震實混凝土

震實混凝土是指通過使用混凝土振動棒和平板振搗機等設備對混凝土進行振搗，使得混凝土更加緊密的工程。混凝土振搗的密實程度直接影響混凝土的強度、抗滲及抗凍等性能，對建築工程施工質量和使用產生很大的影響。

基本介紹

• 中文名：震實混凝土
• 拼音：zhen shi hun ning tu
• 工具：混凝土振動棒和平板振搗機等 
• 目的：使得混凝土更加緊密 
• 套用：建築道路施工
• 技術難點：高頻振動 

意義

混凝土性能受到材料，環境，施工以及標準等許多因素的影響。從施工角度對混凝土性能的影響來看，混凝土振搗工藝無疑是最為重要的影響因素。混凝土振搗的密實程度直接影響混凝土的強度、抗滲及抗凍等性能，對建築工程施工質量和使用產生很大的影響。

國內的混凝土震實工藝的缺點

振搗質量標準低，檢測手段落後

水泥混凝土製品及混凝土拌合物質量檢驗標準中，振搗頻次及混凝土本體的內部質量標準缺乏。檢驗手段落後。缺乏直觀的振搗頻率測量儀器和標準以便於在施工來把握數據。國內混凝土產品本身設定的振搗質量標準低，同時，由於國內混凝土施工水平不高，落後的振搗工藝仍有存在的餘地。混凝土振搗質量檢驗標準不嚴格，缺少相應的檢驗手段，導致混凝土產品質量低下。如在混凝土隧道管片標準中，國內標準對混凝土保護層的厚度比國外的要求低的多；另外，有些項目仍套用振搗棒振搗，增加不穩定因素；目前，國外的混凝土保護層尺寸用紅外測量，後期用射線來檢驗內部質量缺陷，能最大地減低質量的危險性。國內的混凝土施工質量驗收規範僅有施工過程隱蔽工程質量驗收，對混凝土成品沒有檢測要求及相應的檢測手段。

振搗設備水平低，振搗效果差

目前，國內混凝土振搗普遍使用低頻振搗器及軟軸式振動棒，振動頻率約3000r/min，此外頻率在混凝土中還要衰減20%。振搗器大多質量低下，損壞頻率極高。尤其是高頻振動器的部件和工藝與國外仍有巨大差距。據美國的相關報導其混凝土振搗典型頻率為15000轉的只需5-15秒，目前內部振動器大多數為空載12000-17000轉。國外普遍使用高頻振搗器，通過高頻振搗作用引氣劑才能更好地使氣泡的體積變小並使之均勻分布，提高混凝土的耐久性。

模板設計與振搗工藝參數嚴重脫節

模板的設計製造普遍和振搗系統脫節，不能體現動態下模板作用及附著方式對混凝土搗實的特性的影響，振搗方案存在參數和混凝土特性的不匹配。國外的模板上普遍使用頻率測定儀，測量來自振動器、模板及混凝土的問題，並可以據此制定出合理的工藝參數，保證工程管理的可控性，量化性。

目前，國內混凝土振搗器操作人員對設備使用大多不熟練，運用附著式振搗器通過模板振搗的方式減少人工的使用量，提高混凝土拌合物的質量。以混凝土箱梁生產為例，腹板澆築主要以插入式振搗棒振搗為主，人工使用量為12-18，混凝土振搗質量控制受到了操作者技術、責任心和體力狀況等因素影響，難以保證質量；國外同樣的箱梁施工，腹板連底板，兩上翼板都是通過附著式振動器控制下料及內部振搗，在端頭張拉預應力筋的地方使用振搗棒操作。在北京輕軌施工中，支撐軌道的墩柱也是在用人工振搗棒自上而下地進行振搗，在這些類似的混凝土製品上由於內部鋼筋網密集，實際上有許多操作的困難而且易造成質量的問題，降低混凝土的使用壽命。

