【名企】关于振动搅拌技术的研究

桂

强

土木公司

局基础设施部前言Preface

Page了解到一些水稳和箱梁混凝土相关难题：1.

设计的水稳水泥用量较高；（底基层：3.5%，基层：4.5%。42.5水泥）2.

冬季强度发展较慢，取芯龄期较长（15天）；3.

由于气温，养护等原因，水稳裂纹易出现；4.

箱梁混凝土冬季施工早期强度发展较慢，影响梁场周转效率。为了能够解决或缓解以上问题，提出振动搅拌技术，和大家汇报。目录Contents

Page第一部分普通搅拌机理解析第二部分第三部分第四部分振动搅拌优势分析国内应用情况经济效益分析目录Contents

Page第一部分普通搅拌机理解析第二部分第三部分第四部分振动搅拌优势分析国内应用情况经济效益分析第一部分

普通搅拌机理解析物质运动方程：改进后：机械力作用对流扩散作用第一部分

普通搅拌机理解析搅拌过程材料均匀性模型：Lee,Roberto

and

Ronald

2001阶段1：拌和主要是靠物料的循环流动来实现。搅拌过程在宏观水平进行，扩散不明显。阶段2：扩散分布加快，循环流动与扩散运动在拌和中起的作用趋于相近，各组分重新分布已在微观水平上进行。①

②②①阶段3：循环流动作用不大，扩散运动起主要作用。②①水稳、混凝土等混合料通过该3阶段达到“均匀”第一部分

普通搅拌机理解析水稳、普通搅拌

×2000再者，把新拌水泥浆放在显微镜下观察，会有10-30%的水泥出现聚团现象，并未均匀分散在水中。-（Chen,2012；Charonnat,2007)这部分水泥能否节约出来？怎么节约？目录Contents

Page第一部分普通搅拌机理解析第二部分第三部分第四部分振动搅拌优势分析国内应用情况经济效益分析第二部分

振动搅拌优势分析传统的静力搅拌存在以下缺陷：①速度梯度缺陷

②低效率区域缺陷vmaxR胶凝材料抱轴现象严重，靠近轴心处线速度小，搅拌不充分。成为低效率区域。振动搅拌：在搅拌的同时施加振动作用。比普通搅拌机搅拌频率高，同时搅拌装置每分钟释放1500次以上振动弹力波，搅拌装置每次对混合料撞击能量达到静力搅拌机至少10倍以上，水泥等细集料充分弥散，水泥水化更加充分，水泥水化产物与骨料表面牢固粘结。第二部分

振动搅拌优势分析振动搅拌微观均匀：各种集料、胶凝材料、水分均匀分布水化更充分第二部分

振动搅拌优势分析扫描电镜下，水泥聚团效应对比

（3d

水稳）振动搅拌下水泥聚团现象明显更少。第二部分

振动搅拌优势分析优势1：破坏水泥团颗粒。增加参加水化反应的水泥比例；（“有效水胶比”

提高）优势2：净化骨料表面，增加过渡区强度，提高材料强度；（“除尘”）Feng

2015第二部分

振动搅拌优势分析Shi

2016相同水泥剂量，强度高出20%。相同强度，水泥含量降低0.5%第二部分

振动搅拌优势分析Feng，20151.

