混凝土振捣密实性研究进展

混凝土振捣工艺效果是影响成型质量的主要因素,但实践中仍以经验判断为主,缺乏可行的理论指导和科学量化的评价判据.针对拌和物振捣施工,从振捣密实理论、密实性影响因素、拌和物成型质量评价以及信息化工艺等方面,阐述了混凝土振捣施工的现状与技术进展,分析了振捣理论与应用存在的问题,展望了数字振捣技术的发展方向.

砼结构二次振捣持续时间与介入时间的确定及控制方法

砼结构二次振捣工艺是混凝土施工中的重要环节,它对于提高混凝土的密实度、减少混凝土内部的孔隙和裂缝具有重要作用。然而,如何确定二次振捣的持续时间和介入时间,确实是一个困扰施工人员的难题。作为砼二次振捣工艺的核心要素,持续时间和介入时间的确定直接影响到施工效果和结构安全。本文将深入探讨这两个问题,旨在帮助相关行业人员更好地理解和掌握砼二次振捣工艺的控制方法。

基于QZD-160型气动振动器的混凝土振捣工艺试验研究

针对预应力复合衬砌施工中因结构中钢筋和钢绞线密集而导致的狭小空间内混凝土浇筑振捣困难的问题,提出在钢模台车背面附着气动振动器。为明确气动振动器的可行性与适用性,基于QZD-160型气动振动器开展了预应力复合衬砌拱顶和拱腰区域的模型试验,通过断面目测、超声波检测和钻孔取芯等手段明确了该设备的作用深度、作用半径及运行风压等关键参数。结果表明,当单台QZD-160型气动振动器的运行风压为0.6 MPa时,其作用深度不小于0.55 m,作用半径约为0.9 m;建议将振动器在钢模台车上按等边三角形交错布置,并将环向和纵向的间距均控制在1.5 m内,且振动器运行风压需达0.6 MPa以上。

砂浆试件强度与振捣时间关系的研究

砂浆试件较小、种类多,砂浆试件制作标准增加了难度,进而砂浆试件28d的标养强度不能很好反映材料的真实强度情况,尤其对于使用不同品种较多的项目,砂浆试件不合格会带来诸多不便,研究分析了在砂浆试件制作中最重要的振捣因素对砂浆试件强度的影响状况,进而找出规律,避免更多的试件不合格。

预制空腔模壳免支模免振捣构造柱-圈梁一体化技术研究

传统二次结构采用分层现浇方式进行施工,存在振捣质量难以保证、外观成型质量不稳定、入模口范围内密实度较差、施工效率低、成本高等问题。研究分别采用预制免拆模空腔模壳拼接成构造柱和圈梁,在构造柱和圈梁相交部位设置连接模壳,并在形成的构造柱和圈梁模壳内部顶升自密实混凝土,从而完成构造柱–圈梁一体化施工,解决了传统施工方法存在的上述问题,故该技术具有推广价值。

预制箱梁自动化液压模板及振捣系统

为了解决常规混凝土浇筑和人工振捣工作强度高、作业主观性强的问题,文章采用整体液压模板和自动化振捣来提高施工效率、降低劳动强度,并提高预制成品质量。振捣施工的全过程,是通过智能振捣监控系统实现振捣质量的精确评估。研究成果为徐丰公路快速化改造工程的预制箱梁制作实现无人化作业、精细化质量控制提供了新的思路,为类似工程提供参考。

