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預拌混凝土

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2009-01-19  來源:中國混凝土網  作者:中國混凝土網
核心提示:預拌混凝土

1 預拌混凝土的性能特點

1 . 1 優(yōu)點
(1) 具有工業(yè)化、專業(yè)化大生產的特點,在質量控制、新產品技術開發(fā)、成本控制、技術服務等方面具有相當的優(yōu)勢。
(2) 質量相對于現(xiàn)場攪拌的混凝土更穩(wěn)定,機械化程度高,計量準確,攪拌均勻,使混凝土離散性大大減少。
(3) 加快施工速度,減少粉塵、噪音等環(huán)境污染,有利于文明施工和提高工程質量。

1 . 2 常見的質量缺陷
   混凝土是一種非均質混合材料,質量波動較大。原材料的質量波動、配合比的波動,生產過程的條件變化以及施工方法及水平等都會影響預拌混凝土的產品質量。預拌混凝土存在著如下一些質量通病。

1 . 2 . 1 和易性不好
   和易性主要指混凝土的流動性、黏聚性和保水性。若是泵送混凝土,還必須具有良好的可泵性,要求混凝土具有摩擦阻力小、不產生離析、不阻塞、能順利完成泵送。
(1) 坍落度損失。坍落度損失集中反映在拌合物失水率和凝結硬化速率?;炷翑嚢韬螅涍^一定時間,拌合物逐漸變稠而黏聚性增強,流動性逐漸變低。將給運輸、泵送、振搗、抹壓和養(yǎng)護等作業(yè)帶來相應困難,容易導致混凝土成型后表面出現(xiàn)蜂窩、麻面等質量問題。
(2) 混凝土離析?;炷翑嚢韬笃涓鹘M分相互分離,而造成不均勻的自身傾向。混凝土離析后在泵送過程中易堵管、爆管,施工中拌合物易分層。造成構件強度不均勻、開裂。
(3) 混凝土泌水?;炷林邪韬纤圆煌绞綇陌韬衔镏蟹蛛x出來。固體材料在混凝土拌合物中下沉使水被排除并上升至表面,使表面形成浮漿。有些水通過模板縫滲漏使混凝土表面產生缺陷。

1 . 2 . 2 混凝土早期強度過低或后期強度不足
(1) 由于混凝土是一種非勻質材料,且生產過程中影響質量的因素較多,所以具有較大的強度離散性。
(2) 外加劑使用不當 , 工程中為了改善混凝土拌合物的和易性,經常摻入粉煤灰、礦渣等摻合料以及減水劑、緩凝劑等外加劑,當摻入過量時會影響混凝土的強度;施工現(xiàn)場為滿足泵送要求,隨意在運輸過程中加水,也會造成強度和耐久性降低。

1 . 2 . 3 裂縫問題
(1) 干縮裂縫:混凝土硬化過程中水泥水化而引起的體積收縮,以及混凝土內部游離水由表及里逐漸蒸發(fā),混凝土內外形成了濕度梯度。在約束條件下,收縮應力大于抗拉強度時,出現(xiàn)干縮裂縫。早期收縮裂縫比較細微,隨著干燥程度增大收縮量也逐漸明顯。這種裂縫上寬下窄,施工風口處、樓板尤其多見。
(2) 溫度裂縫:水泥水化作用釋放出大量的熱量, 3d 內會放出 50 %水化熱,如果未采取有效降溫措施,導致混凝土內外溫差大于 25 ℃ ,而內外溫度梯度引起很大的溫度應力會造成結構開裂,、

1 . 2 . 4 混凝土凝結異常
   外加劑與水泥的適應性不佳或外加劑超過臨界摻量,混凝土拌合物常發(fā)生速凝、假凝和緩凝等現(xiàn)象,影響混凝土施工質量。

2 預拌混凝土拌合物的質量控制
2 . 1 原材料
   混凝土的原材料主要有水泥、砂、石、外加劑、水和摻合料等六種,原材料的質量直接影響混凝土的性能。對進場的原材料應及時通過目測材料外觀質量和檢查其質量證明文件,包括產品合格證和出廠檢驗報告,然后再進行復驗,各項指標應滿足標準的要求。

2 . 1 . 1 水泥
   水泥的性能質量對混凝土強度、變形、耐久性均具有重要影響。水泥的品種、強度等級、生產廠家以及不同生產批,其細度、凝結時間、強度都有所不同,會影響混凝土拌合物的用水量、坍落度及混凝土強度。
(1) 針對不同用途的混凝土正確選擇水泥品種。從控制裂縫的角度考慮,水泥品種優(yōu)先選擇的次序宜為:低堿水泥、硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥;大體積混凝土宜選用低熱水泥。無特殊要求時,不宜選用早強水泥、含堿量較大的水泥、較細的水泥。
(2) 根據 GB 50204 — 2002 規(guī)定,應對水泥的強度、安定性進行復驗,合格后方可使用。必要時還應對其他性能指標進行復驗,如細度、凝結時間等。
(3) 水泥標準稠度用水量的測定。水泥標準稠度用水量是指水泥漿達到標準稠度時所需要的用水量。水泥標準稠度用水量的大小不同,對所拌制混凝土拌合物的稠度有一定的影響作用。相同強度時選擇需水量小的水泥,在配制混凝土時采用需水量小的水泥可降低水泥用量。
(4) 將水泥強度富余量、強度標準差、標準稠度用水量、初終凝時間、對多數減水劑的適應性和經時坍落度損失率等技術指標相結合,綜合評價水泥質量的優(yōu)劣。

2 . 1 . 2 細骨料
   細骨料在混凝土中主要起填充石子孔隙的填充級配作用,配制混凝土所用細骨料質量要求主要是控制有害雜質含量、適宜的粗細程度與合理的級配。
(1) 每一檢驗批至少應進行顆粒級配、細度模數、松散堆積密度、含泥量及泥塊含量檢驗。砂子的顆粒級配合理、含泥量低有利于強度和工作性的提高。人工砂和風化后的山砂的需水量大、顆粒形狀和級配不合理使拌合物流動性下降。河砂是理想的細骨料,使用時應正確選擇細度模數。
(2) 配制高強混凝土時宜用粗砂,普通流態(tài)混凝土宜用中砂。砂子的細度模數影響混凝土的砂率和用水量,砂率高用水量大,坍落度損失快。砂率偏低容易產生泌水和離析。
(3) 對海砂或砂中氯離子含量有懷疑或有要求時,應按批檢驗氯離子含量。
(4) 細骨料的級配發(fā)生改變時,可在保證原設計水灰比不變的情況下調整水泥漿的用量。

2 . 1 . 3 粗骨料
   在混凝土硬化后,石子起到骨架作用,占有混凝土中的大部分體積,石子的最大粒徑和級配對混凝土的流動性、強度、耐久性和經濟性方面均起主要作用。
(1) 配制混凝土所用粗骨料質量要求,主要是顆粒表面形狀、最大粒徑、有害雜質限量、顆粒級配及顆粒強度。
(2) 對石子中氯離子含量有懷疑或有要求時,應按批檢驗氯離子含量。
(3) 粗骨料的級配發(fā)生變化時,可調整砂率使粗細骨料混合后的堆積密度增大。

