混凝土二次振搗施工技術(shù)

　　摘要：如何在施工過程中提高混凝土的性能一直是工程領(lǐng)域的熱點問題，其中混凝土二次振搗施工工藝便是一種簡單高效的方法。本文介紹混凝土二次振搗的施工方法，并對二次振搗的機(jī)理進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：混凝土二次振搗 混凝土強(qiáng)度 初凝時間

　　1 引言

　　混凝土材料的特殊性，決定了其性能在很大程度上要受到施工方法的影響，如何在施工時保證并盡可能的提高混凝土的各項性能，一直是土建工程領(lǐng)域的一個重大課題。

　　在各種旨在提高混凝土性能的施工措施中，二次振搗對提高混凝土的強(qiáng)度，節(jié)約水泥用量，改善混凝土的抗?jié)B性、耐久性以及裂縫控制都有積極的意義?；炷康亩握駬v在一些水泥制品廠的應(yīng)用實踐證明，混凝土二次振搗工藝不僅應(yīng)用較為簡便，而且對于提高混凝土質(zhì)量、降低工程成本等都有很大的實際意義，值得大家給予關(guān)注。

　　2 混凝土二次振搗簡介

　　混凝土的二次振搗，其實是指在混凝土澆筑后的適當(dāng)時間，重新對混凝土進(jìn)行振搗。其實在工程施工中，也都間接或直接的進(jìn)行過混凝土二次振搗，例如鋼筋混凝土柱的施工時，當(dāng)在澆筑完的下層混凝土斷面進(jìn)行上部澆筑時，使用插入式振動器，依*重力插入下層，振動器的振動就會對下層混凝土進(jìn)行二次振搗，或振動器的振動影響到下部構(gòu)件的鋼筋，而鋼筋的振動就會對下層混凝土進(jìn)行二次振搗。

　　混凝土二次振搗在工程中的應(yīng)用歷史可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)混凝土船的制作，人們那時就發(fā)現(xiàn)混凝土經(jīng)過二次振搗，不僅提高了強(qiáng)度，還可以使水平鋼筋的混凝土裂縫消失，并降低了混凝土的滲水性。

　　混凝土的二次振搗有很多優(yōu)點，不僅可以提高混凝土的強(qiáng)度，或在保證強(qiáng)度的前提下節(jié)約水泥的用量，而且可以增加混凝土的密實度，提高防滲性，消除混凝土由于沉陷產(chǎn)生的裂紋和細(xì)縫。據(jù)有關(guān)實驗表明，二次振搗，可使鋼筋握裹力增加1/3，28 d強(qiáng)度增加10 ％～15 ％，在保持強(qiáng)度不變的前提下節(jié)約水泥用量l5 ％左右。

　　3 混凝土二次振搗方法

　　3.1 選擇正確的二次振搗時間是關(guān)鍵

　　混凝土二次振搗能否取得預(yù)期效果的關(guān)鍵是確定合理的振搗時間。如果距離初次振搗時間間隔過短，則效果不明顯；如果時間間隔過長，特別是在混凝土初凝后，超出了重塑時間范圍，則會破壞混凝土結(jié)構(gòu)，影響混凝土質(zhì)量。大量實踐表明，混凝土的二次振搗時間應(yīng)在混凝土初凝前1～4 h左右進(jìn)行較佳，尤其是在混凝土初凝前1 h進(jìn)行效果最理想。但由于混凝土的凝結(jié)時間要受到水泥品種、配合比、坍落度、氣溫、施工方法以及外加劑等因素的影響，所以具體的時間還要根據(jù)施工的實際情況加以選擇。

　　在確定混凝土初凝時間時，考慮到一般施工工地不可能配備混凝土貫入阻力儀，可以要求試驗室在測定混凝土凝結(jié)時間時，同時測定混凝土的坍落度，以坍落度值間接判定混凝土初凝時間（特別是初凝前l(fā) h的時間）。根據(jù)的施工經(jīng)驗，以混凝土坍落度達(dá)到30～50 mm時作為進(jìn)行混凝土二次振搗的時間，效果較好。此時，將運行著的振動棒以其自重插入混凝土中進(jìn)行振搗，混凝土仍可恢復(fù)塑性，當(dāng)振動棒小心地拔出后，混凝土能自行閉合，而不會留下孔穴。

　　3.2 根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)選擇不同的振搗方法

　　混凝土的二次振搗要取得較好的效果，還要根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同采取不同的振搗方法：