沥青路面高密实振捣压实传递特性研究

为了提高沥青路面的摊铺密实度,需要研究摊铺机振捣机构对混合料的压实传递特性。针对振捣装置与材料组成的动力学压实系统,考虑摊铺下承层材料特性建立了振捣机构-沥青混合料相互作用动力学模型,提出压实传递力和压实传递率的理论计算方法。将振捣压实过程中的压实传递力作为振捣机构压实能力参数、压实传递率作为振捣压实效率参数,研究振捣频率、沥青混合料特性和下承层刚度对振捣压实传递特性的影响规律,得到了沥青路面高密实摊铺的振捣工作参数范围。基于振捣压实传递特性参数,探讨振捣压实传递力和压实传递系数与密实度之间关系,并进行仿真分析和试验研究。研究结果表明:振捣频率为最大振捣频率的10%(4 Hz左右),密实度出现第一个峰值点87%,之后密实度逐渐减小,在振捣频率百分比为45%(15 Hz左右)时,到达密实度低谷段84%后又逐渐增大,振捣频率百分比为65%(22 Hz左右)达到密实度第二个峰值点88%,密实度和振捣压实传递力理论计算结果之间存在对应关系。在小于振捣频率22 Hz的范围内,振捣压实传递力可以作为摊铺密实度变化的特征参数。研究结果可为摊铺机实现对铺层混合料的高效压实提供依据。

辅助振捣对自密实重晶石混凝土离析的影响

为了研究辅助振捣对自密实重晶石混凝土离析的影响,以振捣棒电压(70 V、85 V、100 V)、振捣时间(6 s、8 s、10 s)及插入深度(100 mm、200 mm、300 mm)三个因素设计了正交试验。在内径和深度均为300 mm的检测筒内进行分层离析试验,试验采用两种辅助振捣方式(第一种插拔静止状态下的振捣棒、第二种插拔振动状态下的振捣棒),并对结果进行了评价与分析。结果表明:采用第一种振捣方式时,电压70 V、振捣时间6 s、插入深度200 mm为最优振捣参数,自密实重晶石混凝土的离析最小;不同粒径粗骨料的离析有明显区别,粗骨料粒径越大,离析越大;采用相同振捣参数,第二种振捣方式比第一种振捣方式下的自密实重晶石混凝土离析更大。

一种水田碎土压茬振捣式提浆机的设计与试验

传统水田耕整地过程需要进行旋耕、泡田、搅浆作业,待一段时间土壤浆层沉淀后才可以进行插秧作业。这种耕作方式既浪费大量的水资源,又因多次重复进地作业浪费了大量的农机资源,消耗了大量的宝贵农时。为了解决以上问题,设计了一种水田碎土压茬振捣式提浆机,以配置在机器前端的碎土辊总成或打浆刀总成实现水田的碎土压茬作业,以配置在机器后端的液压马达系统带动振捣提浆装置实现水田振捣提浆作业,可以一次性完成碎土、根茬压埋、土层起浆和浆层创制等作业环节,耕作完成后满足水田插秧地况要求,可直接进行插秧作业。该机型仅需少量泡田水甚至“花达水”即可进行作业,能够一次性完成泡田后的全部水田整地过程,在大量节约灌溉用水的同时,减少了农机资源和其它人力物力资源的浪费,节约农时,事半功倍。

流变学与混凝土振捣原理

一、引言多年来,振捣几乎已用于各种类型的混凝土结构和制品。然而,对混凝土振捣原理的了解极为有限,因为振捣、压实混凝土要涉及动力压实原理与新浇混凝土的流变性质,以及实际采用的振捣方法、设备。即使应用最新科学知识,仍难从理论上来分析这种动力作用过程。本文通过测试,分析了混凝土振捣的一般规律,并提出了最常用的各种振捣方法——插入式振捣、表面振捣、模板振捣与台式振捣(图1～4)的适用范围。

高流态免振捣全再生骨料混凝土在深基坑肥槽回填中的应用研究

针对砖渣含量高的再生骨料混凝土坍落度小及坍落度经时损失大的问题,通过对再生粗骨料预湿以及调整外加剂组分等方法,研发出了高流动性免振捣的全再生骨料混凝土,并将其成功地应用到了南飞鸿广场项目基坑肥槽回填中,解决了传统方法基坑肥槽回填夯实难的问题。高流态全再生骨料混凝土中粗细骨料都采用再生骨料,再生材料比例达85%以上,且具有场地要求低、免振捣、稳定性好、施工速度快等优势。高流态免振捣全再生骨料混凝土的应用找出了一条低品质建筑垃圾大批量资源化、高附加值利用的有效途径,具有显著的环境效应和经济效益及广阔的工程应用前景。