2 . 1 . 4 水
   一般水中常含有某些雜質,對混凝土的正常凝結硬化產生不利影響,不利于混凝土強度發(fā)展,加快鋼筋銹蝕,污染混凝土表面,特別應注意水與水泥,外加劑之間的相容性問題,及水中雜質含量。宜采用飲用水。當采用其他來源的水,水質必須符合國家現(xiàn)行標推《混凝土拌合用水標準》的規(guī)定。

2 . 1 . 5 外加劑
   預拌混凝土所用的外加劑包括:引氣劑、減水劑、早強劑、緩凝劑、泵送劑、防凍劑、膨脹劑、防水劑等。
(1) 根據混凝土的原材料、配合比和標號選擇相應的外加劑品種,確定對外加劑的減水率和摻量的要求。
(2) 針對外加劑的種類進行 pH 值、密度 ( 或細度 ) 、含氣量、混凝土減水率和凝結時間、坍落度損失、鋼筋銹蝕等項目的檢驗。
(3) 根據工程類型、氣候條件、運輸距離,泵送高度等因素,確定對坍落度損失程度、凝結時間和早期強度的要求。通過混凝土試配,經濟性評估后才能應用外加劑。
(4) 滿足其它特殊要求 ( 如抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、耐磨性等 ) 。

2 . 2 混凝土配合比的控制和優(yōu)化
   混凝土配合比是組成混凝土的各種材料在數量上的比例關系。不同的比例關系可使混凝土具有不同的和易性;可使混凝土在使用中具有不同的強度、耐久性。

2 . 2 . 1 混凝土配合比應滿足的要求
(1) 工程結構特征的要求
   不同的結構類型對混凝土的性能有一定的要求,如大體積混凝土的配合比設計時應考慮水泥水化放熱對結構的影響;大面積薄壁結構及振搗困難的部位應考慮混凝土的自密實;應根據混凝土結構的實際尺寸及內部配筋的特點來選擇粗骨料的粒徑。
(2) 施工要求
   (a) 粗骨料粒徑
   為使混凝土振搗密實,保證混凝土施工質量,應根據混凝土結構的實際尺寸來選擇混凝土采用的粗骨料粒徑?;炷劣玫拇止橇?,其最大顆粒粒徑不得超過結構截面最小尺寸的 1/4 ,且不得超過鋼筋間最小凈距的 3/4 。泵送混凝上用碎石不應大于輸送管內徑的 1/3 ,卵石不應大于輸送管內徑的 2/5 ,并符合泵送技術條件要求。
   (b) 稠度
   混凝土稠度是由水灰比決定的,在水泥用量不變條件下的單位體積拌合物內,如果水灰比增大,稠度將減小,拌合物的流動性將隨之加大,而使黏聚性及保水性變差;如果水灰比減小,稠度將增大,拌合物的流動性將隨之減小,又為施工澆筑振搗造成困難,影響混凝土密實性。因此,混凝土的水灰比應以滿足黏聚性、保水性為度。尤其是過大的水灰比將形成過大的孔隙率,對混凝土密實度、強度和耐久性極為不利。若是泵送混凝土,還必須具有良好的可泵性,要求混凝土具有摩擦阻力小、不產生離析、不阻塞、能順利完成泵送。
   (c) 砂率
   砂率大小反應了骨料孔隙和總表面積大小,對混凝土拌合物和易性產生顯著影響。如砂率過大,骨料總表面積與孔隙率均加大,在水泥漿用量不變情況下,水泥漿不足以起到充分填充、包裹、潤滑骨料作用,使拌合物流動性減?。蝗缟奥蔬^小,又不能保證在粗骨料之間有足夠的砂漿層,也會降低混凝土拌合物的流動性,而且嚴重影響?zhàn)ぞ坌院捅K?,容易造成分層離析。因此合理砂率能使混凝土拌合物獲得最大流動性且能保持良好的黏聚性和保水性的砂率,而水泥用量最少。

(3) 強度要求
   (a) 抗壓強度是混凝土的一個重要力學指標。然而混凝土是一種非勻質的材料,且生產過程中影響質量的因素較多,因此強度離散性較大。為了要滿足設計要求強度等級的混凝土,使其具有大于 95 %的保證率,應設計具有一定富余強度的混凝土配合比。
   (b) 抗折強度有時也是控制混凝土質量的一個重要技術指標,在道路混凝土工程中,常以混凝土 28d 抗折強度作為控制指標,據研究,混凝土的抗壓強度高,其抗折強度也高些。

(4) 耐久性要求
   混凝土耐久性是混凝土長期在環(huán)境中使用,能夠保持其使用要求和使用壽命的能力,包括抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化性、堿骨料反應,以及氯離子對混凝土結構內鋼筋的銹蝕作用等。應根據工程的特點和所處的環(huán)境條件不同以及工程設計上的要求,配制具有相應耐久性能的混凝土。

(5) 經濟性要求
   (a) 在設計和施工要求允許的情況下,選用顆粒盡量粗些的級配良好的砂、石子和采用合理的砂率,以便盡可能節(jié)約水泥。
   (b) 采用“雙摻”技術。采用摻合料取代水泥,采用外加劑降低水泥用量均可達到既改善混凝土的性能,又降低成本的效果。

2 . 2 . 2 混凝土配合比控制
   混凝土配合比設計的基本方法是“計算—試驗”法。即采用經驗公式和經驗數據通過初步計算,再經過試驗的方法來調整和修正,最后得到各種性能要求又經濟的配合比。
配合比的設計優(yōu)化:
(1) 根據混凝土結構設計要求的混凝土強度等級、工作性、耐久性要求進行配合比設計,確定混凝土的配制強度。
(2) 根據工程的結構特點,如結構斷面尺寸,鋼筋的布置,設計強度等級、工程所處環(huán)境條件及耐久性要求,選擇原材料,確定骨料的粒徑和混凝土拌合物的稠度。
(3) 根據工程特點、施工方案與施工方法、運輸距離及時間、氣候等,確定混凝土的坍落度以及是否需要摻入外加劑。
(4) 在生產過程對混凝土配合比進行動態(tài)控制,根據工程情況、設計要求、氣候變化、運輸途中的交通狀況、原材料的變化情況及工地的配合程度等因素,結合實踐經驗進行調整。

2 . 3 混凝土拌合物的質量檢測
   混凝土拌合物的質量指標主要有稠度、含氣量、水灰比、水泥含量和均勻性。
(1) 稠度應以坍落度與維勃稠度表示?;炷涟韬衔锏暮鸵仔灾饕Q于拌合物的稠度。在混凝土施工中,針對建筑結構特點以及不同的施工條件和施工方法應采用相應的稠度才能保證混凝土的施工質量。因此,應對混凝土拌合物的稠度加以控制。
(2) 含氣量。摻入引氣外加劑的混凝土拌合物應檢驗其含氣量。在混凝土中引入一定量氣泡不僅可以改善拌合物的和易性,而且還能有效地提高混凝土的耐久性。但是氣泡的引入會降低硬化后的混凝土的彈性模量和強度。一般,含氣量每增加 1 %,混凝土強度約下降 3 % -5 %。因此應根據粗骨料的最大粒徑,控制混凝土拌合物中含氣量不超過規(guī)定限值。
(3) 水灰比、水泥含量和均勻性。混凝土拌合物的水灰比、水泥含量和均勻性既會影響混凝土拌合物的和易性,又會影響混凝土的密實性、強度、耐久性等?;炷恋淖畲笏冶群妥钚∷嘤昧繎显O計要求和規(guī)范規(guī)定,且應對混凝土拌合物的均勻性進行檢測。

