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【摘要】如何在施工过程中提高混凝土的性能一直是建设工程领域的热点问题,本文介绍混凝土二次振捣的施工方法,并对二次振捣的机理进行了分析。
【关键词】混凝土二次振捣;混凝土强度;初凝时间
在各种提高混凝土性能的施工措施中,二次振捣对提高混凝土的强度,节约水泥用量,改善混凝土的抗渗性、耐久性以及裂缝控制都有积极的意义。混凝土的二次振捣在一些水泥制品厂的应用实践证明,混凝土二次振捣工艺不仅应用较为简便,而且对于提高混凝土质量、降低工程成本等都有很大的实际意义。
一、混凝土二次振捣
混凝土的二次振捣,其实是指在混凝土浇筑后的适当时间,重新对混凝土进行振捣。
混凝土的二次振捣有很多优点,不仅可以提高混凝土的强度,或在保证强度的前提下节约水泥的用量,而且可以增加混凝土的密实度,提高防渗性,消除混凝土由于沉陷产生的裂纹和细缝。据有关实验表明,二次振捣,可使钢筋握裹力增加1/3,28 d强度增加10%～15%,在保持强度不变的前提下节约水泥用量15%左右。
二、混凝土二次振捣方法
1、选择正确的二次振捣时间是关键
混凝土二次振捣能否取得预期效果的关键是确定合理的振捣时间。如果距离初次振捣时间间隔过短,则效果不明显;如果时间间隔过长,特别是在混凝土初凝后,超出了重塑时间范围,则会破坏混凝土结构,影响混凝土质量。大量实践表明,混凝土的二次振捣时间应在混凝土初凝前1～4 h左右进行较佳,尤其是在混凝土初凝前1 h进行效果最理想。
在确定混凝土初凝时间时,考虑到一般施工工地不可能配备混凝土贯入阻力仪,可以要求试验室在测定混凝土凝结时间时,同时测定混凝土的坍落度,以坍落度值间接判定混凝土初凝时间。
2、根据不同的结构选择不同的振捣方法
(1)对于T、I型预制梁,可在腹板位置间距20 cm用插入式振捣器振捣,翼板则使用附着式(平面)振捣器振捣。
(2)对厚度不超过20 cm的预制平板,用附着式振捣器振捣,厚度超过20 cm的可用插入式振捣器振捣。
(3)浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时,应在柱和墙浇筑完毕后停歇l h,使其获得初步沉实,再继续浇筑。二次振捣在柱和墙的顶部用插入式振捣器振捣,在梁和板的部位分别用插入式和附着式振捣器振捣。
3、二次振捣的注意事项
(1)气温:混凝土的凝結时间与气温变化密切相关,气温升高则凝结变快,二次振捣的时间就应提前,反之就要推后。另外,还应注意昼夜温差,对振捣时间适时调整。
(2)水泥品种:掺有混合材料的水泥一般较纯熟料水泥凝结时间长,例如矿渣酸盐水泥较普通硅酸盐水泥凝结时间长。
(3)混凝土强度等级:在其它条件相同的前提下,强度等级高的混凝土凝结时间短。
(4)坍落度:一般情况,凝结时间随坍落度增加而有一定的延长。但是在高温季节,混凝土的凝结时间受坍落度的影响很小。
(5)水灰比:二次振捣对小水灰比的混凝土增强效果好,对水灰比大的混凝土增强效果较差。
三、混凝土二次振捣的机理分析
1、二次振捣对混凝土拌和物密实度以及整体均匀性的提高
混凝土在振捣作用下会趋于液化,具有一定的流动性,在振捣成型及其随后的静停过程中,很少能实现相对稳定的状态,粗骨料在自重作用下仍有下沉,水分和气泡上升,这种物理现象会一直持续到混凝土失去塑性(初凝之前止),其结果会造成粗细颗粒上下分布不均匀的现象。粗大颗粒在混凝土凝结前的下沉,就使得下部的密实度大于上部。所以混凝土的下部强度总是大于上部。而且随着外分层的发展,还会出现内分层,即粗骨料周围区域密实度发展不均匀。外分层与内分层的共同特点都是在骨料的下部形成充水区,充水区中也含有一部分气体,随着水分蒸发后,就会成为空穴,降低混凝土的强度。间隔一定时间进行的二次振捣,可以使本来已经接近凝结的混凝土经振捣液化,重新恢复塑性,将由于内分层被封闭在粗骨料下部的水囊内的水和气泡释放出来,进而使得这个充水区被水泥浆体所填塞。
