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摘要:混凝土结构的耐久性很大程度上与混凝土的密实度有关,提高混凝土的密实度成为制约混凝土耐久性的重要因素。在现代施工方法中,能够在节约成本的前提下有效提高混凝土的耐久性,加强混凝土的二次振捣是一个有效的方法,本文从混凝土二次振捣时间选择、初凝时间确定、影响混凝土初凝的因素、振捣工艺及要点等方面对混凝土二次振捣工艺进行论述,望对类似工程有所帮助。
关键词:初凝时间;初凝影响因素;振捣工艺
1.混凝土二次振捣时间选择
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。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,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。
2.初凝时间确定
混凝土的初凝时间,在试验室可以使用阻力仪进行试验测算,在施工现场可以通过经验估算。
2.1试验室确定初凝时间方法
试验室是通过对混凝土进行筛分,提取出砂浆,分为三组试件,再使用合适的振动设备对砂浆进行振捣,由试验人员使用阻力仪分不同时段对砂浆试件进行贯入阻力测试,计算单位面积贯入阻力。
单位面积贯入阻力的结果计算以及初凝时间和终凝时间的确定应按下列方法进行:
fpr=P/A (2-1)
式中:fpr—单位面积贯入阻力(MPa),精确至0.1MPa;
P—贯入阻力(N);
A—测针面积(mm2)。
凝结时间宜按式(2-2)通过线性回归方法确定;根据式(2-2)可求得当单位面积贯人阻力为3.5MPa时对应的时间应为初凝时间,单位面积贯入阻力为28MPa时对应的时间应为终凝时间。
lnt=a+blnfpr (2-2)
式中:t—单位面积贯入阻力对应的测试时间(min);
a、b—线性回归系数。
凝结时间也可用绘图拟合方法确定,应以单位面积贯入阻力为纵坐标,测试时间为横坐标,绘制出单位面积贯入阻力与则试时间之间的关系曲线;分别以3.5MPa和28MPa绘制两条平行于横坐标的直线,与曲线交点的横坐标应分别为初凝时间和终凝时间;凝结时间结果应用h:min表示,精确至5min。
2.2施工现场初凝时间确定方法
(1)从混凝土供应商的配合比报告中可以知道混凝土的初凝时间,以此时间与混凝土的实际时间进行对比,考虑到水泥品种、环境温度、水灰比、外加剂等影响,若实际时间已经接近配合比初凝时间即为初凝。(2)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。根据施工经验,以混凝土坍落度达到30-50mm时作为进行混凝土二次振捣的时间,效果较好。(3)使用测定混凝土初凝时间的专用试验设备测量混凝土的初凝时间。
3.影响混凝土凝结的因素
(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越快。(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。但是在高温环境下.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。
4.混凝土振捣工艺及要点
(1)每一振点的振捣延续时间,应使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落为宜。(2)当采用插入式振动器时,捣实普通混凝土的移动间距,不宜大于振动器作用半径的1.5倍,如图1所示。捣实轻骨料混凝土的移动间距,不宜大于其作用半径;振动器与模板的距离,不应小于其作用半径的0.5倍,并应避免碰撞钢筋、模板、预埋件等;振动器插入下层混凝土内的深度应不小于50mm。一般每点振捣时间为20-30s,使用高频振动器时,最短不应少于10s,应使混凝土表面成水平不再显著下沉,不再出现气泡,表面泛出灰浆为准。振动器插点要均匀排列,可采用“行列式”或“交错式”(图2)的次序移动,不应混用,以免造成混乱而发生漏振。
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图1 插入式振捣器的插入深度
1-新浇筑的混凝土;2-下层已振捣但尚未初凝的混凝土;3-模板
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图2 振捣点的布置
R-振动棒的有效作用半径
(3)作业时,要使振动棒自然沉入混凝土,不可用力猛往下推。一般应垂直插入,并插到下层尚未初凝层中50-100mm,以促使上下层混凝土相互结合。(4)振捣时,要做到“快插慢拔”。快插是为了防止将表层混凝土先振实,与下层混凝土发生分层、离析现象。慢拔是为了使混凝土能来得及填满振动棒抽出时所形成的空间。(5)振动棒各插点间距均匀,一般间距不应超过振动棒有效作用半径的1.5倍。(6)振动棒在混凝土内振密的时间,一般每插点振20-30s,见到混凝土不再显著下沉,不再出现气泡,表面汪出水泥浆和外观均匀为止。如振密时间过长,有效作用半径虽然能适当增加,但总的生产率反而降低,而且还可能使振动棒附近混凝土产生离析。这对塑性混凝土更显重要。此外,振动棒下部振幅要比上部大,故在振密时,应将振动棒上下抽动5-10cm,使混凝土均匀振密。
五.结束语
混凝土的二次振捣虽然能较好的消除粗骨料、钢筋、预埋件等下面的积水和周围水膜,排除泌水;有助于混凝土的层间结合、施工缝新旧混凝土接槎,消除沉降、收缩裂缝等,对泌水性较大的矿渣水泥混凝土、水灰比大的混凝土更有好处。二次振捣法牵涉到许多施工因素,特别是二次振捣的时间,如果处理不当,如振捣时间太迟,可能破坏已浇筑部分钢筋与混凝土之间的粘结以及混凝土的水泥石结构。采用这种方法时务必充分注意,认真试验,慎重实施。
参考文献:
[1]孙培祥.混凝土工程施工技术[M].北京:中国铁道出版社有限公司,2012.
[2]北京土木建筑学会.混凝土工程现场施工处理方法与技巧[M].北京:机械工业出版社,2009.
[3]中华人民共和国住房与城乡建设部.普通混凝土拌合物性能试验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.