　?。?）對于T、I型預(yù)制梁，可在腹板位置間距20 cm用插入式振搗器振搗，翼板則使用附著式（平面）振搗器振搗。

　　（2）對厚度不超過20 cm的預(yù)制平板，用附著式振搗器振搗，厚度超過20 cm的可用插入式振搗器振搗。

　?。?）澆筑與柱和墻連成整體的梁和板時，應(yīng)在柱和墻澆筑完畢后停歇l h，使其獲得初步沉實，再繼續(xù)澆筑。二次振搗在柱和墻的頂部用插入式振搗器振搗，在梁和板的部位分別用插入式和附著式振搗器振搗。

　　另外，無論采用哪種振搗方式，二次振搗的幅度要輕于一次振搗。使用插入式振搗器振搗，以混凝土停止泛漿，沒有明顯下沉為止，然后緩慢拔出振搗器；使用附著式振搗器振搗時，沿混凝土表面縱橫方向振搗一遍即可。

　　3.3 二次振搗的注意事項

　　二次振搗的關(guān)鍵是振搗時機(jī)的選擇，雖然可以在施工前借助多種手段測定混凝土的凝結(jié)時間，但由于測試時間、試驗室環(huán)境溫度與施工時間及現(xiàn)場環(huán)境溫度有較大差異，因此混凝土的凝結(jié)時間也會有差異，所以施工時應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，重新確定混凝土進(jìn)行二次振搗的時間。根據(jù)施工經(jīng)驗可以根據(jù)以下因素結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況對二次振搗時間加以調(diào)整。[Page]

　?。?）氣溫：混凝土的凝結(jié)時間與氣溫變化密切相關(guān)，氣溫升高則凝結(jié)變快，二次振搗的時間就應(yīng)提前，反之就要推后。另外，還應(yīng)注意晝夜溫差，對振搗時間適時調(diào)整。

　?。?）水泥品種：摻有混合材料的水泥一般較純熟料水泥凝結(jié)時間長，例如礦渣酸鹽水泥較普通硅酸鹽水泥凝結(jié)時間長。

　?。?）混凝土強(qiáng)度等級：在其它條件相同的前提下，強(qiáng)度等級高的混凝土凝結(jié)時間短。

　?。?）坍落度：一般情況，凝結(jié)時間隨坍落度增加而有一定的延長。但是在高溫季節(jié)，混凝土的凝結(jié)時間受坍落度的影響很小。

　?。?）水灰比：二次振搗對小水灰比的混凝土增強(qiáng)效果好，對水灰比大的混凝土增強(qiáng)效果較差。振搗時要盡量減少構(gòu)件表面荷載，避免破壞構(gòu)件整體性，還要盡量避免碰撞鋼筋、模板和預(yù)埋件。

　　4 混凝土二次振搗的機(jī)理分析

　　4.1 二次振搗對混凝土拌和物密實度以及整體均勻性的提高

　　在澆筑混凝土結(jié)構(gòu)時，混凝土在振搗作用下會趨于液化，具有一定的流動性，在振搗成型及其隨后的靜停過程中，很少能實現(xiàn)相對穩(wěn)定的狀態(tài)，粗骨料在自重作用下仍有下沉，水分和氣泡上升，這種物理現(xiàn)象會一直持續(xù)到混凝土失去塑性（初凝之前止），其結(jié)果會造成粗細(xì)顆粒上下分布不均勻的現(xiàn)象。粗大顆粒在混凝土（實際上是水泥）凝結(jié)前的下沉，就使得下部的密實度大于上部，所以混凝土的下部強(qiáng)度總是大于上部，習(xí)慣稱之為混凝土的外分層。而且隨著外分層的發(fā)展，還會出現(xiàn)內(nèi)分層，即粗骨料周圍區(qū)域密實度發(fā)展不均勻。粗骨料上部區(qū)域的密實度最大的，側(cè)面區(qū)域的密實度中等（正常區(qū)），下部區(qū)域的密實度則最?。ǔ渌畢^(qū)），內(nèi)分層的出現(xiàn)進(jìn)一步的加劇了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻。外分層與內(nèi)分層的共同特點都是在骨料的下部形成充水區(qū)，充水區(qū)中也含有一部分氣體，隨著時間增長水分蒸發(fā)后，就會成為空穴，嚴(yán)重降低了混凝土的強(qiáng)度。間隔一定時間進(jìn)行的二次振搗，可以使本來已經(jīng)接近凝結(jié)的混凝土經(jīng)振搗液化，重新恢復(fù)塑性，將由于內(nèi)分層被封閉在粗骨料下部的水囊內(nèi)的水和氣泡釋放出來，進(jìn)而使得這個充水區(qū)被水泥漿體所填塞，而且二次振搗時的混凝土已接近凝結(jié)，混凝土拌和物內(nèi)存在大量晶體和膠凝物，粘滯阻力及抗剪強(qiáng)度較大，骨料和水分相對運動的程度很小，加之很快即凝結(jié)，凝結(jié)后的混凝土就會達(dá)到一種比較理想的狀態(tài)。

