密實度

密實度

密實度(Dense Degree) 是指材料的固體物質部分的體積占總體積的比例,即密實度=(ρ0 /ρ)×100%。

基本介紹

  • 中文名:密實度
  • 外文名:Dense Degree
  • 意義:固體物質部分占總體積的比例
  • 根據:孔隙的特徵
  • 學科:物理
密實度介紹,鑑別方法,影響,

密實度介紹

按孔隙的特徵,材料的孔隙可分為開口孔隙和閉口孔隙兩種,二者孔隙率之和等於材料的總孔隙率。按孔隙的尺寸大小,又可分為微孔、細孔及大孔三種。不同的孔隙對材料的性能影響各不相同。一般而言,孔隙率較小,且連通孔較少的材料,其吸水性較小,強度較高,抗凍性抗滲性較好。工程中對需要保溫隔熱的建築物或部位,要求其所用材料的孔隙率要較大。相反,對要求高強或不透水的建築物或部位,則其所用的材料孔隙率應很小。
密實度是由制瓦設備是否先進及生產工藝水平決定。高密度瓦必須由半乾水泥料經高壓(1250牛頓力左右)衝壓成型。水泥的水灰比在0.4~0.5之間(一公斤水泥加水0.4~0.5公斤)用美國專利攪拌設備自動配好(其它簡單方式攪拌不成),生產時在軋制倉內猶如軋鋼一樣,把水泥擠軋在高強鋁合金模具上,經自動切斷,這樣就形成高密度瓦坯。由於內部空隙小,水很不容易滲透。小廠一般使用平行擠壓設備製造,人工拌料或用一般簡易攪拌機,水灰比只有加到0.6~0.7時才能把水泥漿拌成,再加上用的是鐵皮模具,無法承受大的壓力,只是一抹而蹴,因而密實度大大降低,內部空隙既大又多,所以抗滲性很差。在連陰天,雨水就會滲到瓦背面下滴,進而滲入屋面。(據資料介紹,當水泥的水灰比由0.4加到0.7時,抗滲性下降100倍!!)密實度低,不但抗滲性差而且強度也隨之下降,好瓦抗折力可達300公斤以上,差瓦還不到100公斤。抗滲性差,冬季就不耐凍。尤其在北方,白天雪水滲入瓦中,夜間結冰膨脹,將瓦脹裂而逐漸剝落破壞,瓦的使用壽命也就不會長。它決定著瓦的強度,抗滲水性,抗凍性,以及使用壽命。

鑑別方法

聽聲音:一手將瓦提起,一手用硬物敲擊瓦片。如果聲音清脆,說明密實度較好;如果聲音發悶,說明密實度差。看斷茬:將瓦打碎,如斷面密實細膩,密實度好;如果斷面粗糙酥鬆,則密實度差。
BR-ICCC智慧型壓實度控制儀專為鐵路、公路、機場、水利大壩等施工碾壓過程的壓實度、密實度監測和指導、控制施工碾壓遍數而設計,實現施工碾壓過程的實時監測,同時從根本上解決了漏壓、欠壓、過壓等問題。為改良碾壓工藝和壓實質量(壓實度、密實度)檢測提供了完整的過程數據。用戶在使用過程中,明顯提高了工作效率,保證了填充料壓實度的施工質量,獲得了明顯的經濟效益與社會效益。