3 預拌混凝土的施工質量控制和管理
3 . 1 澆筑質量控制和管理
   混凝土施工澆筑時,坍落度的選擇,主要根據構件截面大小、鋼筋疏密、振搗方式及施工方法確定。(1) 嚴格按照混凝土澆筑或泵送混凝土施工的專項施工方案組織施工。
(2) 混凝土澆筑應連續(xù)進行。當須有間歇時,其間歇時間宜縮短,并應在下層混凝土凝結之前,將次層混凝土澆筑完畢。混凝土運輸、澆筑及間歇的全部時間不得超過混凝土初凝時間,當超過時應留置施工縫。
(3) 施工縫的留置必須遵守設計要求和規(guī)范規(guī)定。施工縫的位置應在混凝土澆筑前確定,并應留置在結構受剪力較小且便于施工的部位。
(4) 混凝土的澆筑,應由遠至近澆筑、由低處向高處、同一區(qū)域的先豎向結構后水平結構,分層連續(xù)澆筑,分層的厚度應按照施工規(guī)范的技術參數;澆筑頂面要經常保持水平以減少混凝土在模板內的流動,防止混凝土離析。
(5) 混凝土自高處傾落時,其自由傾落高度不宜超過 2m ,如自由下落高度較大時,應使用串筒或溜槽下落,以防止混凝土產生離析。
(6) 加強大體積混凝土施工管理,必須控制混凝土內部的最高溫度。防止溫度裂縫的產生。

3 . 2 成品養(yǎng)護質量控制和管理
(1) 為了使水泥充分水化,加速商品混凝土硬化;防止商品混凝土因氣候自然條件而出現(xiàn)不正常的裂紋現(xiàn)象。在混凝土澆筑完畢后,應在 12h 內加以覆蓋并保濕養(yǎng)護,使混凝土保持足夠的濕潤狀態(tài)。
(2) 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土澆水養(yǎng)護日期不得少于 7d ;有抗?jié)B要求、使用緩凝劑、粉煤灰水泥的混凝土及補償收縮混凝土,澆水養(yǎng)護日期不得少于 14d ;大體積混凝土的養(yǎng)護,還應采取降溫措施。
(3) 當溫度低于 5 ℃ 時,不得澆水養(yǎng)護混凝土,應采取加熱保溫養(yǎng)護或延長混凝土養(yǎng)護時間。
(4) 混凝土強度達到 2.2N/ l ㎜ 2 前,不得在其上踐踏或安裝模板及支架。

[ 應用實例 1

預拌混凝土常見質量問題的成因分析和防治

1 .高強度等級混凝土強度偏低、現(xiàn)澆構件裂縫的成因分析
1 . 1 預拌高強度等級混凝土強度偏低的成因分析
   在使用了預拌混凝土的 50 余項工程中,對其出廠混凝土強度和工地現(xiàn)場預拌混凝土的強度進行了抽樣檢測,其中 C40 以上高強度等級混凝土強度不符合設計要求的占 5 %,經分析,造成強度偏低的原因主要有以下幾方面:

1) 粗骨料強度不符合要求、混凝土配制強度低。
   粗骨料級配、含泥量、最大粒徑、針片狀含量等對混凝土強度有一定的影響,人們往往對粗骨料的強度給予忽視。對一些強度等級低的混凝土,其粗骨料強度一般都能滿足要求,也無須檢驗。但對強度等級較高的混凝土,粗骨料的強度非常關鍵,因此必須檢驗。在生產中,多數攪拌站的粗骨料檢驗報告中,沒有列出碎石壓碎指標值。有些攪拌站一味追求低成本,采用低配制強度,過分利用水泥的富裕系數,造成混凝土配制強度偏低,存在很大危險,影響工程質量。

2) 未考慮雨季砂石集料的含水以及施工現(xiàn)場加水致使水灰比過大。
   有些攪拌站無自動測定砂石含水率的儀器,在遇到下雨天氣,僅憑經驗判斷含水率,未按有關規(guī)定增加砂石含水率測定次數,未及時調整砂、石用量及用水量,有的干脆不估測也不調整,這樣造成雨天水灰比過大,從而影響混凝土強度。有些攪拌站生產區(qū)離施工現(xiàn)場較遠,加上去年南昌地區(qū)氣溫較高,在混凝土運輸過程中,未對攪拌運輸采取有效的防高溫措施,使得有的攪拌車在運輸過程中,混凝土的水分蒸發(fā),坍落度減小。由于有些施工人員對隨意加水會降低混凝土強度和耐久性的認識不足,為便于攪拌、泵送、澆筑,就在施工現(xiàn)場隨意加水以致水灰比過大,坍落度增大,從而造成混凝土強度偏低。

3) 生產過程中粉煤灰及外加劑的摻量過大。
   有些攪拌站盲目追求降低生產成本,節(jié)約水泥用量,未經對粉煤灰和外加劑進行試配,僅根據一些經驗和外加劑廠家的說明書,在生產商品混凝土時未嚴格控制粉煤灰的摻量。也有的廠家,由于生產管理混亂,對粉煤灰和外加劑的堆放不規(guī)范,以致在生產過程中錯用粉煤灰和外加劑,從而導致混凝土強度偏低。

1 . 2 裂縫類型和產生原因分析
   在本地區(qū)使用了商品混凝土的 50 余項工程中,不同構件出現(xiàn)不同程度和形狀的裂縫占 20 %。裂縫種類繁多,有些裂縫影響建筑物的安全性和耐久性,有些裂縫只影響建筑物的美觀。大量裂縫的出現(xiàn),并非與荷載作用有直接關系,通過大量的調查與實測證明,這種裂縫是由于變形作用引起,包括溫度變形 ( 水泥的水化熱、氣溫變化、環(huán)境生產熱 ) 、收縮變形 ( 塑性收縮、于燥收縮、碳化收縮 ) 及地基不均勻沉降 ( 膨脹 ) 變形。其裂縫類型及成因:

1) 塑性沉降裂縫。
   混凝土澆筑后不均勻沉降產生的沉縮裂縫。因混凝土配合比不良,大厚度構件澆筑后數小時內出現(xiàn)基礎或混凝上自身沉降,模板脹動所致。

2) 收縮裂縫。
   混凝土塑性階段水分蒸發(fā),由混凝土于燥收縮引起體積變化,周圍受約束或高配筋率的構件,硬化期間或硬化后出現(xiàn)。

3) 溫差裂縫。
   水泥水化過程中發(fā)熱與散熱條件形成的內表溫差,表面與環(huán)境溫差,降溫過快或急冷急熱產生的溫差導致的收縮裂縫,這種裂縫在大體積混凝土施工期間出現(xiàn)。