2、二次振捣能加速水泥颗粒的水化
混凝土拌和时,水泥颗粒表面的矿物成份就会立即与水发生反应,生成相应的水化产物,水化产物很快溶解于水,水泥颗粒又暴露出新的表面再与水反应生成水化产物,这个过程反复进行,就使得水泥颗粒被层层剥落,直至颗粒完全与水发生反应,水化就结束了。但是,在整个水化期间的水化速度不是均匀的。开始阶段水化速度快,水化产物的生成速度要大于其溶解扩散速度,这样很快就会使水泥颗粒周围的溶液达到饱和或过饱和状态,进而析出以水化硅酸钙凝胶为主的半渗透膜层,包裹在水泥颗粒的表面,一定程度上阻止了外部水分向内的渗透以及内部水分向外的扩散,减缓了水泥的水化速度。而且膜层内部水分引起的水化反应使膜层向内增厚,经由膜层向外扩散的水化物聚集于膜层外侧又使膜层向外增厚,这时水化反应就更慢了。此时若给以二次振捣,就可以人为加速膜层破裂,使得外部低浓度的溶液能够再次进入,与尚未水化的水泥核接触,加速水化反应的速度,直到新生成的凝胶体重新修补破裂的膜层为止。
3、二次振捣能加强水泥石同粗骨料以及钢筋间的界面强度
由于自重引起的下沉,使得其下部形成充水区,同时一部分水分也会沿着粗骨料的侧面向上运动,使得粗骨料的侧面出现水分上迁的通道,这些通道的存在严重降低了混凝土中浆体与粗骨料同的界面强度,同时,由于混凝土中水分和气泡的上升,水泥浆体与钢筋之间也会出现微小间隙或是薄水膜,造成钢筋抗拔力的下降。如果在水泥凝结前给以二次振捣,就会使得粗骨料和钢筋周围的水膜和微孔被粘稠的浆体所填充,随着粗骨料和钢筋周围水泥颗粒浓度的增加,水泥水化生成的水化硅酸钙凝胶的数量也会增多,水化硅酸钙凝胶的比表面积很大,表面能很高,大大加强了界面强度。
四、结语
二次振捣施工工艺虽然有很多的优点,但是二次振捣法牵涉到的施工因素也很多,特别是二次振捣时间的确定,如果处理不当,造成振捣时间太迟,在水泥浆体硬化后振捣,会造成无法愈合的裂缝产生,导致混凝土的水泥石结构破坏,所以采用这种方法时必须综合考虑各方面的因素,认真试验,慎重实施。
作者简介:王加骥,男(1969-),江苏省灌南县人,江苏万年达建设集团有限公司工程师,总经理。研究方向:建筑工程施工与管理
【关键词】混凝土二次振捣;混凝土强度;初凝时间
在各种提高混凝土性能的施工措施中,二次振捣对提高混凝土的强度,节约水泥用量,改善混凝土的抗渗性、耐久性以及裂缝控制都有积极的意义。混凝土的二次振捣在一些水泥制品厂的应用实践证明,混凝土二次振捣工艺不仅应用较为简便,而且对于提高混凝土质量、降低工程成本等都有很大的实际意义。
一、混凝土二次振捣
混凝土的二次振捣,其实是指在混凝土浇筑后的适当时间,重新对混凝土进行振捣。
混凝土的二次振捣有很多优点,不仅可以提高混凝土的强度,或在保证强度的前提下节约水泥的用量,而且可以增加混凝土的密实度,提高防渗性,消除混凝土由于沉陷产生的裂纹和细缝。据有关实验表明,二次振捣,可使钢筋握裹力增加1/3,28 d强度增加10%～15%,在保持强度不变的前提下节约水泥用量15%左右。
二、混凝土二次振捣方法
1、选择正确的二次振捣时间是关键
混凝土二次振捣能否取得预期效果的关键是确定合理的振捣时间。如果距离初次振捣时间间隔过短,则效果不明显;如果时间间隔过长,特别是在混凝土初凝后,超出了重塑时间范围,则会破坏混凝土结构,影响混凝土质量。大量实践表明,混凝土的二次振捣时间应在混凝土初凝前1～4 h左右进行较佳,尤其是在混凝土初凝前1 h进行效果最理想。
在确定混凝土初凝时间时,考虑到一般施工工地不可能配备混凝土贯入阻力仪,可以要求试验室在测定混凝土凝结时间时,同时测定混凝土的坍落度,以坍落度值间接判定混凝土初凝时间。
2、根据不同的结构选择不同的振捣方法
(1)对于T、I型预制梁,可在腹板位置间距20 cm用插入式振捣器振捣,翼板则使用附着式(平面)振捣器振捣。
(2)对厚度不超过20 cm的预制平板,用附着式振捣器振捣,厚度超过20 cm的可用插入式振捣器振捣。
