为什么混凝土要二次振捣?

2016-07-08 09:44:00 来源 :小鱼儿主页网

各种只在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。

    1 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。
     2  混凝土二次振捣方法
     2.1 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1~4h左右进行较佳,尤其是在混凝土初凝前1h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。 
     2.2 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500px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500px的预制平板,用附着式振捣器振捣,厚度超过500px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lh,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。
     2.3 二次振捣的注意事项
     (1)气温:混凝土的凝结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。

   3  混凝土二次振捣的机理分析
      3.1 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。
    3.2 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。
     3.3 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。

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。

 

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