4) 干縮裂縫。
   混凝土凝結硬化中,化學作用使硬化后絕對體積減小自縮和硬化過程中水分繼續(xù)散失的干縮裂縫。由于混凝土表面失水較快,在收縮應力的作用下出現(xiàn)。 a .從混凝土自身來看,混凝土強度等級提高時,通常采用增大水泥用量,摻入外加劑減少水的加入等措施來保證混凝土的強度,并保持泵送混凝土所需要的流動性。 C40 ~ C50 混凝土,一般水泥用量都在 450 ~ 500kg /m 3 ,再加上高效減水劑使水灰比控制在 0 . 35 ~ 0.40 ,坍落度可以達到 160 ~ 180mm ,凝結時間一般在初凝 7 ~ 9h ,在初凝之前混凝土是沒有強度的,但遇到環(huán)境溫度比較高,混凝土表層的水分很容易蒸發(fā) ( 空氣相對濕度低,再加 - 上有風吹 ) ,隨著水分蒸發(fā),表面收縮,導致裂縫產生。此類裂縫,無方向性,裂縫較細為 0.1 ~ 0.3mm ,裂縫數量較多。 b .泵送混凝土泵前加水局部水灰比過大,水泥漿含水過多,當水分蒸發(fā)后表面收縮也會產生裂縫。 c .氣候的影響,南昌地區(qū)夏季出現(xiàn)了高溫氣候,此時澆筑混凝土梁板表面混凝土水分最易蒸發(fā),表層水分的散失,即帶來了大量細而短的、不規(guī)則裂縫,而同時澆筑的梁、柱,因其表面系數小,又有模板包圍,裂縫自然不易產生。

5) 荷載裂縫。
   配筋不當或附加筋錯位的附加應力裂縫。

6) 脹縮裂縫。
   水泥、摻合料、外加劑本身不安定或摻混不均產生的脹縮裂縫。

7) 混凝土初凝時受擾動,出現(xiàn)變形裂縫。
   混凝土在未凝結前,受到外力,混凝土可以有恢復作用,但初凝后,混凝土逐漸失去本身的流動性,出現(xiàn)了裂縫就不可能恢復了。擾動的來源有以下幾個方面:
a .泵送管道支撐對樓板的沖擊和振動;樓板面積比較大時,泵送管道通常架設在模板上,由于泵送管道布置彎頭較多,使泵送阻力增大,泵管輸送混凝土時的來回運動,影響到鋼筋的周期振動,這種振動,對初凝后的混凝土影響很大,只要有足夠的時間,在混凝土中會形成裂縫,裂縫方向性很強,與鋼筋走向相同,呈方格狀或等距離分布。
b .底板模板剛度不足,受力變形亦會造成裂縫,此種情況,常見于膠合板模板,下部支撐桿布置較稀時,未澆筑前上人就可以感到模板剛度不夠,抬腳后模板即反彈,如果澆混凝土后混凝土雖然凝固,但在未能達到足夠的強度時,便上人進行抹平、澆水或養(yǎng)護作業(yè),受上述荷載的作用,就會出現(xiàn)裂縫,此種裂縫呈不規(guī)則放射網狀,裂縫集中處即是受外力集中的部位。
c. 在混凝土初凝后,模板支撐下沉,多見于挑沿處,立柱鋼管過長,無水平支撐會造成模板輕微下沉,混凝土拉裂裂縫大多為沿墻方向分布,長度在 2m 之間。
d .樓板中的電線穿線管固定不牢,混凝土凝結后即上人操作,使電線穿線管下壓,將混凝土壓裂,拆摸后可見裂縫走向與穿線管方向相同。

2 高強度等級混凝土強度偏低、現(xiàn)澆構件裂縫的防治措施
2 . 1 預拌高強度等級混凝土強度偏低的防治
   針對預拌高強度等級混凝土強度偏低的成因,在預拌混凝土生產過程中應采取以下防治措施:
1) 加強對粗骨料強度的檢驗,結合施工現(xiàn)場條件的差異,控制混凝土配制強度。
   由于粗骨料的強度是影響混凝土強度的主要因素之一,混凝土強度等級為 C60 及以上時應進行巖石強度檢驗;其他情況下如有懷疑或認為有必要時,也可進行巖石的抗壓強度檢驗;巖石的抗壓強度與混凝土等級之比不應小于 1.5 ?;炷翉姸葹閺姸葮藴手翟黾?1.645 倍標準差,保證率達到 95 %以上。結合施工現(xiàn)場條件和實驗室的差異和變化,混凝土的配制強度應比設計強度至少提高一個等級,從而具有相應的強度保證率。
2) 結合砂石的實際含水率,調整配合比用水量,確保運輸過程中混凝土質量。
   攪拌站應采取相應措施,保持砂石骨料具有相對穩(wěn)定的含水率,遇到下雨天氣應增加砂石含水率的測定次數,并及時調整砂石及用水量,保持穩(wěn)定的水灰比,滿足混凝土強度等級和施工和易性的要求。由于在相同材料和工藝條件下,混凝土強度取決于水灰比,即混凝土強度隨著水灰比增大而降低。所以,為了保證因運輸距離過大或氣候的影響,而導致混凝土運輸過程中水分蒸發(fā),不能為了便于攪拌、泵送、澆筑,而隨意加水稀釋混凝土拌合物以增大水灰比和坍落度,這樣會加劇混凝土離析和泌水,同時混凝土攪拌也不均勻,從而影響硬化后混凝土強度。
3) 嚴格控制粉煤灰和外加劑的摻量。
   粉煤灰在混凝土中起填充、均化和潤滑作用,使用粉煤灰的需水量比降低 5 %~ 10 %,具有一定的減水增強作用,再加上粉煤灰與水泥水化產物 Ca(OH) 2 的二次反應,生成低鈣硅化的 C — S — H 凝膠體等水化產物,提高了混凝土的密實度和強度,但大摻量粉煤灰對混凝土帶來早期強度偏低的不利因素,所以摻有粉煤灰的混凝土應該以盡可能小的水膠比 W / C+F) 配制。粉煤灰的摻量應控制在 15 %~ 25 %的水泥用量較為適宜。
   外加劑的選用要根據混凝土性能要求、施工條件和氣候情況,同時結合原材料、配合比,特別是與水泥的相容性等因素綜合考慮,選用外加劑的品種和摻量應經過試驗最后確定,且在實際使用過程中,應使用有計量裝置的器具添加外加劑,以保證其誤差在± 1 %以內,從而保證混凝土的強度。

2 . 2 預拌混凝土裂縫的防治措施
1) 大體積鋼筋混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚,使混凝土出現(xiàn)早期升溫和后期降溫,產生內部和表面的溫差。減小溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣水泥,在摻加泵送劑或粉煤灰時,也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有,可充分利用混凝土后期強度,以減少水泥用量。為更好地控制水化熱所造成的溫度升高、減小溫度應力,可以根椐工程結構實際承受荷載的情況,對工程結構的強度和剛度進行復核與驗算,并取得設計單位的同意后,可用 56d 或 90d 抗壓強度代替 28d 抗壓強度作為設計強度。因為減小水泥水化熱和降低內外溫差的方法是減少水泥用量,將水泥用量盡量控制在 450kg / m 3 以下。如果強度允許,可采用摻加粉煤灰調整。