(3)浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时,应在柱和墙浇筑完毕后停歇l h,使其获得初步沉实,再继续浇筑。二次振捣在柱和墙的顶部用插入式振捣器振捣,在梁和板的部位分别用插入式和附着式振捣器振捣。
3、二次振捣的注意事项
(1)气温:混凝土的凝結时间与气温变化密切相关,气温升高则凝结变快,二次振捣的时间就应提前,反之就要推后。另外,还应注意昼夜温差,对振捣时间适时调整。
(2)水泥品种:掺有混合材料的水泥一般较纯熟料水泥凝结时间长,例如矿渣酸盐水泥较普通硅酸盐水泥凝结时间长。
(3)混凝土强度等级:在其它条件相同的前提下,强度等级高的混凝土凝结时间短。
(4)坍落度:一般情况,凝结时间随坍落度增加而有一定的延长。但是在高温季节,混凝土的凝结时间受坍落度的影响很小。
(5)水灰比:二次振捣对小水灰比的混凝土增强效果好,对水灰比大的混凝土增强效果较差。
三、混凝土二次振捣的机理分析
1、二次振捣对混凝土拌和物密实度以及整体均匀性的提高
混凝土在振捣作用下会趋于液化,具有一定的流动性,在振捣成型及其随后的静停过程中,很少能实现相对稳定的状态,粗骨料在自重作用下仍有下沉,水分和气泡上升,这种物理现象会一直持续到混凝土失去塑性(初凝之前止),其结果会造成粗细颗粒上下分布不均匀的现象。粗大颗粒在混凝土凝结前的下沉,就使得下部的密实度大于上部。所以混凝土的下部强度总是大于上部。而且随着外分层的发展,还会出现内分层,即粗骨料周围区域密实度发展不均匀。外分层与内分层的共同特点都是在骨料的下部形成充水区,充水区中也含有一部分气体,随着水分蒸发后,就会成为空穴,降低混凝土的强度。间隔一定时间进行的二次振捣,可以使本来已经接近凝结的混凝土经振捣液化,重新恢复塑性,将由于内分层被封闭在粗骨料下部的水囊内的水和气泡释放出来,进而使得这个充水区被水泥浆体所填塞。
2、二次振捣能加速水泥颗粒的水化
混凝土拌和时,水泥颗粒表面的矿物成份就会立即与水发生反应,生成相应的水化产物,水化产物很快溶解于水,水泥颗粒又暴露出新的表面再与水反应生成水化产物,这个过程反复进行,就使得水泥颗粒被层层剥落,直至颗粒完全与水发生反应,水化就结束了。但是,在整个水化期间的水化速度不是均匀的。开始阶段水化速度快,水化产物的生成速度要大于其溶解扩散速度,这样很快就会使水泥颗粒周围的溶液达到饱和或过饱和状态,进而析出以水化硅酸钙凝胶为主的半渗透膜层,包裹在水泥颗粒的表面,一定程度上阻止了外部水分向内的渗透以及内部水分向外的扩散,减缓了水泥的水化速度。而且膜层内部水分引起的水化反应使膜层向内增厚,经由膜层向外扩散的水化物聚集于膜层外侧又使膜层向外增厚,这时水化反应就更慢了。此时若给以二次振捣,就可以人为加速膜层破裂,使得外部低浓度的溶液能够再次进入,与尚未水化的水泥核接触,加速水化反应的速度,直到新生成的凝胶体重新修补破裂的膜层为止。
3、二次振捣能加强水泥石同粗骨料以及钢筋间的界面强度
由于自重引起的下沉,使得其下部形成充水区,同时一部分水分也会沿着粗骨料的侧面向上运动,使得粗骨料的侧面出现水分上迁的通道,这些通道的存在严重降低了混凝土中浆体与粗骨料同的界面强度,同时,由于混凝土中水分和气泡的上升,水泥浆体与钢筋之间也会出现微小间隙或是薄水膜,造成钢筋抗拔力的下降。如果在水泥凝结前给以二次振捣,就会使得粗骨料和钢筋周围的水膜和微孔被粘稠的浆体所填充,随着粗骨料和钢筋周围水泥颗粒浓度的增加,水泥水化生成的水化硅酸钙凝胶的数量也会增多,水化硅酸钙凝胶的比表面积很大,表面能很高,大大加强了界面强度。
四、结语
二次振捣施工工艺虽然有很多的优点,但是二次振捣法牵涉到的施工因素也很多,特别是二次振捣时间的确定,如果处理不当,造成振捣时间太迟,在水泥浆体硬化后振捣,会造成无法愈合的裂缝产生,导致混凝土的水泥石结构破坏,所以采用这种方法时必须综合考虑各方面的因素,认真试验,慎重实施。
作者简介:王加骥,男(1969-),江苏省灌南县人,江苏万年达建设集团有限公司工程师,总经理。研究方向:建筑工程施工与管理