对混凝土含气量和强度的影响规律和机理。

二、试验结果分析

振动搅拌的振幅 A也就是偏心轴套偏心距需要在1～2 mm 中取出相应的5 组值；同时将频率范围在 120～250 s－1，取出5组值，从而形成25组不同的搅拌参数，D即振动强度为Aω2/g，它主要在2.23—12.15 之间进行变化。振动强度的变化对混凝土的含气量有着显著的影响。

（一）混凝土的搅拌方式与其含气量之间的关系

如果搅拌机的振动强度增大，混凝土含气量也会增加，但是如果持续增大其振动强度，混凝土的含气量会减小。当振动强度大于4时，新拌混凝土的含气量会达到3%—3.5%左右，当振动强度达到4—8 h后，混凝土的含气量会比较高，这种现象说明在一定的振动强度下，混凝土的含气量会有所增加，但是过大的振动强度会改变其孔结构，导致其气泡逸出，降低混凝土的含气量。在一些暴露不明显的建筑工程中，为了使其达到一定的耐久性要求，混凝土的含气量一般应该为大于 3%。在振动搅拌方式下，3%—3.5%之间的含气量也会达到良好的混凝土抗压强度值，如果混凝土的抗压强度较高，其含气量也应该相对较好，以满足建筑工程对引气量的要求。

（二）混凝土的搅拌方式与其孔结构之间的关系

孔结构是混凝土最重要的微观结构性能，应该采用压汞法试验并测试各参数

下的孔结构，通过研究掺加引气剂以及振动搅拌对混凝土孔结构的影响，同时和普通搅拌下的情况进行对比分析，可以得出以下结论：

1.采用普通强制的搅拌方式时，其孔隙直径大于10 μm 的孔比率比较高，所以对混凝土的强度以及耐久性造成的不良影响也比较大。

2.采用振动搅拌时，混凝土中的孔分布与孔级配明显得到改善，孔隙直径尺寸也在不断减小，小孔量增加，大孔量减少。这说明振动搅拌不仅提高了混凝土的含气量，还没有对混凝土内部大空隙的数量造成影响，增加的含气量主要体现在凝胶孔隙与毛细孔隙上，在很大程度上提高了混凝土的强度和耐久性。

3.添加引气剂的方法会改善混凝土的孔级配，提高混凝土中小孔隙的比率，降低其大孔隙的比率，孔隙直径的分布范围在1 —10μm 之间，这说明添加引气剂的方法也能在一定程度上提高混凝土耐久性，但增加了接近 10 μm 的孔的数量，所以降低了混凝土的强度。

4.掺入引气剂的方式与振动搅拌的方式能够在改善混凝土孔结构方面实现良好的优势互补，掺入引气剂能够增加孔径为1—10 μm 的气孔，而振动搅拌能够增加孔径为1 μm以下的孔隙，所以可以在加入引气剂的同时采用振动搅拌的方式，有效改善混凝土中的孔结构状况，实现良好的引气效果。

结语：

综上所述，通过比较分析不同的振动方式对缓凝土含气量的影响，可以得出除了采用掺加引气剂的方法来提高混凝土的含气量之外，还可以通过合理的振动搅拌方式来实现混凝土含气量以及强度的增加，在搅拌设备的搅拌叶片对物料进行强制搅拌的过程中，还可以改变其搅拌方式，使其含气量保持在3.5％左右的范围内，同时振动搅拌方式与参加引气剂的方法相比，能够有效改善混凝土水泥水化浆体以及过渡层的显微结构，促进其孔级配和孔结构的良好分布，提高混凝土的质量，延长建筑物的使用寿命。

参考文献：

[1]夏红娟,许荣水.探讨搅拌方式对混凝土含气量及孔结构的影响[J].城市建筑,2013(14)

[2]付昌会,冯忠绪,张磊.搅拌方式对混凝土含气量及孔结构的影响[J].郑州大学学报（工学版）,2011(2)

[3]冯忠绪,赵利军.搅拌方式对混凝土含气量与耐久性的影响[J].工程机

械,2014(2)

[4]董娟,段志善,陈凯等.混凝土振动搅拌机械中振动与搅拌结合方式的分析[J].建筑机械(上半月),2009(2)