2) 摻加摻合料的大量試驗研究和工程實踐表明,混凝土中摻入一定數量優(yōu)質粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應,起到潤滑作用,可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性,并且能夠補充泵送混凝土中粒徑在 0.315mm 以下的細集料達到 15 %的要求,從而改善了可泵性。同時,依照大體積混凝土所具有的強度特點,初期處于較高溫度條件下,強度增長較快、較高,但是后期強度增長緩慢。摻加粉煤灰后,其中的活性 Al 2 O 3 、 SiO 2 與水泥水化析出的 CaO 作用,形成新的水化產物,填充孔隙、提高密實度,從而改善了混凝土的后期強度。但是值得注意的是,摻加粉煤灰混凝土的早期抗拉強度和極限變形略有降低。因此,對早期抗裂要求較高的混凝土,粉煤灰摻量不宜太多,宜在 10 %~ 15 %。

3) 摻加外加劑。摻加具有減水、增塑、緩凝、引氣的泵送劑,可以改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性。由于其減水作用和分期作用,在降低用水量和提高強度的同時,還可以降低水化熱,推遲放熱峰出現(xiàn)的時間,因而減少溫度裂縫。例如,在泵送混凝土中,摻入占水泥質量 0.25 %的木質素磺酸鈣減水劑,不僅能使混凝土的泵送性能改善,而且可以減少拌合水和水泥用量,從而降低水化熱,延遲了水化熱釋放速度,推遲放熱峰。因此,不但減小了溫度應力,而且使初凝和終凝時間延緩 3 ~ 8h ,降低了大體積混凝土施工中出現(xiàn)冷縫的可能性。

4) 選用質量優(yōu)良的粗細集料。根椐結構最小斷面尺寸和泵送管道內徑,選擇合理的最大粒徑,盡可能選用較大的粒徑粗骨料。例如 5 ~ 40mm 粒徑的碎石或卵石混凝土可比 5 ~ 2 5 ㎜ 粒徑的減少用水量 6 ~ 8kg /m 3 ,降低水泥用量 15kg /m 3 ,因而減少泌水、收縮和水化熱。
   要優(yōu)先選用天然連續(xù)級配的粗集料,使混凝土具有較好的可泵性,減少水和水泥用量,進而降低水化熱。細集料使用級配良好的中砂為宜。采用細度模數 2.8 的中砂比 2.3 的可減少用水量 20 ~ 25kg /m 2 ,降低水泥用量 28 ~ 35 kg /m 3 ,因而降低了水泥水化熱、混凝土溫升和收縮。泵送混凝土也宜選用合理砂率,其砂率值較低流動性混凝土適當提高是必要的。如果砂率過大,不僅會影響混凝土的強度,而且會增大收縮和裂縫。

5) 預拌 ( 泵送 ) 混凝土施工工藝改進。
a .控制混凝出機溫度和澆筑溫度。為了降低混凝土的總升溫,減小大體積工程結構的內外溫差 , 控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度也是一個重要措施。高溫季節(jié)施工時,混凝土最高澆筑溫度不得超過 28 ℃ 。最有效的方法是降低原料溫度,混凝土中石子比熱較小,但每立方米混凝土中石子所占質量最大,所以最有效的方法是降低石子溫度。在氣溫較高時,為了防止太陽直接照射,可以在砂石堆場搭設簡易遮陽篷,必要時可向集料噴淋霧狀水,或者在使用前用冷水沖洗集料。除此之外,攪拌運輸車罐體、泵送管道保溫、冷卻也是必要的措施。
b .改進攪拌工藝。采用二次投料的凈漿裹石工藝,可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上,使硬化后界面過渡層結構致密、粘結力增大,從而提高混凝土強度 10 %或節(jié)約水泥 5 %,并進步減少水化熱和裂縫。
c .改進振動工藝。對已澆筑的混凝土,在終凝前進行二次振動,可排除混凝土因泌水在石子、水平鋼筋卜部形成的空隙和水分,提高粘結力和抗拉強度,并減少內部裂縫與氣孔,提高抗裂性。
d .改進養(yǎng)護工藝。為了嚴格控制大體積混凝土的內外溫差,確?;炷临|量,減少裂縫,養(yǎng)護是一個十分重要和關鍵的工序,必須切實做好。混凝土養(yǎng)護主要是保持適當的溫度和濕度條件。保溫能減少混凝土表面的熱擴散,降低混凝土表層的溫差,防上表面裂縫。由于散熱時間延長,混凝土強度和松弛作用得到充分發(fā)揮,使混凝土總溫差產生的拉應力小于混凝土的抗拉強度,防止了貫穿裂縫的產生。澆筑時間不長的混凝土,仍然處于凝結、硬化過程,水泥水化速度較快,適宜的潮濕條件可防止混凝土表面脫水而產生收縮裂縫。同時在潮濕條件下,可使水泥的水化充分、完全,從而提高混凝土的抗拉強度。

3
  
對預拌混凝土使用中出現(xiàn)的常見質量問題進行防治。 1) 應加強原材料質量控制,其質量必須符合要求,特別是砂、石質量變異性較大,一定要經常進行隨機抽樣檢驗。 2) 水灰比、坍落度是影響混凝土強度和澆筑質量的重要因素,應根據砂、石的含水量、天氣狀況等調整用水量,以控制水灰比。坍落度能很好地反映實際用水量和混凝土的潛在強度,是最簡易、最快速判別混凝土生產質量的指標,生產廠家和現(xiàn)場施工單位、監(jiān)理人員應共同控制好混凝土的坍落度,及時調整坍落度值,解決其過大或過小的問題。 3) 商品混凝土生產廠家的試驗人員取樣做試塊要有代表性,使其能真正代表出廠預拌混凝土的質量。工地現(xiàn)場檢驗要在澆筑地點取樣,使制作的試塊能真正代表實際澆筑的混凝土質量。 4) 裂縫控制的主要方法是通過設計、施工、材料等方面綜合技術措施將裂縫控制在無害范圍內。綜合技術措施包括:合理選擇結構形式,降低結構約束程度,對于水平構件梁、板、墻等采用中低強度級混凝土,加強構造配筋,如板頂部的受壓區(qū)連續(xù)配筋,板的陽角及陰角配置放射筋,增大梁的腰筋間距。 5) 優(yōu)選有利于抗拉性能的混凝土級配,盡量減小水灰比和坍落度、降低砂率、增大骨料粒徑,降低含泥量及雜質含量。 6) 選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。 7) 采取保溫保濕的養(yǎng)護技術,盡量利用混凝土后期強度 (60d) 。對于超長結構可采取跳倉澆筑或后澆帶方法施工。 8) 對于復雜的結構難免出現(xiàn)少量影響正常使用和耐久性的裂縫。對少量有害裂縫采用化學灌漿技術處理,一般也能滿足設計使用和耐久性要求,但不應因此降低工程質量評定標準。

復合摻合料機制砂混凝土的基本配合比

編號

設計強度等級

膠材總量
(㎏ /m 3 )

摻合料摻量 (%)

水泥
( ㎏ /m 3)

機制砂( ㎏ /m 3)

