有限元在岩土工程中的应用 (3).pdf

1、弘毅明德 笃学创新长安大学姚运仕2019年10月24日高性能混凝土振动搅拌技术在江苏五峰山大桥工程的应用主 要 内 容五峰山大桥应用概况33振动搅拌机理及发展历程2混凝土工程的几点思考31结语4A A混凝土工程的几点思考Part A人工石与天然石的区别何在？1混凝土质量提升的空间在哪？2混凝土搅拌过程还能再强化吗？34浙江绍兴“八字桥”实用，美观，科学，耐久！5材 料？6人工石与天然石的区别何在？均匀+致密！水泥与骨料间的薄弱界面可消除吗*？7*Sidney Diamond.The patch microstructure in concrete:effect of mixing timeJ.

2、Cement and Concrete Research,35(2005)1014-1016.8水泥混凝土中气孔平均直径可再减小吗*？*H.S.Wong,A.M.Pappas,et al.Effect of entrained air voids on the microstructure and mass transport properties of concreteJ.Cement and Concrete Research,41(2011)1067-1077.9占比仅百分之几的添加剂弥散均匀了吗？10同样配比和技术指标前提下，水泥混凝土用水量，可再减小吗？11特种混凝土中的纤维怎样分散

3、最均匀？传统搅拌（静力）技术的缺陷12传统搅拌机的搅拌运动方式：周向运动轴向运动径向运动以上三种运动的复合作用满足宏观均匀性的要求，却不能让细微尺寸的“粘结料团粒”充分弥散。现有搅拌设备的不足之处“裹覆式”对流只能保证宏观均匀13搅拌速度受限，搅拌时间较长存在速度梯度和搅拌低效区微观匀质性较差，界面联结强度较低什么是微观均匀水泥颗粒380m，粉煤灰颗粒45m左右水滴最小直径20m，添加剂用量更少、颗粒直径更小以上各种细集料粘结料颗粒均匀分布才是微观均匀！14微观均匀才能有更好的力学性能！B B振动搅拌机理及发展历程Part B振动搅拌机理1617振动搅拌振动搅拌=宏观宏观对流对流运动运动+微观

4、微观扩散扩散运动运动拌 匀拌 透18有效施加振动能量，保证宏观和微观质量理论创新，形成技术平台振动能量定向传播，提高能效和可靠性结构创新，推动产业化发展振动、搅拌实现一体化，宏观和微观同步均匀动平衡技术，仅搅拌装置振动，拌缸和机架等不振19振动搅拌与普通搅拌微观对比普通搅拌SEM振动搅拌SEM2021振动搅拌与普通搅拌宏观对比普通搅拌振动搅拌世界振动搅拌技术发展史221931年2009年1992年苏联德国等国外科学家发现混凝土微观重大缺陷START1972年2012年2014年2015年2016年2017年苏联探索“普通振动台+小搅拌机”冯忠绪教授开启世界振动搅拌技术研究新时代西安德通创立并开

5、启振动搅拌技术工业化进程世界首台混凝土振动搅拌机由西安德通研制成功全球首台水泥稳定碎石振动搅拌机由德通研制成功振动搅拌水泥混凝土开始提升我国高速铁路工程质量水泥混凝土、稳定土振动搅拌机开始全国大规模应用特种混凝土专用振动搅拌设备开始工程应用2018年-德通振动搅拌技术开始服务“一带一路”2319951995年年19961996年年19971997年年连续式连续式旋振式旋振式立轴强制式立轴强制式单卧轴强制式单卧轴强制式双卧轴强制式双卧轴强制式20062006年年20012001年年243030年黑发积霜，产学研开花结果！振动搅拌技术为砼行业打造全新技术平台25水泥混凝土振动搅拌机系列振动搅拌技术

6、为砼行业打造全新技术平台26稳定土振动搅拌机系列C C五峰山大桥应用概况Part C28203m世界荷载最大的公铁两用悬索桥五峰山大桥交通部重点工程-五峰山大桥29世界荷载最大的公铁两用悬索桥五峰山大桥30五峰山新拌混凝土对比*普通搅拌振动搅拌工程名称江苏五峰山过江通道公路接线工程WFS-4标段浇筑部位梁区基础砼强度等级C30试验名称拌合物性能测试试验时间2018.8.24取样地点项目名称搅拌方式振动搅拌普通搅拌拌和站塌落度（mm）220210拌和站扩展度（mm）410390350370400360拌和站含气量1.2%1.4%0.8%1.2%1.3%1%*感谢五峰山项目部、中铁四局、中交二公局

