搅拌设备设计讲座(第十四讲).pdf

啼 ◇搅拌设备设计讲座(第十四讲)◇ 混 凝 土 振 动 搅 拌 技 术 冰 长安大学 冯忠绪 江建卫 于丽娟 杜 占领 王卫中 摘 要：给出振动搅拌的概念及其作用，介绍近年来连续式振动搅拌机、旋转振动搅拌机、立轴周期式振动搅拌机 及双卧轴振动搅拌机的研究情况。研究证明，采用振动搅拌与强制搅拌相结合的方案，结构紧凑，可明显提高搅拌质量{： 和搅拌效率。 {： 关键词：混凝土 振动搅拌 强制搅拌 混凝土振动搅拌技术的研究已有七十多个年头 了，其显著特点是可强化搅拌过程，明显地提高搅拌 质量和效率。但由于多种原因，这项技术迄今未能 在工业生产中得到应用。本文将对这项技术的研究 状况 ，主要是笔者及其课题组的研究工作予以介绍。 1 振动搅拌的作用 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 1．产生圆周振动的激振器 2．搅拌叶片 3．隔振弹簧 面水化生成物向液相扩散的速度，使水泥水化加速。 4．产生直线运动的激振器 此外 ，还可净化集料表面，增加水泥和集料间的粘结 图1 连续式振动搅拌机试验原理 力。因此，振动搅拌能有效地提高混凝土质量和搅 产生直线运动的激振器4等组成。电机驱动皮带传 拌效率，使新拌混凝土的流动性也有所改善。 动，将动力传给一对参数相同的外啮合齿轮带动两 平行轴上的偏心块同步反向旋转，产生定向激振力。 2 国内外的研究状况 在激振力作用下，搅拌槽作定向直线振动，从而使搅 1930年，前苏联首先在普通搅拌机壳上使用了 拌槽内的混合料沿其底面向前运动。混合料在连续 附加激振器的方法来拌和水泥砂浆和预拌水泥浆 向前运动过程中，除频繁地相互碰撞、交叉混合外， 体；1937年用配有振动搅拌叶片的自落式搅拌机来 还不断经搅拌叶片分割、撒落和不断地改变着运动 生产水泥混凝土。2O世纪4O年代开始，美国、德国 速度和方向，并依靠叶片实现自落拌和。搅拌叶片作 和 日本等国也相继进行了振动搅拌技术的研究l1、2】。 为活化源，按要求应工作在共振状态。经过一定距 笔者及其课题组是从 1992年开始该项技术研 离，混合料逐步地拌和均匀。 究的，主要完成了连续式振动搅拌、旋转振动搅拌、 试验证明翻，该装置能够拌出符合国家标准的稳 立轴周期式振动搅拌、双卧轴振动搅拌等研究。 定土和水泥混凝土，拌和稳定土的生产率较高，单位 2．1 连续式振动搅拌机 产量的能耗为0．029kg~-·h／t，而 目前国外稳定土厂 图1为连续式振动搅拌机的原理图。它主要由 拌设备的这一指标值为O．1kg~-·h／t，节能明显；但拌 产生圆周振动的激振器 1、搅拌叶片2、隔振弹簧3、 和水泥混凝土时，由于混凝土组份间的黏滞力大，仅 基金项目：国家自然科学基金项 目 ～ 63～ 仅靠激振力作用，流动速度太慢，形不成强烈的对流 运动，生产率太低，这样就失去了工程应用价值。 2．2 旋转振动搅拌机 图2所示旋转振动搅拌机的工作原理是：激振 器 3上下两端的偏心块被调整成一夹角，两偏心块 产生的离心力和的合力将使物料绕振动搅拌槽2的 轴线旋转 ，而对物料的力矩将使其产生翻滚运动。 因此，在合力和合力矩的共同作用下，物料作循环的 螺旋运动，在运动中又经搅拌叶片不断地分割和撒 落。叶片的固有频率可设计成和激振频率相同，因