收藏本站 | 在线QQ客服 在线QQ:1145858733 | 联系我们
官方微博 官方微博 | 售后服务
24小时订购电话
| 我要咨询 在线咨询客服 | 在线留言 | 网站地图
分享到:

当前位置:首页 > 新闻中心 > 技术资料 公司新闻

稳定土振动搅拌机工业试验研究

来源: 时间:2018/6/27 10:14:30 点击:0

稳定土搅拌机是对路面基层材料连续拌和的成套专用设备,适用于普通公路、高等级公路、高速公路、城市道路、运动场、机场等的基层施工。目前,水泥稳定土基层混合料中的水泥含量普遍在5%左右,而混合料在搅拌机内的有效搅拌时间大约10s,很难使混合料尤其是水泥得到充分的搅拌。为了保证使用强度,实际生产中水泥含量普遍取上限值,这导致基层路面易出现裂缝;但若水泥含量取偏小值,则会因为搅拌不均匀导致混合料强度偏低,出现局部沉陷的现象。


振动搅拌是强化搅拌过程的有效方法之一,早在20世纪30年代,国外学者就将振动搅拌技术应用于水泥混凝土搅拌试验研究中。随后,国内学者也展开了振动搅拌技术的相关研究。国内外多项研究结果证实:振动搅拌能够显著改善混凝土的微观匀质性,提高混凝土强度及耐久性。在道路施工建设中,稳定土的搅拌质量直接影响着道路基层的施工质量。因此,本文在稳定土普通强制搅拌技术的基础上,以搅拌装置作为振动活化源设计制造产量为600t·h-1的稳定土振动搅拌机工业样机,并与普通强制搅拌进行工业试验对比。


振动搅拌机理


“振动搅拌”顾名思义是一种在搅拌的同时通过附加振动作用来强化搅拌的手段。搅拌过程中由于振动作用的存在,使混合料处于不断的震颤状态,增加了颗粒之间的有效碰撞次数,促进了水泥颗粒的水化反应,提高了混合料的强度。另外,由于振动作用,混合料间的粘聚力及内摩擦力随之减小,加强了搅拌装置对混合料的剪切和对流效果,减小了搅拌阻力,提高了混合效率及搅拌过程的稳定性。同时,振动作用还对骨料表面具有一定的清洁功能,加强了水泥浆体与骨料之间的粘结效果。


工业样机结构及工作原理


工业样机的结构及主要性能参数


工业样机是在现有连续式双卧轴稳定土搅拌机的基础上,将搅拌装置作为振动活化源,采用强制搅拌与振动强化相结合的方法,设计制造的稳定土振动搅拌机工业样机。


样机工作原理


样机搅拌传动装置采用双电机独立驱动,经过减速机减速后再通过同步齿轮实现搅拌装置同步反向运转,对投入到拌缸内的混合料进行强制搅拌;与此同时,振动传动装置也采用双电机独立驱动,通过皮带传动将动力传递给激振器,激振器与搅拌装置直接相连,将振动直接传递给搅拌装置,使得搅拌轴、搅拌臂及搅拌叶片均产生振动,这样混合料在受到搅拌装置强制搅拌的同时,也不断接受振动作用,使搅拌更加充分,提高了混合料的宏观及微观均匀性。


工业样机的主要特点是:以整个搅拌装置作为振动活化源,搅拌过程中边搅拌边振动,有效振动作用面积大,仅需要较小的振动强度即可使混合料得到足够的振动作用,提高了整机的可靠性。


搅拌站结构组成及工艺流程


搅拌站结构组成


现对河南省某稳定土搅拌站进行改造,在保留原配套设备的基础上,将普通稳定土搅拌机主机更换为稳定土振动搅拌机工业样机,主要包括配料机组、控制室、集料皮带输送机、稳定土振动搅拌机工业样机、粉料罐、成品料皮带输送机、储料斗等。


搅拌站工艺流程


配料机组根据级配要求对不同粒径的骨料进行独立计量,再通过集料皮带输送机将计量好的骨料输送至稳定土振动搅拌机工业样机内;与此同时,螺旋输送机将粉料罐内的粉料输送至工业样机,供水系统也将计量好的水泵入工业样机内;所有物料在工业样机内连续不断地从入料口到出料口,接受强制搅拌和附加振动双重作用。搅拌好的混合料通过拌缸出料口下方的成品料皮带输送机输送至成品料储料斗内,以备运输车辆装载并运输至工地。上述所有的控制及反馈信号均由控制系统调节完成。