　　這就增大了混凝土的密實度及整體的均勻性，通常二次振搗后的混凝土的密實度可提高l ％～3 ％，混凝土的強(qiáng)度也相應(yīng)得到提高。

　　4.2 二次振搗能加速水泥顆粒的水化

　　混凝土拌和時，水泥顆粒表面的礦物成份就會立即與水發(fā)生反應(yīng)， 生成相應(yīng)的水化產(chǎn)物，水化產(chǎn)物很快溶解于水，水泥顆粒又暴露出新的表面再與水反應(yīng)生成水化產(chǎn)物，這個過程反復(fù)進(jìn)行，就使得水泥顆粒被層層剝落，直至顆粒完全與水發(fā)生反應(yīng)，水化就結(jié)束了。但是，在整個水化期間的水化速度不是均勻的。開始階段水化速度快，水化產(chǎn)物的生成速度要大于其溶解擴(kuò)散速度，這樣很快就會使水泥顆粒周圍的溶液達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài)，進(jìn)而析出以水化硅酸鈣凝膠為主的半滲透膜層，包裹在水泥顆粒的表面，一定程度上阻止了外部水分向內(nèi)的滲透以及內(nèi)部水分向外的擴(kuò)散，減緩了水泥的水化速度。而且膜層內(nèi)部水分引起的水化反應(yīng)使膜層向內(nèi)增厚，經(jīng)由膜層向外擴(kuò)散的水化物聚集于膜層外側(cè)又使膜層向外增厚，這時水化反應(yīng)就更慢了。此時若給以二次振搗，就可以人為加速膜層破裂，使得外部低濃度的溶液能夠再次進(jìn)入，與尚未水化的水泥核接觸，加速水化反應(yīng)的速度，直到新生成的凝膠體重新修補(bǔ)破裂的膜層為止?？梢娙绻m時進(jìn)行二次振搗，就能提高水泥的水化速度以及水化程度，對混凝土的早期強(qiáng)度與后期強(qiáng)度都有很大的幫助。

　　4.3 二次振搗能加強(qiáng)水泥石同粗骨料以及鋼筋間的界面強(qiáng)度

　　接常規(guī)工藝澆筑振搗的混凝土，在隨后的靜停時間內(nèi)，就粗骨料而言，由于自重引起的下沉，使得其下部形成充水區(qū)，同時一部分水分也會沿著粗骨料的側(cè)面向上運動，使得粗骨料的側(cè)面出現(xiàn)水分上遷的通道，這些通道的存在嚴(yán)重降低了混凝土中漿體與粗骨料同的界面強(qiáng)度，同時，由于混凝土中水分和氣泡的上升，水泥漿體與鋼筋之間也會出現(xiàn)微小間隙或是薄水膜，造成鋼筋抗拔力的下降。如果在水泥凝結(jié)前給以二次振搗，就會使得粗骨料和鋼筋周圍的水膜和微孔被粘稠的漿體所填充，隨著粗骨料和鋼筋周圍水泥顆粒濃度的增加，水泥水化生成的水化硅酸鈣凝膠的數(shù)量也會增多，水化硅酸鈣凝膠的比表面積很大，表面能很高，大大加強(qiáng)了界面強(qiáng)度。另一方面，由于界面處水泥顆粒濃度的增加，也降低了強(qiáng)度較弱的六方板狀的晶粒氫氧化鈣的生成數(shù)量，這也同樣增加了界面間的強(qiáng)度。

　　5 結(jié)語

　　二次振搗施工工藝雖然有很多的優(yōu)點，但是二次振搗法牽涉到的施工因素也很多，特別是二次振搗時間的確定，如果處理不當(dāng)，造成振搗時間太遲，在水泥漿體硬化后振搗，會造成無法愈合的裂縫產(chǎn)生，導(dǎo)致混凝土的水泥石結(jié)構(gòu)破壞，所以采用這種方法時必須綜合考慮各方面的因素，認(rèn)真試驗，慎重實施。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]馮克勤,陳耀東.混凝土工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社.1981

　　[2]韓素芳,耿維恕.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2004