7、、中交二航局、无锡交建等提供试验数据。31C30混凝土抗压强度对比C30砼，在原材料组成与配合比相同的条件下，分别在不同日期进行了4次重复性对比试验；振动搅拌混凝土与普通强制搅拌混凝土相比，强度增长普遍在10%以上，离差系数降低显著。1516171819202122WFS4-1WFS4-2WFS4-3WFS4-4振动搅拌普通搅拌20222426283032WFS4-1WFS4-2WFS4-3WFS4-4振动搅拌普通搅拌7d抗压强度/MPa28d抗压强度/MPa1.52.53.54.55.56.57.58.5WFS4-1WFS4-2WFS4-3WFS4-4振动搅拌普通搅拌7d强度值离差系数/%0

8、246810WFS4-1WFS4-2WFS4-3WFS4-4振动搅拌普通搅拌28d强度值离差系数/%32C40混凝土抗压强度对比12345678WFS3-1WFS3-2振动搅拌普通搅拌7d强度值离差系数/%C40砼，在原材料组成与配合比相同的条件下，分别在不同日期进行了2次重复性对比试验；振动搅拌混凝土与普通强制搅拌混凝土相比，强度增长普遍在8%以上，离差系数明显降低。4244464850525456WFS3-1WFS3-2振动搅拌普通搅拌7d抗压强度/MPa525456586062646668WFS3-1WFS3-2振动搅拌普通搅拌28d抗压强度/MPa00.511.522.533.544.

9、5WFS3-1WFS3-2振动搅拌普通搅拌28d强度值离差系数/%33C50混凝土抗压强度对比0123456789WFS3-1WFS3-2振动搅拌普通搅拌012345WFS3-1WFS3-2振动搅拌普通搅拌7d强度值离差系数/%28d强度值离差系数/%C50砼，在原材料组成与配合比相同的条件下，分别在不同日期进行了2次重复性对比试验；振动搅拌混凝土与普通强制搅拌混凝土相比，强度增长普遍在8%以上，离差系数明显降低。565758596061626364656667WFS3-1WFS3-2振动搅拌普通搅拌7d抗压强度/MPa58606264666870WFS3-1WFS3-2振动搅拌普通搅拌28d

10、抗压强度/MPa34C55混凝土抗压强度对比0123456WFS4-1WFS4-2振动搅拌普通搅拌12345WFS4-1WFS4-2振动搅拌普通搅拌7d强度值离差系数/%28d强度值离差系数/%C55砼，在原材料组成与配合比相同的条件下，分别在不同日期进行了2次重复性对比试验；振动搅拌混凝土与普通强制搅拌混凝土相比，强度增长普遍在8%以上，离差系数明显降低。5456586062646668WFS4-1WFS4-2振动搅拌普通搅拌7d抗压强度/MPa6065707580WFS4-1WFS4-2振动搅拌普通搅拌28d抗压强度/MPa35C55混凝土不同搅拌时间下抗压强度对比C55砼，在原材料组成与

11、配合比相同的条件下，分别进行了3种不同工况下的对比试验；振动搅拌混凝土与普通强制搅拌混凝土相比，搅拌时间缩短27%，强度值基本一致；同时，离差系数显著降低。36桥面铺装钢纤维混凝土案例同类中断面世界最宽-清远北江四桥超高性能混凝土铺面设计寿命100年直径0.2mm，长度15mm，掺量10%，强度150MPa37保利长大桥面铺装钢纤维混凝土案例直径0.2mm，长度15mm，掺量10%，强度150MPa38桥面铺装钢纤维混凝土案例39振动搅拌技术部分合作单位振动搅拌技术已应用至3030个省200200余个公路项目，河南、河北、浙江、广东、江西、广西、山东、重庆和海南1414个省份开始或者已建立地方性标准或工法。40振动搅拌技术部分合作单位41振动搅拌技术部分合作单位42D D结语Part D43 研究和工程使用证明：高频振动与强制搅拌有机结合，强化了建筑材料的混合过程；通过改善材料的结构流变特性、激发本身潜能来提高性能，无负作用；改变了混凝土的固气液三相的结构关系，增强了混凝土结构的耐久性；改变了混凝土的细观与微观结构，从而提高了强度、工作性等多种使用性能。振动搅拌成本低，使用方便，便于实施，是提高建筑材料使用性能、提升工程品质的一种新理论、新方法和新技术。44振动搅拌感谢聆听，欢迎交流！45