山砂
( ㎏ /m 3)

大石
( ㎏ /m 3)

小石
( ㎏ /m 3)

外加劑
( ㎏ /m 3)


( ㎏ /m 3)

水膠比

砂率

A

C30

360

待定

待定

408

408

790

338

3.6

180

0.5

0.42

B

C40

400

待定

待定

473

315

833

278

4

170

0.425

0.415

C

C50

436

待定

待定

494

266

800

268

4.8

164

0.375

0.416

D

C60

460

待定

待定

524

224

804

268

6.4

152

0.33

0.40

注: 1 、對于 C60 以上機制砂混凝土,宜:采用 FS50 復合摻合料;膠凝材料用量 46 0 ~ 490 ㎏ /m 3 ;水膠比小于 0.37 ;復合摻合料取代水泥摻量不大于 35% 。

2 、對于 C50 機制砂混凝土,宜:采用 FS50 復合摻合料;膠凝材料用量 46 0 ~ 490 ㎏ /m 3 ;水膠比 0.3 7 ~ 0.41 ;復合摻合料取代水泥摻量最大范圍 35% ~ 45% 。

3 、 對于 C40 機制砂混凝土,宜:采用 FP65 復合摻合料;膠凝材料用量 380 ~ 420 ㎏ /m 3 ;水膠比 0.40 ~ 0.45 ;復合摻合料取代水泥摻量不大于 35% ,如無最低水泥用量限制,可放寬至 45% 。

4 、對于 C30 機制砂混凝土, 宜:采用 FP65 摻合料;膠凝材料總量 380 ~ 410 ㎏ /m 3 ;水膠比不大于 0. 5 ;復合摻合料取代水泥摻量不大于 35% ,如無最低水泥用量限制,可放寬至 45% 。

[ 應用實例 2]

預拌混凝土試驗室的建設和管理

  預拌混凝土公司的試驗室是混凝土企業(yè)生產技術管理和技術開發(fā)的主要實施部門,同時也是混凝土生產企業(yè)的對外窗口,其人員素質、技術水平和管理水平既代表了預拌混凝土公司的質量控制與管理水平,又關系到企業(yè)的形象,決定著企業(yè)經濟效益的好壞。因此,預拌混凝土公司試驗室的建設和管理至關重要,是企業(yè)技術管理的首要任務。

1 對試驗人員的基本要求

(1) 試驗室技術負責人:必須具有中級以上職稱,從事預拌混凝土生產 5 年以上,有豐富的混凝土試驗和生產實踐經驗,能及時、準確地分析各種質量事故,熟知各種水泥、外加劑、摻合料的性能特點,在材料、天氣及其他因素變化時,能及時對混凝土配合比和生產狀況進行調整,以保證預拌混凝土的質量。此外,還應熟練掌握預拌混凝土相關的國家標準和技術規(guī)范,對預拌混凝土方面的新技術有所了解,并具有在本單位開發(fā)的能力和水平。

(2) 試驗員:具有技術員以上職稱,從事預拌混凝土生產 2 年以上,有一定的混凝土試驗和生產實踐經驗,精通本崗位的業(yè)務、有行業(yè)主管部門頒發(fā)的上崗證,熟悉相關的標準和規(guī)范,具有較強的責任心和事業(yè)心。

(3) 取樣、收樣和派往工地等的試驗工:從事預拌混凝土生產 1 年以上,有混凝土試驗和生產實踐經驗,具有較強的責任心和事業(yè)心。
   試驗室人員沒置的原則:因事設崗、因崗設人,不能人浮于事、推諉扯皮。

2 原材料的控制
2 . 1 水泥的選用
   根據各種工程部位、混凝土強度等級、施工季節(jié)以及外加劑的特點和摻合料的品種及數量,選用不同品種的水泥;盡可能選用旋窯生產的水泥,一般宜固定兩家水泥廠供貨,以防止停工待料;根據混凝土的特點,選用 C 3 A 含量低、細度適中、級配良好的水泥。

2 . 2 集料的選用
   在選用集料時,應注意集料的強度、級配、粒徑、石子針片狀含量、含泥量及其他有害物質的含量等。

2 . 3 拌和用水。
   拌和水可使用自來水或不含有害物質的潔凈水。

2 . 4 摻合料的選用
   能用于混凝土的摻合料有很多種,多以摻加粉煤灰為主。例如在平頂山地區(qū)多選用姚孟電廠的 I 級粉煤灰,其質量穩(wěn)定、波動較小。

2 . 5 外加劑的選用
   選擇外加劑絕不能只看說明書或只比較價格就確定,任何一種外加劑都要先通過試驗室試驗或檢驗,還必須進行混凝土適應性試驗,以確定其性能指標。在選擇外加劑時,不僅要考慮外加劑的品質、價格,更重要的是考察外加劑的質量穩(wěn)定性、生產廠的質量保證體系以及售前、售后的服務質量。

3 生產與施工質量監(jiān)控
  
(1) 在預拌混凝土正式生產前,試驗人員應到攪拌站操作室認真復核輸入計算機的配合比的正確性,并在配合比通知單上簽字確認。
  (2) 攪拌站的設備應定期檢修,尤其是攪拌站的計量設備要定期校核,保證計量誤差在允許范圍之內。
   (3) 配合比輸入計算機后,操作工的操作控制是生產中的關鍵環(huán)節(jié),其控制重點是混凝土的坍落度。
   (4) 混凝土公司在與施工單位簽定供貨合同后,應及時將施工單位對混凝土的技術要求向試驗室交底,以便做到技術人員心中有數。
   (5) 在混凝土施工過程中,攪拌站應經常派技術人員到工地現(xiàn)場進行有針對性的巡視和檢查。

4 現(xiàn)場管理
4 . 1 原材料的管理
   (1) 砂子:若砂子偏細,其表面積增大,水泥用量也相應增加。砂子中若有大塊的卵石沒有撿出,容易堵住配料機下料口或使下料口不能閉合,導致不能正常下料。因此,應要求供應商提供中粗砂,發(fā)現(xiàn)大塊的卵石應撿出,并根據情況扣減其數量,以增強供應商的責任心。對砂子的含水率應提出要求。
   (2) 石子:各種粒徑的石子應分別堆放,以避免混用。
   (3) 水泥、粉煤灰、外加劑:液體外加劑儲罐上口應密封,以避免雜物落人或雨水、沖洗攪拌機的水流人而影響外加劑的質量。水泥、粉煤灰、外加劑儲罐應加鎖并由專人管理,防止進錯料或受到污染。
   (4) 拌和用水:拌和用水不宜露天儲存,以免落人雜物。另外,在蓄水池的四周最好用柵欄隔離,以保證安全。

4 . 2 其他注意事項
   (1) 混凝土攪拌時間充足是保證攪拌均勻的前提條件,應根據情況適當增加攪拌時間。
   (2) 配料機及送料皮帶上方應加裝遮雨棚,以防止配料機下方進水。
   (3) 試驗室設備應專人專用。
   (4) 養(yǎng)護室門窗應用棉布簾遮擋,以保證養(yǎng)護室溫度恒定。 

 [ 應用實例 3]

