略論混凝土二次振搗施工技術(shù)

段志遠(yuǎn)

【摘要】如何在施工過程中提高混凝土的性能一直是建設(shè)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 混凝土強度 初凝時間

一、引言

在各種只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。混凝土的二次振搗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。

二、混凝土二次振搗

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。

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度,或在保證強度的前提下節(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強度增加10%～15%,在保持強度不變的前提下節(jié)約水泥用量15%左右。

三、混凝土二次振搗方法

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。

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。

2.根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)選擇不同的振搗方法

(1)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。

(3)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。

3.二次振搗的注意事項

(1)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。

(2)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。

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

(4)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。

(5)水灰比:二次振搗對小水灰比的混凝土增強效果好,對水灰比大的混凝土增強效果較差。

四、混凝土二次振搗的機(jī)理分析

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

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度總是大于上部。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。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,隨著水分蒸發(fā)后,就會成為空穴,降低混凝土的強度。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。

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破裂的膜層為止。

3.二次振搗能加強水泥石同粗骨料以及鋼筋間的界面強度

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,大大加強了界面強度。

五、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.