混凝土振搗工藝的關鍵環節

基於目前混凝土振搗工藝存在的問題，需要從混凝土振搗方式及振搗工藝參數（包括振搗頻率、振搗加速度及振搗持續時間）等關鍵環節考慮，提高混凝土的振搗質量。

混凝土振搗方式的選擇

混凝土振搗機具的選擇主要從混凝土振搗質量、勞動力數量及技術可操作性等方面考慮。選擇外部振動器還是內部振搗棒，國外一般採用從模板的內部進行振搗的內部振搗模式，實際上用外部振動器可以實現自動控制。以軌道板的生產為例，國外一般的振動方案是2個氣動外部振動器，保證不破壞內部樹脂塗層的鋼筋塑膠包頭的振搗棒插入振搗四個角，，在拐角以及厚度超過振搗範圍的時候，採用內部振搗方式解決。

振搗頻率的選擇

美國混凝土製品標準協會對振搗器的頻率和使用要求，一定產品必須使用多少頻率的振搗器，而中國沒有要求。提高混凝土強度的重要一點就是降低水灰比，而高頻振動器可以在相對較低的水灰比的情況下較好振搗，從而提高了其耐久性。相同體積的混凝土振搗質量和效率是和作用在混凝土的振搗頻率、振幅及激振力有直接關係。混凝土振搗過程實際上是使澆灌後的混凝土與骨料之間失去空隙，達到密實狀態，也是混凝土的一種液化過程，當振搗的振動頻率與骨料固有的自振頻率相接近時，就能大大的促進混凝土的液化，獲得良好的振搗效果。

對於一定的混凝土，振幅和振動頻率的選擇應互相協調，既要使顆粒的振動衰減小，又不致使顆粒在振動過程中出現靜止狀態。試驗結果表明，當振動速度超過極限速度值時，顆粒的振幅還必須超過某一極限振幅值（一般0.04mm）混凝土才能液化，故所選用的振幅不宜過小。但振幅過大也會降低振動效果，因這將使顆粒產生跳躍搗擊，而不是作諧振運動，混凝土內部產生渦流致使混凝土呈現分層現象，且顆粒在跳躍過程中會吸入大量空氣，降低混凝土的密實度。合適的振幅值與骨料顆粒的粒徑和混凝土的流動性有關。隨著骨料粒徑的減小，振幅宜減小，但振動頻率則應相應地增大，以保持必要的振動速度。當強迫振動的頻率與顆粒的固有頻率相同時，則會產生共振現象，這時振動的衰減最小，振幅可達最大。

由於混凝土中顆粒粒徑大小不同，不可能分別對各種粒徑都採用相應的振動頻率，而只能在一定的粒組成範圍選擇一個適宜的平均振動頻率值。骨料顆粒直徑較大時宜用頻率較低的振搗棒。顆粒較小時，宜用頻率較高的振搗棒。根據國外的資料，低於1500r/min的低頻可以振動大的骨料，中頻3000-6000r/min可以振動小粒徑的砂石，而12000-20000r/min的頻率才用於振動砂漿和水泥，一方面使砂漿流動起到潤滑作用，另外砂漿的本身也被聚集振實，最經濟有效的辦法是使用高頻振動。

振動加速度及振動持續時間

試驗研究表明，振動加速度對混凝土拌合物粘度的降低有很大影響。對一般流動性混凝土拌合物，當加速度接近0.5g（g為重力加速度）時，混凝土開始密實，然後隨著加速度的增加，密實效果呈直線提高。但當加速度超過4g後，密實效果則不再提高了。合適的振幅、振動頻率、振動速度以及振動加速度值的選擇，是以在一定的振動延續時間內保證混凝土能達到要求的密實度為條件來確定的。當振幅與振動頻率已選定保持不變時，對於一定流動性的混凝土所需的振動延續時間有一臨界值。低於這一臨界值，混凝土不能充分搗實，高於臨界值，混凝土的密實度也不會有顯著的增長，而且當振動時間過長時會導致混凝土產生離析現象，反而降低混凝土的質量。

在最新的混凝土工程結構施工規範中對混凝土拌合物的振搗時間沒有給出具體時間限定，但在規範的第8.4.3條款中指出：當混凝土表面無明顯坍塌、有水泥漿出現、不再冒氣泡，應結束該部位振搗”。目前，一般混凝土拌合物振搗時間為20-30s。