1.張志勇 2.祁紅紅

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淺析大體積混凝土澆筑中的二次振搗技術(shù)

1.張志勇 2.祁紅紅

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在各種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。本文結(jié)合火力發(fā)電電站余熱鍋爐基礎(chǔ)建設(shè)為案例，對大體積混凝土澆筑中的二次振搗技術(shù)進行了探討分析，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。

大體積；混凝土澆筑；二次振搗技術(shù)

引言：

本項目為南方某沿海城市火力發(fā)電電站余熱鍋爐基礎(chǔ)，余熱鍋爐區(qū)域基礎(chǔ)總共三臺，由南向北依次布置，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限50年，抗震設(shè)防度為7度，結(jié)構(gòu)抗震等級為一級，場地類別為二類。余熱鍋爐基礎(chǔ)設(shè)計長31.295米，寬16.45米，基礎(chǔ)底標高-4.50米，每臺爐混凝土總量為1120立方，鋼筋總量為115噸。余熱鍋爐基礎(chǔ)包括基礎(chǔ)筏板、基礎(chǔ)短柱和煙囪基礎(chǔ)。其中基礎(chǔ)筏板厚度為2米，一次澆筑成型，屬于大體積混凝土；基礎(chǔ)短柱36個(其中外側(cè)兩排為去工業(yè)化基礎(chǔ)短柱)，布置有預埋件136塊和地腳螺栓292套；煙囪基礎(chǔ)1座，布置有預埋件1套和地腳螺栓40套。本次重點論述筏板基礎(chǔ)的大體積混凝土澆筑?；炷炼握駬v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。

1　關(guān)于混凝土二次振搗

混凝土的二次振搗，其實是指在混凝土澆筑后的適當時間，重新對混凝土進行振搗。 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。

2　混凝土二次振搗方法

2.1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1～4h左右進行較佳，尤其是在混凝土初凝前1h進行效果最理想。

2.2根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)選擇不同的振搗方法

①對于T、I型預制梁，可在腹板位置間距20cm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20cm的預制平板，用附著式振搗器振搗，厚度超過20cm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lh，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。

2.3二次振搗的注意事項

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。

3　混凝土二次振搗的機理分析

3.1二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。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，進而使得這個充水區(qū)被水泥漿體所填塞。

3.2二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，這個過程反復進行，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散速度，這樣很快就會使水泥顆粒周圍的溶液達到飽和或過飽和狀態(tài)，進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。

3.3二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。

4　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，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，認真試驗，慎重實施。

[1] 王淑芳；試論建筑工程中混凝土二次振搗的施工技術(shù)：黑龍江科技信息；2012-07

[2]閆志剛；混凝土二次振搗施工技術(shù)；石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院學報；2012-03