摘要:從對原材料的檢驗角度分析商品混凝土產(chǎn)生裂紋的原因,提出了提高商品混凝土質量的對策。
關鍵詞:裂紋;水化熱;細度模數(shù);和易性
中圖分類號:TF 57 文獻標識碼:A
隨著經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展,新工藝、新結構、新技術、新材料的不斷涌現(xiàn),建筑工程的跨度逐漸加大,混凝土工程越來越顯示出了它在工程中的主導地位。本文僅從原材料的檢驗分析角度,淺談商品混凝土在施工澆筑過程中出現(xiàn)的裂紋問題,從控制原材料,把好質量關入手,研究防治對策,提高商品混凝土的質量。
混凝土是由膠凝材料(水泥)、細骨料(如砂子)、粗骨料(石子)及必要時摻入的化學外加劑與礦物混合材料按一定比例混合,經(jīng)攪拌成塑狀拌和物,隨著時間逐漸硬化,具有強度特性的塊體。正是由于混凝土它是一種多相的、分散的復合材料,所以,若其中一項原材料達不到要求或比例不合適,均會對整個混凝土造成影響,從而引起混凝土的質量下降,澆筑以后很容易出現(xiàn)裂紋,甚至坍塌的現(xiàn)象。
1 對水泥的品種及用量的選擇
混凝土中對膠凝材料—水泥的選擇是至關重要的。水泥在硬化過程中要放出大量的水化熱,使混凝土內部溫度大大提高,正是由于這種水化熱的大量聚集,造成混凝土內外溫差增大,從而引起混凝土的裂紋。常溫下,不同品種的水泥的水化熱值是不同的。高水化熱水泥如普通硅酸鹽水泥,前三天的水化熱為70kcal/Kg~85kcal/Kg,而低水化熱水泥如礦渣硅酸鹽水泥, 前三天的水化熱為40kcal/Kg ~60kcal/Kg,混凝土澆筑后,三天內會釋放出50%的水化熱,因此,在滿足配合比強度的要求下,要優(yōu)先選擇低水化熱品種的水泥,尤其在大體積混凝土工程中,更應進行熱工計算,減少混凝土的內外溫差。混凝土中部最高溫度(Tmax)可采用如下公式:
Tmax = T + Ca
式中 T—混凝土入模溫度,單位:℃
C—混凝土單位體積水泥用量,單位:Kg/m3
a—經(jīng)驗系數(shù)(采用礦渣水泥時a=0.1)
2 適當降低混凝土的拌和水用量
用水量大,實際上是增大水灰比,導致混凝土偏稀,易形成沉淀、離析,致使水泥量分布不均勻,混凝土的收縮狀態(tài)不同,隨之產(chǎn)生收縮裂紋。所以,在滿足流動性和可操作性的前提下,降低水灰比,減少用水量,還可以添加一些減水劑,這樣既可以增強混凝土的強度,又可以減少裂紋產(chǎn)生的機會,增加和易性。
3 對細骨料的質量控制
細骨料宜選用級配良好的中砂,按照JGJ52—92《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》中的規(guī)定,應優(yōu)先選用細度模數(shù)在M=2.7~3.0 的中砂,空隙率小,總表面積小,這樣就可以減少水泥用量,防止因溫差造成的裂紋。同時,砂子的含泥量也要嚴格控制,由于砂子中含泥量越大,混凝土收縮變形的機會就越多,裂紋也就會隨之產(chǎn)生。因此,在滿足配合比要求的前提下,應該按照JGJ52—92《普通混凝土用砂質量標準及檢測方法》中對含泥量的規(guī)定,選用含泥量小于1.0%的一類砂子。
4 選擇級配連續(xù)合理的粗骨料
粗骨料粒徑適宜,級配合理良好,其空隙率越小,總表面積小,所以單位體積混凝土的水泥砂漿用量降低。水泥用量下降,水化熱隨之降低,混凝土所產(chǎn)生的收縮裂紋機會降低。同時,粗骨料中針片狀的問題也不容忽視,針片狀的存在不僅造成混凝土強度的降低,同時也消耗更多的水泥,增加了混凝土出現(xiàn)裂紋的機率,應予以嚴格控制。另外,不潔凈的粗骨料也會因為含泥量高而影響水泥砂漿與粗骨料的結合,裂紋也會隨之產(chǎn)生。所以,應按照JGJ53—92《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》中對含泥良的要求選用含泥量小于1%的骨料。在滿足混凝土強度要求的條件下,同時還應注意粗骨料中活性二氧化硅、活性碳酸鹽的含量,因為它會使混凝土產(chǎn)生堿骨料反應而導致混凝土出現(xiàn)裂紋、裂縫。
5 摻合料的合理添加
在混凝土中摻加一定量的摻合料,不僅會降低成本,經(jīng)濟適用,而且還能改善混凝土的性能,減少水泥用量,降低水化熱,減少裂紋的產(chǎn)生。
較多的球形顆粒,可以在水泥顆粒之間起到一種“滾珠”作用,增加了混凝土拌合物的流動度;另一方面,粉煤灰早期具有較低的活性,它對水泥的替代,可以降低水化熱產(chǎn)生的熱峰值。因此,在混凝土中摻入一定量的粉煤灰對環(huán)保和建材的可持續(xù)性發(fā)展具有重要意義。
高爐礦渣粉的應用也越來越得到更廣泛的推廣。礦渣粉來源廣,價格適中,替代水泥量大,后期強度高,這些優(yōu)點都適合成為混凝土的摻合料。另外,高爐礦渣粉具有菱形結構,易于填充水泥顆粒之間,也減少了顆粒間隙用水,可提高拌和物的流動性,改善了水泥水化反應,也起到了減少裂紋產(chǎn)生的作用。
高效減水劑、早強劑等化學外加劑的摻入在很大程度上提高了混凝土的強度和有效地改善了混凝土的和易性,在配合比不變的情況下,在混凝土中摻入外加劑可提高其流動性。由于減少了用水量,故水泥用量也相應地減少了,水灰比降低,所以強度就得到了提高。早強劑的摻入使我們在原有的基礎條件下,提高了混凝土的早期強度,為施工進程中提前脫模創(chuàng)造了有利條件。我們已經(jīng)知道,混凝土產(chǎn)生裂紋的主要原因取決于水泥所產(chǎn)生的變形,外加劑的摻入在提高強度的基礎上,減少了水泥的用量。所以,它對防止混凝土出現(xiàn)裂紋產(chǎn)生了積極的作用。因此,為了防止混凝土產(chǎn)生裂紋或裂縫適量地摻入性能穩(wěn)定、質量優(yōu)良的外加劑是非常必要和可行的。
綜上所述,為了保證工程質量,保證商品混凝土的質量目前,普遍應用的粉煤灰就是摻合料之一。粉煤灰具有優(yōu)良,要嚴把原材料的質量關,避免由于使用材料不當而造成的混凝土裂紋、裂縫,甚至坍塌,在滿足工程要求的前提下,降低成本,提高經(jīng)濟效益,確保出廠的商品混凝土質優(yōu)價廉。
參考文獻
〔1〕李文麗.建筑材料〔M〕.北京:中國建材工業(yè)出版社.,2004.