深化振动搅拌理论与设备研究   实现“振动搅拌，改变世界”

    振动搅拌是国际公认的、提高混凝土搅拌质量和效率的最经济的方法之一。然而长期以来，全世界混凝土的制备大多使用静力搅拌的方法。这种方法最大的问题在于混凝土中固、液、气三相不能完全分布均匀，不仅浪费了水泥等材料，更降低了混凝土结构的服役性能。仅以生产水泥混凝土时水泥浪费这一指标来看，我国2016年的水泥产量为24亿t，按搅拌不均匀使10%的水泥浪费计算，就浪费水泥2.4亿t。水泥浪费不仅造成经济损失，而且其生产过程带来的资源浪费及环境污染同样惊人。因此，开展混凝土振动搅拌理论与设备的研究，具有重大的现实意义。??

    1989-1990年，冯忠绪教授在前苏联莫斯科汽车公路学院学习。期间他了解到，从20世纪30年代开始，前苏联、美国、德国、日本等国都进行了混凝土振动搅拌的试验研究，但缺乏系统性的研究，更没有与产品研发相结合研究的先例。因此回国后，冯忠绪教授便立即投入到振动搅拌技术的研究探索之中。

    探索的道路从来不会一帆风顺。回国后的最初几年，冯忠绪教授与国内外前辈一样，采用普通振动机械的结构型式来设计振动搅拌机，将激振器外置研制了定向激振器外置的连续式振动搅拌机、激振器外置的旋振式振动搅拌机。1991年11月“混凝土的振动搅拌装置”获得了第一项授权专利。然而，试验结果除验证了混凝土与稳定土振动搅拌高效性外，整体效果并不理想。

    几经挫折，冯忠绪教授静下心来思考振动搅拌的理论问题。首先是能否建立数学模型，寻求理论突破以及对试验的指导。搅拌机械的工作是通过工作机械与介质的相互作用完成的。工作机构与介质相互作用的动态过程的试验研究，是机器性能研究的首要任务，也是研究整机性能的基础。长期以来，用宾汉姆流变曲线来描述新拌混凝土的性质已经得到学界的认可，然而，这只是新拌混凝土性质的一种静态描述，不能描述混凝土搅拌的发展与变化过程。水泥混凝土搅拌时，砂、石、水泥、水和添加剂等多种材料进入搅拌室后，固体、液体和夹裹的气体等各成分间既存在物理作用，又存在化学作用，不论从微观上还是宏观上，物料的状态和结构既发生了量的变化，又发生了质的变化，形成了新拌混凝土这种新的结构材料。这种变化既可看成是随机的“生灭”过程，又可认为是确定的，有一定规律的。长期以来，国内外学者试图将这一过程定量化，但都未取得令人信服的应用结果。更多精彩内容,请浏览31.pdf