摘要：如何在施工過程中提高混凝土的性能一直是工程領域的熱點問題，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，并對二次振搗的機理進行了分析。
關鍵詞：混凝土二次振搗 混凝土強度 初凝時間
中圖分類號：TV331 文獻標識碼：A 文章編號：1673-1816(2007)01-0057-04
1 引言
混凝土材料的特殊性，決定了其性能在很大程度上要受到施工方法的影響，如何在施工時保證并盡可能的提高混凝土的各項性能，一直是土建工程領域的一個重大課題。
在各種旨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，節約水泥用量，改善混凝土的抗滲性、耐久性以及裂縫控制都有積極的意義。混凝士的二次振搗在一些水泥制品廠的應用實踐證明，混凝土二次振搗工藝不僅應用較為簡便，而且對于提高混凝土質量、降低工程成本等都有很大的實際意義，值得大家給予關注。
2 混凝土二次振搗簡介
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。其實在工程施工中，也都間接或直接的進行過混凝土二次振搗，例如鋼筋混凝土柱的施工時，當在澆筑完的下層混凝土斷面進行上部澆筑時，使用插入式振動器，依靠重力插入下層，振動器的振動就會對下層混凝土進行二次振搗，或振動器的振動影響到下部構件的鋼筋，而鋼筋的振動就會對下層混凝土進行二次振搗。
混凝土二次振搗在工程中的應用歷史可以追溯到第二次世界大戰混凝土船的制作，人們那時就發現混凝土經過二次振搗，不僅提高了強度，還可以使水平鋼筋的混凝土裂縫消失，并降低了混凝土的滲水性。
混凝土的二次振搗有很多優點，不僅可以提高混凝土的強度，或在保證強度的前提下節約水泥的用量，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生的裂紋和細縫。據有關實驗表明，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約水泥用量l5 ％左右。
3 混凝土二次振搗方法
3.1 選擇正確的二次振搗時間是關鍵
混凝土二次振搗能否取得預期效果的關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，則會破壞混凝土結構，影響混凝土質量。大量實踐表明，混凝土的二次振搗時間應在混凝土初凝前1～4 h左右進行較佳，尤其是在混凝土初凝前1 h進行效果最理想。但由于混凝土的凝結時間要受到水泥品種、配合比、坍落度、氣溫、施工方法以及外加劑等因素的影響，所以具體的時間還要根據施工的實際情況加以選擇。
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（特別是初凝前l h的時間）。根據的施工經驗，以混凝土坍落度達到30～50 mm時作為進行混凝土二次振搗的時間，效果較好。此時，將運行著的振動棒以其自重插入混凝土中進行振搗，混凝土仍可恢復塑性，當振動棒小心地拔出后，混凝土能自行閉合，而不會留下孔穴。
3.2 根據不同的結構選擇不同的振搗方法
混凝土的二次振搗要取得較好的效果，還要根據結構形式的不同采取不同的振搗方法：
（1）對于T、I型預制梁，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，應在柱和墻澆筑完畢后停歇l h，使其獲得初步沉實，再繼續澆筑。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。
另外，無論采用哪種振搗方式，二次振搗的幅度要輕于一次振搗。使用插入式振搗器振搗，以混凝土停止泛漿，沒有明顯下沉為止，然后緩慢拔出振搗器；使用附著式振搗器振搗時，沿混凝土表面縱橫方向振搗一遍即可。
3.3 二次振搗的注意事項
二次振搗的關鍵是振搗時機的選擇，雖然可以在施工前借助多種手段測定混凝土的凝結時間，但由于測試時間、試驗室環境溫度與施工時間及現場環境溫度有較大差異，因此混凝土的凝結時間也會有差異，所以施工時應根據施工現場實際情況，重新確定混凝土進行二次振搗的時間。根據施工經驗可以根據以下因素結合施工現場的實際情況對二次振搗時間加以調整。
（1）氣溫：混凝土的凝結時間與氣溫變化密切相關，氣溫升高則凝結變快，二次振搗的時間就應提前，反之就要推后。另外，還應注意晝夜溫差，對振搗時間適時調整。