1ZS-4200型水田振捣起浆平地机的设计与试验

针对水田耕整农艺要求,设计了一种能够一次作业完成碎土、根茬压埋、根系生长土层起浆以及平地等多道工序的水田振捣起浆平地机,主要由机械传动装置、机械式高频激振机构、圆弧埋茬梳齿、船型拖板以及新型隔震传动装置组成。通过分析确定了机械传动装置参数,并设计了水田振捣起浆机的机械式高频激振机构和圆弧埋茬梳齿。田间试验表明:当机械式高频激振机构的激振频率为43Hz、机具前进速度为3km/h时,埋茬率为90.6%,平整度为20mm,泥浆度为1.30g/cm 3,综合指标达到最佳,满足水田耕整的农艺要求。

大吨位振捣平台在预制桥梁中的运用研究

为有效提高预制构件的质量,解决混凝土浇筑过程中的余留空隙、气泡,以及砂石和水泥分离等问题,常采用大量人工在浇筑过程中应用插入式振捣棒进行振捣作业。传统人工插入式振捣作业存在效率低、范围小、施工工艺一致性差、振捣工艺参数可控性差等问题,因此急需研发一种智能高效大吨位振捣平台。该智能振捣平台振捣参数可视可控,构成无人化生产线工位,可搭配其他配套设施完成产线整体无人生产。基于深汕西高速改建项目进行了理论研究及实践运用,结合现场生产状况,详细叙述大吨位振捣平台的主要结构、技术参数及设备实际使用情况。同时,大吨位振捣平台在预制桥梁中的运用为国内首次,可供后续工程参考创新。

振捣作用下新拌混凝土流变性和气泡结构研究

振捣是混凝土密实成型的重要手段,振捣效果直接决定了混凝土成型后的力学性能和耐久性能。本文提出了基于斯托克斯定律、适用于振捣作用下新拌混凝土流变性的测试和评价方法——拉球法,分析了静态下该方法与流变仪所测流变参数的相关性,论证了其评价新拌混凝土流变性的可靠性。结果表明,拉球法与流变仪所测塑性黏度和屈服应力具有良好的线性相关性。振捣可使近振源处浆体的黏性阻力降低90%以上,并且可以有效排出新拌砂浆中的较大气泡(孔径大于500μm)而保留微小气泡(孔径小于200μm)。高引气剂掺量下振捣排出较大气泡的作用效果更强,当引气剂掺量由0.015%增大至0.030%(质量分数)时,孔径在[500,1000)μm的气泡含量降幅由31.0%增大至84.8%,孔径在[1000,2000)μm的气泡含量降幅由10.3%增大至36.4%。

免振捣自密实混凝土的配制技术及工程应用研究

文中研究了砂率、粉煤灰和矿渣粉以及石灰石粉的适宜掺量对自密实混凝土工作性能的影响,试验结果表明,胶凝材料用量520 kg/m^(3),掺13.8%的粉煤灰、30%的矿渣粉、8%的石灰石粉,砂率控制在0.53,可以制备出C40免振捣高强自密实混凝土,工程应用效果较好。

基于电阻率法的混凝土振捣离析程度研究

施工现场的混凝土振捣效果控制对工程质量十分重要,目前对振捣效果的评价主要集中于振捣对粗骨料的影响上,大部分研究所采用的硬化混凝土切片、湿筛以及图形处理方法存在原状结构破坏与评价滞后等问题,不符合实时振捣工艺需求。混凝土电阻率对骨料运动具有较高敏感度,并具备实时反馈、无损可靠等优点。因此,采用电阻率法分析试模内混凝土振捣过程离析情况,对比分析了试模不同部位电阻率数据与粗骨料含量变化关系。结果表明二者变化趋势高度一致,并基于电阻率数据得到了可以区分拌合物流动性的平均离析参数,拌合物的平均离析参数数值越高,振捣过程中的离析程度也越强;基于多孔介质导电率模型与实测电阻率,计算所得混凝土粗骨料孔隙率之比与实测数据误差小于5.96%,证明采用电阻率法可准确预测混凝土振动过程中不同位置时点的粗骨料孔隙率比,进而评价振动骨料分布均匀性,为现场无损评价振捣效果提供了新方法。

