混凝土试验用振动台编制说明

《混凝土试验用振动台》送审稿审查材料之三

混凝土试验用振动台

Vibrating table for concrete test

编制说明

《混凝土试验用振动台》标准编制组

混凝土试验用振动台

振动台是混凝土试验必备的设备。《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GBJ/T50081-2002）中规定：“根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm的混凝土用振动振实”。混凝土预制构件厂和水工（公路）混凝土工程、大量采用的混凝土坍落度都在70mm之内，因此研究制订混凝土试验用振动台标准是必要的。

在振动脉冲力作用下，混凝土拌合物颗粒之间的摩擦力和粘结力急剧减小，粗骨料在重力作用下相互滑动，其空隙被水泥砂浆填充，夹杂在拌合物中的空气形成气泡被排除。混凝土中如有空隙存在，对强度影响很大，如空隙占5％时，强度降低高达30％。由此可见振动密实的重要性。

关于混凝土振动密实理论，目前有许多不同假设，如振动速度假设（AW）、振动加速度假设（AW2）和振动能量假设（A2W3）等。不管哪种假设，振幅和频率的组合影响都是至关重要的。振动形式和性能对振动密实效果也有显著影响，在混凝土试验室，采用定向垂直振动成型有利于混凝土的密实。此外，振动波形和振幅的均匀度也有明显影响，为保证成型条件的一致性，应采用简谐振动（即振动曲线为正弦波或余弦波），尽量保证台面振幅的均匀度。

现将此次标准修订的主要内容简介如下：

（一）产品分类、规格、型号

按振动台台面尺寸大小分为：

a. 300mm×600mm振动台；

b. 600mm×800mm振动台；

c. 1000mm×1000mm振动台。

振动台按台面尺寸分为大中小三种。小型主要考虑作为现场制作试件之用，中型作为一般试验室成型试件用、大型适宜有特殊要求的试验室使用。

按试模固定方式有机械固定和电磁铁固定两种方式。取消了原标准中按振动台激振型式的分类方法，仅保留悬挂式单轴振动台。这是由于：

（1）悬挂式单轴振动台，应用较多。由于采用弹簧支撑、台面振动波形基本呈正弦波、比较规矩。因而保留。

（2）双轴式振动台，采用普通橡胶支撑，台面次波多、振动波形不规整，而且市场上这种产品很少，因而这次修订中取消。

悬挂式振动台是定向垂直振动。对这种振动台的测试结果表明：。悬挂式振动台，采用弹簧支撑，振动波形呈正弦波。其台面各点振幅分布较均匀，最小振幅为0.48mm，最大振幅为0.52mm，平均振幅为0.5mm，台面振幅的不均匀度仅为9％。悬挂式振动台的振动波形和台面振幅的均匀性，满足标准要求。

（二）振动参数

标准规定振动台的参数：

振动频率：50±2Hz；

台面中心点空载振幅：0.5±0.02mm；

台面中心点负载振幅：0.35±0.02mm；

台面振幅不均匀度：≤10%。

国标《普通混凝土力学性能试验方法》(GBJ81—85)经过修订后（GB/T50081-2002）不再对振动台作任何规定，指出：“振动台应符合《混凝土试验用振动台》（JG/T3020）中技术要求的规定”。

按照本次修订稿要求，台面中心点振幅0.5±0.02mm，且台面振幅均匀度不大于10%（原标准为15％），这样振幅变化如表1所示。

表1 均匀度与台面振幅变化范围

台面振幅均匀性，主要取决于台面刚度和台面支撑状况等因素。悬挂式振动台台面振幅均匀度一般均小于10%。满足标准要求的振动台，台面振幅变化范围在0.41～0.60mm之间。当台面振幅的均匀度提高时试件振动密实的均匀性随之增加。因而混凝土强度试验误差将会减少。

（三）启振、工作与停机时的状态

振动台的启振和停机的余振，对混凝土试件的密实性会产生一定的影响。因此，在标准中规定空载启振时间不大于2s，停机后余振时间不大于5s，也是必要的。

此外，振动台还应在启动、工作、停机时均应平稳、正常、无异常声响。

（四）试模的固定

国际标准ISO1920-3:2004、美国标准ASTM C192/ C192M-07，都要求试模与振动台牢固固定，这是因为如果试模与振动台无牢固可靠的固定装置，试模在振动台上将会出现自由跳动，半干硬性和干硬性混凝土将无法成型。另外，如果试模不能与振动台同步振动，规定振动台的频率和振幅也就失去实用意义。

直接接触机械振动，对人体健康是有害的。据研究资料表明，在振动频率为3000次/分时，振幅为0.03mm，人体有不舒服感觉，当振幅为0.05mm时，人体就有痛苦的感觉。当振幅达到0.3mm以上时，就超过人体可忍受的界限。振动台振动频率为3000次/ 分，振幅为0.5 mm，这已原因远远超过上述试验值。因此，要求试验人员将试模按压在振动台上成型试件，从劳动安全保护角度来看，是非常不合理的。

实际情况是，现在许多试验室在试件成型时试模放在振动台上任其自由跳动，试验人员也不愿意用双手紧紧按压试模，但是我们现在不能要求，也不应该要求从事混凝土试验人员再去经受人体无法忍受的痛苦而工作，应该从设备上加以解决，这是走向文明的标志。

本标准规定采用电磁铁或机械装置固定试模，现今在技术上是可行的，而其主要的意义还是从劳动安全保证着想，这标志技术一大进步。

（五）关于噪声的规定

本次修订稿要求振动台在空载条件下，噪声声压级不应大于75dB（A）。在满负荷条件下，噪声声压级不应大于80dB（A）。

噪声污染环境，是一种公害。实验证明，当噪音＞85dB时，对人体健康是有害的，其危害表现在损害听觉、短时间在噪声环境下引起听觉疲劳，可产生暂时性听力减退，暴露时间长可引起永久性耳聋。噪声还能引发多种疾病，如消化不良、食欲不振、恶心呕吐、心跳加快、血压升高等等。噪声影响言语交谈与思考，影响睡眠及降低工作效率等。因而，对噪声应加快控制。

卫生部、国家劳动总局规定工业企业的生产车间和工作场所的工作地点的噪声标准为85dB（A）。因而，本标准规定振动台的噪声以此为依据。

对几种振动台实测的结果表明，制造精良的振动台，噪声约为74～76dB（A），而制造和装配不良的振动台，噪声高达90dB（A）。对于一般生产厂家，只要设计合理，制造和装配质量加以注意，将噪声控制在85dB（A）一下是完全可能的。但是，由于不少乡镇企业和个体厂家无质量保证系统，据调查结果反应振动台噪声太大的意见很多。若振动台噪声很大，这同时表明其振动台技术性能较差。

除噪声之外，影响安全的其它因素，如机械事故和电气安全技术，