（2）水泥品種：摻有混合材料的水泥一般較純熟料水泥凝結時間長，例如礦渣酸鹽水泥較普通硅酸鹽水泥凝結時間長。
（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時間短。
（4）坍落度：一般情況，凝結時間隨坍落度增加而有一定的延長。但是在高溫季節，混凝土的凝結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。振搗時要盡量減少構件表面荷載，避免破壞構件整體性，還要盡量避免碰撞鋼筋、模板和預埋件。
4 混凝土二次振搗的機理分析
4.1 二次振搗對混凝土拌和物密實度以及整體均勻性的提高
在澆筑混凝土結構時，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，很少能實現相對穩定的狀態，粗骨料在自重作用下仍有下沉，水分和氣泡上升，這種物理現象會一直持續到混凝土失去塑性（初凝之前止），其結果會造成粗細顆粒上下分布不均勻的現象。粗大顆粒在混凝土（實際上是水泥）凝結前的下沉，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，習慣稱之為混凝土的外分層。而且隨著外分層的發展，還會出現內分層，即粗骨料周圍區域密實度發展不均勻。粗骨料上部區域的密實度最大的，側面區域的密實度中等（正常區），下部區域的密實度則最小（充水區），內分層的出現進一步的加劇了混凝土內部結構的不均勻。外分層與內分層的共同特點都是在骨料的下部形成充水區，充水區中也含有一部分氣體，隨著時間增長水分蒸發后，就會成為空穴，嚴重降低了混凝土的強度。間隔一定時間進行的二次振搗，可以使本來已經接近凝結的混凝土經振搗液化，重新恢復塑性，將由于內分層被封閉在粗骨料下部的水囊內的水和氣泡釋放出來，進而使得這個充水區被水泥漿體所填塞，而且二次振搗時的混凝土已接近凝結，混凝土拌和物內存在大量晶體和膠凝物，粘滯阻力及抗剪強度較大，骨料和水分相對運動的程度很小，加之很快即凝結，凝結后的混凝土就會達到一種比較理想的狀態。
這就增大了混凝土的密實度及整體的均勻性，通常二次振搗后的混凝土的密實度可提高l ％～3 ％，混凝土的強度也相應得到提高。
4.2 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生反應， 生成相應的水化產物，水化產物很快溶解于水，水泥顆粒又暴露出新的表面再與水反應生成水化產物，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生反應，水化就結束了。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，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的滲透以及內部水分向外的擴散，減緩了水泥的水化速度。而且膜層內部水分引起的水化反應使膜層向內增厚，經由膜層向外擴散的水化物聚集于膜層外側又使膜層向外增厚，這時水化反應就更慢了。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入，與尚未水化的水泥核接觸，加速水化反應的速度，直到新生成的凝膠體重新修補破裂的膜層為止。可見如果適時進行二次振搗，就能提高水泥的水化速度以及水化程度，對混凝土的早期強度與后期強度都有很大的幫助。
4.3 二次振搗能加強水泥石同粗骨料以及鋼筋間的界面強度
接常規工藝澆筑振搗的混凝土，在隨后的靜停時間內，就粗骨料而言，由于自重引起的下沉，使得其下部形成充水區，同時一部分水分也會沿著粗骨料的側面向上運動，使得粗骨料的側面出現水分上遷的通道，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。另一方面，由于界面處水泥顆粒濃度的增加，也降低了強度較弱的六方板狀的晶粒氫氧化鈣的生成數量，這也同樣增加了界面間的強度。
5 結語
二次振搗施工工藝雖然有很多的優點，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生，導致混凝土的水泥石結構破壞，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。
參考文獻：
[1]馮克勤,陳耀東.混凝土工程[M].北京:中國建筑工業出版社.1981
[2]韓素芳,耿維恕.鋼筋混凝土結構裂縫控制指南[M].北京:化學工業出版社.2004