辅助振捣后自密实重晶石混凝土表面气孔特征

核电站施工环境复杂,不便于进行二次施工,对混凝土质量要求高,因此期待混凝土不仅具有良好的防辐射性能,同时可以达到清水效果。为了有效地探究辅助振捣对自密实重晶石混凝土表面气孔的影响,采用25振捣棒通过改变振捣时间及电压制备了不同振捣状态下的自密实重晶石混凝土试块,养护后采用数码相机对混凝土试块表面进行拍照,获得混凝土表面图像,并结合图像分析软件Image-pro Plus对混凝土表面气孔进行分析处理,以获得混凝土在不同振捣方式下其表面气孔变化特点。分析结果表明:自密实重晶石混凝土表面气孔的最大孔径、表面积、数量等参数随辅助振捣时间及频率的增大的变化先减小后增大,混凝土表面气孔的平均孔径随辅助振捣时间及频率的变化一直降低,试块尺寸较大时混凝土表面气孔改善更加明显,证明辅助振捣在电压为70 V时间为8 s时混凝土表面气孔效果最好。

坝面钢筋网内混凝土振捣机器人轨迹规划

五自由度振捣机器人体积小、工作灵活,能完成钢筋网混凝土内的振捣施工作业。建立了机器人的坐标系统,基于几何法推导了机器人的运动学模型,实现了机器人关节空间到驱动空间的映射。基于改进的正弦加减速方法规划了末端执行器在笛卡尔空间的轨迹。实验结果表明,所提方法能够保证机器人快速准确地伸入钢筋网混凝土内,且运动平稳、无冲击,验证了该振捣机器人轨迹规划的合理性。

全自动布料振捣钢模台车在隧道二衬施工中的应用研究

在高速路网不断健全的情况下,高速公路隧道建设项目也出现了大幅增加的态势,而且,由于对其进行了大量的理论探索和大量的实际工作,现有的二衬施工技术已经有了很大的发展。针对这一现状,本文结合隧道二衬施工,从结构优化和钢模施工两个角度,对钢模台车过程进行了系统的论述。

基于实时监控的混凝土坝振捣施工质量动态评价研究

混凝土坝仓面振捣质量评价是混凝土坝施工质量控制的重要手段。传统方法采用事中人工经验控制振捣参数与事后有限的钻芯取样点检测相结合来控制混凝土坝振捣施工质量;此外,现有的振捣台车振捣监控研究中仅采用单个测距仪进行测距,且缺乏仓面振捣质量评价方法。针对混凝土坝仓面内振捣施工实时质量动态评价和反馈控制的挑战和难点,本文提出了基于双测距仪联合测距方案的混凝土坝振捣施工质量实时监控方法,并基于该方法建立了考虑混凝土特性参数不确定性的混凝土振捣质量动态评价模型,该模型主要包括以下内容:(1)引入"信息熵"理论对混凝土特性参数的不确定性进行量化分析;(2)在考虑参数不确定性的情况下基于随机森林算法提出了混凝土抗压强度动态计算方法,并将计算结果应用于混凝土坝全仓面振捣质量评价。将该模型与多元线性回归和人工神经网络算法建立的评价模型进行了对比分析,验证了本模型的一致性和优越性。应用本文提出的评价方法对我国某西南碾压混凝土坝工程仓面变态混凝土区域的振捣质量进行了动态评价,结果表明,该方法能够准确评价仓面混凝土振捣质量,为混凝土坝振捣施工质量控制提供了理论依据。