商品混凝土施工技術要點

  水泥混凝土是工程結構的主體材料,應用范圍較廣,目前及今后若干年內,仍是工程結構的主體材料之一,因此,混凝土質量決定了工程結構的質量,確保混凝土質量的重要性是顯而易見的。
   為確保混凝土質量,國內外混凝土界學者進行了廣泛、大量、反復地科研和工程應用,取得了實用的、可靠的、可行的科學數據,反過來再指導生產實踐,取得了顯著的技術經濟效益。
   我們通過對商品混凝土的學習和多年從事混凝土專業(yè)工作的實踐,對商品混凝土技術作了一些研究和總結。

一、商品混凝土原材料
  
商品混凝土所用原材料必須符合相關規(guī)范的質量要求,使用時應嚴加質量控制和管理。

1 .水泥
   不同編號、廠家、品種、強度等級的水泥,不能混存、混用,其理由如下。
   (1) 水泥內所含礦物成分不同,混合材的種類、數量不同,所產生的水化熱、凝結時間和混凝土收縮變形不同。
   (2) 不同水泥的水化速度、強度發(fā)展等不同,如果混用,其強度不僅會降低 5 %~ 20% ,且容易產生裂縫隱患。
   目前,商品混凝土發(fā)展較快,當散裝水泥儲倉內的水泥已用完,但混凝土尚未澆筑完畢,這時,能否用同一廠家、同一品種、不同批次的水泥呢 ? 我們認為可以用,因為同一個廠家的水泥產品、不同批次,一般變化不太大,不可能澆筑的混凝土所用水泥數量和水泥存量正好相同,但也要注意,不同批次的水泥混凝土的接槎處的變化。
   所以,商品混凝土生產企業(yè),應對原材料的生產廠家,尤其是水泥生產廠家的產品予以相對固定。

2 . C 3 A 的影響
   水泥內 C 3 A 含量大小,直接影響混凝土緩凝劑的摻量和混凝土的凝結時間。 C 3 A 含量大,早期強度高,應相對地提高緩凝劑的摻量;當含量小時,應減小緩凝劑的摻量,否則,會造成混凝土凝結時間太快或數天不凝固的現(xiàn)象。
   試驗得知: C 3 A 含量 10 %比 5 %時混凝土坍落度損失率大 30 %左右, C 3 A 含量一般在 4 %~ 8 %,早強型水泥, C 3 A 含量一般較高,商品混凝土坍落度損失較快,不適宜商品混凝土生產。采用后加法,可克服混凝土坍落度損失快的缺點。

3 .摻合料
   商品混凝土一般要加入粉煤灰和礦渣粉,以改善混凝土的性能。粉煤灰和磨細礦渣粉一般有 5 %~ 10 %的物理減水作用,灰粉粒徑越細,減水作用越大,粉煤灰尚有固體滾珠作用,摻入后可提高混凝土的流動性、保水性、黏聚性,摻加粉煤灰混凝土的坍落度 170mm 比不加者混凝土 190mm 的坍落度和易性還好,明顯地提高了混凝土的和易性。
   混凝土中單摻粉煤灰一般在 30 %左右,摻多了,混凝土的抗折強度提高,但抗壓強度降低,折壓比增大,有利于防水抗裂;單摻磨細礦渣粉一般在 40 %左右,復摻宜在 40 %~ 60 %,摻超細活性摻合料可達 60 %~ 80 %,最終發(fā)展趨勢為水泥將作為摻合料加入到混凝土中。
   兩種以上摻合料同時摻入,稱為復摻技術,復摻技術可取得 1 + 1 > 2 或 1+1=3 的技術經濟效果,從試驗和生產中證明了這一點。

4 .骨料的影響
   商品混凝土用骨料不同于普通混凝土,有著其特殊的要求。商品混凝土要控制砂子中通過 0.315mm 顆粒不小于 15 %且不大于 30 %,通過 0.16mm 的顆粒,不小于 5 %,及泵送混凝土宜用中砂配制等,商品混凝土要控制石子中的針片狀顆粒不大于 10 %,如果超過 10 %將影響混凝土質量。
   (1) 針片狀骨料顆粒過大會使混凝土和易性變差,空隙率增大,使新拌混凝土坍落度損失加快,混凝土變形加大,耐久性降低。
   (2) 隨針片狀顆粒含量增加,混凝土強度損失加大,當針片狀含量為 10 %時,混凝土強度損失 3.3 %;當針片狀含量為 15 %時,強度損失 9.9 %;當針片狀含量為 20 %時,強度損失 13.3 %;當針片狀含量為 25 %時,強度損失達 16.8 %。
   (3) 有人認為骨料粒徑大的混凝土強度高,這是陳舊的觀念,而實際正相反,由于界面的影響,混凝土強度隨石子粒徑的增大而下降,混凝土滲透性也隨石子粒徑的增大而增大。影響混凝土強度的是骨料的形狀和表面特征、級配、吸水率和線膨脹系數等。例如,最大石子粒徑由 25mm 變?yōu)?20mm 時,混凝土強度提高,混凝土黏度增加,泵送較之困難,變?yōu)?30mm 、 40mm 時,混凝土強度降低 3.2 %和 4.5 %,因此,泵送混凝土強度主要影響的因素是水泥用量、水膠比、石子粒形和粒徑等。一般配制 C15 ~ C45 混凝土,選最大石子粒徑不大于 40mm ;一般配 C50 ~ C60 混凝土,選最大石子粒徑不大于 31.5mm ;一般配 C60 ~ C70 混凝土,選最大石子粒徑不大于 25mm ;一般配 C80 ~ C90 混凝土,選最大石子粒徑不大于 20mm ;一般配 C90 以上混凝土,選最大石子粒徑不大于 16mm 。

5 .商品混凝土用外加劑
   商品混凝土常用外加劑來改善和提高混凝土的施工性能,常見的外加劑為復合泵送劑,主要含有減水、引氣、增強、塑化等成分,泵送劑的主要作用如下。
   (1) 改善混凝土的和易性、工作性 ( 可泵性 ) 、均勻性、保塑性,減小坍落度的損失,改善混凝土的泌水性,防止混凝土離析,降低混凝土的沉降收縮等。

表 1 單位用水量選用

W/B( 水膠比 ) 石子粒徑 ( ㎜ ) 單位用水 ( ㎏ /m 3 ) 坍落度 ( ㎜ )

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.60

0.30

— 0.35

0.40

0.45

0.50

0.60

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.60

碎石 5 ~ 20 ㎜

碎石 5 ~ 31.5 ㎜

卵石 5 ~ 40 ㎜

100 ~ 140

160

170

180

155

165

170

155

160

140 ~ 160

165

175

185

160

170

175

160

170

160 ~ 180

170

180

190

165

175

180

165

175

180 ~ 200 以上

175

185

195

170

180

185

170

180

注: (1) 本表是按泵送劑 15 %~ 20 %的減水率確定的; (2) 本表適宜中砂,如用細、粗砂,相應的增減 lO ~ 15 ㎏ /m 3 用水量。
   (2) 提高硬化混凝土的抗?jié)B、抗凍、抗碳化及耐久性能等。
   (3) 泵送劑的減水率高不等于混凝土和易性好,只有較高的減水率,沒有較好的和易性,同樣會造成混凝土離析、泌水以及造成堵管、堵泵等現(xiàn)象。要求泵送劑可泵性要好,增塑性強,能將骨料包裹好,形成一個整體,泵送時,使混凝土在泵送壓力下整體向前流動。