影響

砌塊成型機是一種用於鬆散物料成型與密實的機械設備,其生產原料主要為粉煤灰爐渣以及水泥、石子等。由於其具有環保功能,因此得到了較為廣泛的套用。它的核心部分是振動裝置,其性能直接決定著機器本身的優劣和產品質量的好壞。因此,振動參數的選擇對產品性能至關重要。所謂振動參數是指對振動密實成型效果有直接影響的技術參數,它包括振動頻率振幅、振動加速度激振力等。以下重點介紹砌塊成型機的成型原理、成型方式及砌塊成型機的振動對砌塊密實度的影響。
砌塊振動的方向對砌塊密實度的影響
振動對砌塊密實度的影響主要取決於振動方向、頻率、加速度和振動能量四個方面。
圖 1 垂直、 水平定向振動對砌塊密實度的影響圖 1 垂直、 水平定向振動對砌塊密實度的影響
砌塊振動的方向有垂直定向振動、水平定向振動和環向振動三種。一般採用垂直定向振動和水平定向振動,垂直定向振動與水平定向振動具有不同的振動效果,它們對砌塊密實度的影響見圖1。
垂直定向振動的激振力與重力平行,在振動過程中振動力必須克服模箱的重量,因此動力消耗大,機器較笨重,噪聲也大。採用該種定向振動需對拌合料表面進行加壓,振幅值也較大(2mm~4mm),當模箱上下振動時,加壓板隨之作垂直定向振動,但加壓板的運動與模箱運動有一個相位差,這樣便產生了振動夯實的效果,生產的砌塊耗灰少、不翻漿、底腳乾淨且表面紋理均勻。
水平定向振動的激振力與重力成90°且平行於地面,振動時拌合料沉降速度較快,對台座地坪的衝擊力小,振動噪聲小,模箱磨損少,所需的功率也較小。從圖 1可以看出,水平振動在頭2s~ 5s中振實混凝土的效果比垂直振動好,而在10s以後振實效果更為顯著,但在較大的加壓值作用下效果就不一定有垂直定向振動好。
頻率 f 對砌塊密實度的影響
從混凝土振動工藝學看,對於不同的被振物料,其最佳的振動頻率及振幅都是不同的。所選的頻率應儘可能接近物料中骨料的自振頻率,使其產生共振,達到理想的振動效果。此時衰減最小,振幅可達最大。砌塊混凝土拌合物的集料粒徑為 3mm~10mm,理想振動頻率為100Hz~125Hz,但對於砌塊成型機來說都達不到理想振動頻率,美國的成型機頻率一般為46Hz~47Hz;歐洲個別成型機頻率高達66Hz~67Hz。這主要原因是考慮振動系統的壽命,振頻太高,軸承等壽命短,因此一般選用44Hz~ 50Hz即可滿足砌塊振動成型要求。振動變頻從理論上看有一定意義,但從工程實踐來看,特別是對於振動功率較大的模振成型機來說意義不大,因為實際振動成型時間僅1s~ 2s,在這么短時間內給混凝土拌合物施加不同的振動頻率,密實效果不會有明顯變化。在激振器模具等一定的情況下,外阻力不同時振動頻率f與密實高度h(把混合料振壓前的初始厚度與振壓後的厚度之差稱為密實高度)的關係見圖2、圖3。
圖 2 外阻力較小時不同頻率下的密實高度圖 2 外阻力較小時不同頻率下的密實高度
圖 3 外阻力很大時不同頻率下的密實高度圖 3 外阻力很大時不同頻率下的密實高度
圖2中,外阻力較小時,低頻激振振幅大,密實度值大,密實效果好。圖3中,外阻力大時,即被振物料很 “硬” 時,低頻激振振幅大,混合料表層受嚴重不規則衝擊,反而變 “軟”,密實高度反而下降,密實效果較差。
振幅 A對砌塊密實度的影響
振幅的選擇與物料拌合的流動性有關,振幅過小,粗顆粒物料振不動;振幅過大,易使物料內部產生渦流,降低振動效率。一般對於流動性大的物料,振幅為 0.1mm~0.4mm,對流動性小的物料,振幅為0.3mm~1.2mm。
圖 4 各指定加速度在各頻率下振動 2s後的容重圖 4 各指定加速度在各頻率下振動 2s後的容重
振動加速度 a對砌塊密實度的影響
振動加速度可以說是物料振實效果的綜合參數,因為振動加速度是振動頻率與振幅兩者的函式。振動頻率與振動加速度對砌塊的振動密實效果起關鍵作用。圖4、圖5分別是加速度為10g、15g、20g時在各種頻率下振動2s後和10s後的容量情況。從圖4得知,加速度為10g~20g 時振動 2s後振實效果最好的頻率為50Hz(3000次/min)。從圖5得知,在振動時間持續10s後,相應於10g 加速度值的最佳頻率為50Hz,相應於20g 的最佳頻率為100Hz(6000次/min),其相互關係可表示為: a/f = 2。
圖 5 各指定加速度在各頻率下振動 10s後的容重圖 5 各指定加速度在各頻率下振動 10s後的容重
由上述可知,成型機在振動成型過程中頭2s~3s的搗實效果是關鍵。合適的振動頻率與振動加速度是成型機良好性能的保證。因此合理地確定振動加速度是很必要的,振動加速度太小,振動延續時間加長,振動不密實;振動加速度太大,將會造成振動功率的浪費,並需加強振動系統的結構。
振動能量對砌塊密實度的影響
振動質量一定的情況下,振動功率大,激振力就大,所以模振成型機振動成形時間短,砌塊密實度高。由此可見振動密實效果好壞的關鍵是激振力的大小,因此加大台振的振動功率,提高激振力,可縮短振動成型時間,提高振動密實效果。混凝土振動密實成型還有一個參數叫振動延續時間,也就是說混凝土拌合物受振後需要一個互相填充密實的時間,因此過分加大激振力、提高振動加速度也不可能在瞬間使混凝土得以密實。模振成型機的振動加速度約為10g~19g,振動成型時間約為1s~3s;台振成型機的振動加速度約為5g~ 8g,振動成型時間約為3s~5s。對於振動成型時間僅有1s~2s的模振成型機,再提高振動功率,加大激振力,意義也不大。

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