振动搅拌强度＞普通搅拌2.C30振动搅拌接近C40普通搅拌第二部分

振动搅拌优势分析优势3：优化气相生成物的质量和数量；（改善流动性，增加可泵性）振动搅拌>

普通搅拌第二部分

振动搅拌优势分析优势4：减少取芯断根可能，以及后期裂纹的产生Zhang，2013振动搅拌原生裂纹较少，产生裂缝的几率减小，降低返工的可能性。第二部分

振动搅拌优势分析Feng，2015取芯结果：振动搅拌：完整，连续；普通搅拌：可能会有断根现象振动搅拌普通搅拌目录Contents

Page第一部分普通搅拌机理解析第二部分第三部分第四部分振动搅拌优势分析国内应用情况经济效益分析第三部分

国内运用情况-水稳1.辽宁省抚顺平桓线2016年7月15日完成试验路施工7d无侧限抗压强度达到5.8MPa水泥用量：2.0%变异系数：6.9%第三部分

国内运用情况-水稳2.禹州至襄阳县某标段水泥含量从5%降至4%，且粘聚性得到改善普通搅拌振动搅拌第三部分

国内运用情况-水稳3.河南省驻马店市G107公路改扩建项目目标：3%，实际：3.2%第三部分

国内运用情况-水稳试验论证：第三部分

国内运用情况-水稳试验论证：第三部分

国内运用情况-水稳4.河南台辉项目设计：325水泥，底基层3.5%，基层4.5%。（设计偏低）调整：底基层3.0%，基层3.8%第三部分

国内运用情况-水稳12新乡市西环路城市道路拓宽改造11121314151617181920山东省S213蓬水线莱阳境项目滨州市S247乐胡线改建项目黑大公路拜泉至明水A20标黑大公路明水至青冈A4合同段黑大公路青冈至兰西A8合同段黑大公路A17标段（克东县）黑大公路A23标段（拜泉县）黑大公路A9标段（青冈县）黑大公路A25标洛阳新安310国道改扩建工程国道107线驻马店境改建项目34G304沈彰开发大道改扩建工程张承高速项目56G310线灵宝焦村至豫陕界段改造工程S248线南召县段公路改建工程S248NZ-1标浙江省杭新景高速公路第24标789S327永城境马桥至永夏交界段改建工程省道103线禹州段改建工程第六合同段10黑大公路22标段第三部分

国内运用情况-水稳序号目录名称标准代号页码32361969公路桥涵振动搅拌水泥混凝土施工技术指南12345678DT

02/T00001-2016DT

01/T001-2016振动搅拌耐久型水泥稳定碎石设计施工技术指南德通振动搅拌技术国内应用成果汇编河北省地方标准DB13/T2470-2017水泥混凝土振动搅拌机应用项目水泥稳定碎石振动搅拌机应用项目4102稳定土振动搅拌理论、关键技术研究豫科鉴委子【2016】第129豫科鉴委子【2016】第130及600/h设计研发与应用混凝土振动搅拌理论、关键技术研究2及1m3设备研发与应用一些地方政府将其制定为标准第三部分

国内运用情况—混凝土1.北京建筑大学混凝土耐久性项目振动搅拌振动搅拌普通搅拌普通搅拌北京建筑大学

乔卫明

2017第三部分

国内运用情况—混凝土2.某省公路项目平均值（MPa）振动平均值（MPa）设计强度等级龄期7d水泥标号

试验日期P.o

52.5

2015.11.18水泥标号

试验日期P.o

52.5

2015.12.1普通C6053.948.2平均值（MPa）振动平均值（MPa）普通设计强度等级龄期C6028d70.462.5第三部分

国内运用情况—混凝土中铁十七局集团第一工程有限公司2015.11.252015.12.31广东省云湛高速

标TJ4混凝土混凝土广东阳江中铁十七局集团贵州新安区中心大道1标项目经理部中国铁建十七局集团六盘水至威宁（黔滇界）高速公路LWTJ-2合同段贵州六盘水四川达州成都华川公路建设集团有限公司2016.6营达高速

标17混凝土混凝土成都华川公路建设集团有限公司湖南怀化市芷江镇2016.7.2湖南怀芷高速五工区成都华川公路建设集团有限公司湖南怀化市芷江镇2016.7.23混凝土湖南怀芷高速四工区成都华川公路建设集团有限公司湖南怀化市罗旧镇2016.8.172016.8.23混凝土混凝土湖南怀芷高速二工区湖南怀芷高速一工区成都华川公路建设集团有限公司湖南怀化市罗旧镇第三部分

国内运用情况—混凝土2016.7.282016.8.232016.9.12016.9.5山推建友机械股份有限公司混凝土混凝土混凝土混凝土平赞高速公路项目河北石家庄河北石家庄四川达州中国建筑股份有限公司（河南同达路桥有限公司）平赞高速公路项目经理部十一分部成都华川公路建设集团有限公司营达高速八标段营达高速一标段成都华川公路建设集团有限公司四川南充西阜高速公路（石家庄段）项目2016.9.192016.9.21山东省显通安装有限公司山推建友机械股份有限公司混凝土混凝土河北石家庄河北石家庄平赞高速公路项目2016.9.52016.9.192016.8.10山推建友机械股份有限公司廊坊中建机械有限公司中建路桥集团有限公司混凝土混凝土混凝土平赞高速公路项目平赞高速公路项目平赞高速公路项目河北石家庄河北石家庄河北石家庄第三部分

国内运用情况—混凝土桥梁客户名称产品类型时间应用工程地点商登高速二标（郑州境）跨南水北调渠特大斜拉桥2014.9.2河南省公路工程局混凝土混凝土河南郑州国道234焦作至荥阳黄河大桥郑州市昌利机械制造有限公司（江西通威公路建设集团有限公司）2016.9.23及连接线工程土建施工河南焦作JZDQTJ-5标水利时间客户名称产品类型混凝土应用工程地点2013.9.6许昌水利建筑工程有限公司襄县北汝河橡胶坝工程河南许昌管桩客户名称产品类型混凝土时间应用工程管桩地点2015.6.27许昌市四方电力器材有限公司河南许昌机场客户名称产品类型混凝土时间应用工程地点甘肃路桥第三公路工程有限公司中川机场及出口公路立交改造工程2016.11.2甘肃兰州目录Contents

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经济效益分析以武汉城市圈项目为例：主线除去桥涵全长46