样机工业对比试验


搅拌质量对比


工业样机搅拌传动及振动传动均采用独立的驱动方式,因此样机本身具有2种搅拌模式:一种是只开启搅拌驱动,这时样机进入普通强制搅拌模式;另一种是同时开启搅拌驱动及振动驱动,这时样机进入强制搅拌与附加振动相结合的振动搅拌模式。因此,仅用1台工业样机即可完成2种搅拌模式的对比试验,具有试验简单、设备投资小、结果数据对比性强等优点。


改造后的某工地现场采用的施工配合比为:9.5~31.5mm碎石30%,9.5~19mm碎石25%,4.75~9.5mm碎石15%,石屑30%,含水量4.5%。对水泥含量5%条件下普通强制搅拌和振动搅拌这2种搅拌模式进行对比,并在水泥含量为4%时进行振动搅拌的“减水泥”试验。试验结束后取样,在实验室内按《公路路面基层施工技术规范》(JTJ037—2000)要求进行7d无侧限抗压强度试验。


可知:水泥含量为5%时,普通强制搅拌试样7d无侧限抗压强度的平均值为4.73MPa;振动搅拌试样7d无侧限抗压强度的平均值为5.27MPa,相比普通强制搅拌提高了11.4%,且数据方差小,试样强度稳定性好,搅拌更均匀。


水泥含量为4%时,振动搅拌试样7d无侧限抗压强度的平均值为4.25MPa,相比水泥含量为5%时的普通强制搅拌平均强度减小了10.15%,且数据方差相同,试样强度稳定性相近。


由现行公路路面基层施工技术规范可知:对于道路质量要求较高的高速公路和一级公路,基层抗压强度为3~5MPa,因此,水泥含量降低为4%时,仍然满足规范要求。


搅拌电流对比


在前述水泥含量为5%的现场试验中,采用电流钳对样机振动搅拌和普通强制搅拌在正常工作过程中的实际电流进行了测试。


可知:振动搅拌与普通强制搅拌相比,工作电流平均值降低了5.6%,电流方差降低了39.6%。表明在振动作用下,物料作用于搅拌装置上的阻力有所降低,且搅拌过程更加平稳,提高了传动系统的可靠性,节约了能源。


摊铺及施工后现场取芯对比


现场摊铺离析现象。振动搅拌的混合料,由于细集料充分弥散,均匀粘附于骨料表面,骨料间位移摩阻力大幅减小,容易形成嵌挤架构,摊铺过程中不易离析。普通强制搅拌与振动搅拌现场摊铺情况的对比,普通强制搅拌混合料松散,存在较明显的离析现象,振动搅拌混合料相嵌紧密,离析现象得到明显改善。


施工后取芯对比。水泥含量是影响水泥稳定碎石强度的重要指标之一,随着水泥含量的增加,混合料的力学性质将得到显著改善;但水泥含量过大既造成水泥浪费,又会引发材料的收缩和裂缝,影响路基耐久性及使用寿命。


现对河南省某标段在施工配合比相同且水泥含量均为4%的条件下,分别采用普通强制搅拌和振动搅拌拌和混合料并施工,按照规范养护7d。设计强度要求不低于7MPa,现场取芯后检测无侧限抗压强度。


可知:普通强制搅拌试样平均强度为9.90MPa,振动搅拌试样平均强度为18.25MPa,较普通强制搅拌提高了84.3%。现场取芯时,振动搅拌取芯明显较普通强制搅拌容易,且试样色泽鲜亮、密实。


结语


(1)样机以搅拌装置整体作为振动活化源,其有效振动作用面积大,仅需要较小的振动强度即可使混合料得到足够的振动作用,提高了整机的可靠性,使振动搅拌进入工业化阶段成为可能。


(2)水泥含量为5%时,普通强制搅拌试样7d无侧限抗压强度的平均值为4.73MPa;振动搅拌试样7d无侧限抗压强度的平均值为5.27MPa,相比普通强制搅拌提高了11.4%。


(3)水泥含量为4%时,振动搅拌试样7d无侧限抗压强度的平均值为4.25MPa,相比水泥含量为5%的普通强制搅拌平均强度减小了10.15%,但水泥用量减少,且满足规范的强度要求。


(4)振动作用下,工作电流平均值降低了5.6%,电流方差降低了39.6%;减小了搅拌阻力,使搅拌过程更加平稳,提高了传动系统的可靠性,节约了能源。


(5)在施工配合比相同且水泥含量均为4%的条件下,振动搅拌混合料现场摊铺不易离析,试样平均强度较普通强制搅拌提高84.3%;现场取芯更容易,且振动搅拌明显较普通强制搅拌试样外观色泽鲜亮、密实,减少了基层裂纹。


相关产品

产品中心

在线咨询

新闻中心

工艺流程图