二、混凝土配合比設計參數的確定
  
通過反復試驗、驗證和工程實踐,確定我地區(qū)混凝土配合比設計參數。

表 2 最佳砂率選用

石子粒徑(㎜)

澆筑坍落度(㎜)

下列水膠比時相應的砂率( % )

0.30

0.40

0.50

0.60

碎石 5 ~ 20

100 ~ 140

37

39

41

碎石 5 ~ 31.5

36

38

40

卵石 5 ~ 40

39

39

碎石 5 ~ 20

140 ~ 160

37

39

42

碎石 5 ~ 31.5

36

38

41

卵石 5 ~ 40

40

40

碎石 5 ~ 20

160 ~ 180

38

40

43

碎石 5 ~ 31.5

37

39

42

卵石 5 ~ 40

41

41

碎石 5 ~ 20

180 ~ 200 以上

38

41

44

碎石 5 ~ 31.5

37

40

43

卵石 5 ~ 40

42

42

注:本表適宜中砂,用細、粗砂時,減增砂率 2% ~ 3% 左右。

1 .混凝土強度計算式:
W/C=Rc/1.87R 28 +0.3Rc
W/C :水灰比 ( 或 W/B 水膠比 )
Rc 為水泥等級 ( 或 28d 實測強度值 ) ;
R 28 為混凝土配制等級;

2 .單位用水量選用表 1 。

3 .最佳砂率選用見表 2 。

4 .混凝土單位用水量與坍落度、砂石品種、粒徑等有關,坍落度為 110 ~ 140mm ,每上調一檔,用水量要增減 5 ~ 10 ㎏ /m 3 ;砂子粗細每調一檔,用水量要增減 10 ㎏ /m 3 左右;碎石比卵石增 10 ~ 15 ㎏ /m 3 用水量;石子最大粒徑每調一檔,增減 10 ~ 15 ㎏ /m 3 用水量。

5 .水膠比一般在 0.35 ~ 0.55 之間,水膠比每降 0.01 ,混凝土強度可提高 4 %~ 6 %。水膠比每調一檔,砂率增減 2 %左右;砂徑每調一檔,砂率增減 2 %左右;石子最大粒徑每調一檔,砂率增減 2 %左右。

6 .混凝土強度等級每提高 1 級 (5MPa) ,水泥增加 35kg /m 3 左右;水泥強度等級每調 1 級,水泥用量減少 45kg /m 3 左右;混凝土坍落度每調一檔 (20 ~ 30mm ) ,水泥增減 15 kg /m 3 左右;砂子粗細每調一檔,水泥增減 15 kg /m 3 左右;石子粒徑每調一檔,水泥增減 20 kg /m 3 左右;混凝土施工溫度應在 5 ~ 35 ℃ ,每差 10 ℃ ,水泥增減 15 kg /m 3 左右。

7 .優(yōu)質商品混凝土應是: (1) 用水量控制在 170 ~ 180 kg /m 3 左右,砂率控制在 41 %~ 43 %;應采用粒徑 5 ~ 25 mm 連續(xù)粒級的碎石;水膠比在 0.35 ~ 0.55 之間;復合摻合料在 30 %~ 60 %之間;混凝土坍落度控制在 160 ~ 180mm ,易于施工。

三、商品混凝土施工控制

1 .宜用 P · O42.5 級水泥,不宜用火山灰水泥,因其需水量大,容易泌水,按混凝土強度等級高低選用膠凝材料總量,強度等級 C15 ~ C40 混凝土常用混凝土膠凝材料重量一般為 300 ~ 480 kg /m 3 。水膠比在 0.35 ~ 0.55 之間,不宜大于 0.6 ,否則,混凝土易離析、堵泵堵管。

2 .泵送混凝土砂率一般不宜超過 45 %,一旦高于最佳砂率時,每增加 1 %— 2 %的砂率,混凝土強度下降約 4 %左右,也不宜低于 39 %;高強泵送混凝土除外,否則,混凝土表面出現(xiàn)很厚的浮漿層,影響混凝土強度。

泵送混凝土中砂漿 ( 水泥 + 摻合料+砂 ) 的絕對體積宜在 410 ~ 450L 之間,如果太大,容易引起混凝土干縮、裂縫和降低混凝土強度。

3 .泵送混凝土可摻入適量石粉、粉煤灰、礦渣粉,石粉及粒徑 0.315mm 以下砂的粉粒等應以 198 -215L 的體積為宜,可泵性才好。

4 .商品混凝土運到現(xiàn)場后,應在 90min 內澆筑入模,因時間長了,坍落度損失加快,高溫的夏季損失更快,低于 + 5 ℃ 時,坍落度基本不損失,超過 5 ~ 8h 的混凝土應廢棄 ( 摻緩凝劑的混凝土除外 ) ;對已超過初凝時間的混凝土,如再加水稀釋,混凝土強度降低 80% 以上。

5 .商品混凝土一般振搗以 10 ~ 20s 為宜,不能過振。振搗完畢在接近初凝時,進行混凝土表面處理,并及時進行保濕養(yǎng)護。摻 UEA 膨脹劑的混凝土,更應加強保濕養(yǎng)護,滿足混凝土中膨脹劑的化學反應用水量,否則,更易引起混凝土開裂。

四、商品混凝土存在的主要問題

1 .商品混凝土坍落度過大,稍振石子下沉,漿體上浮,泌水出現(xiàn),失水過多,混凝土結構尺寸減小,產生塑性收縮裂縫,影響混凝土密實度,抗?jié)B性能及耐久性能下降。
  有些施工人員認為坍落度越大越好,這是錯誤的,混凝土坍落度是混凝土內在質量的外在表現(xiàn),是混凝土質量的重要指標,必須按規(guī)范要求,選取合理的混凝土坍落度。

2 .有些施工單位達不到規(guī)范規(guī)定的保濕養(yǎng)護環(huán)境和養(yǎng)護時間,春季大風天氣和夏季高溫干燥天氣,混凝土早期脫水嚴重,混凝土表面出現(xiàn)一層“巧克力”硬皮,而下部混凝土尚未初凝,混凝土表面裂縫出現(xiàn)。

3 .為趕工期,過早拆模,上人、上料承重,導致出現(xiàn)裂縫等。針對上述問題,應采取應對措施。商品混凝土生產單位應優(yōu)選原材料,摻加摻合料,優(yōu)選最佳配合比,并進行混凝土配合比動態(tài)管理,施工單位應加強管理,商品混凝土不能過振,加強混凝土表面處理,加強混凝土早期保濕養(yǎng)護,尤其是在烈日暴曬下,要及時覆蓋,保濕養(yǎng)護,嚴格遵守拆模時間,確?;炷凉こ痰馁|量。

[ 應用實例 4]

預拌混凝土質量疵病淺析

  混凝土是由多種材料組成的非均質材料,具有較高的抗壓強度和良好的耐久性,但也存在著抗拉強度較低、抗變形能力差等缺點。由于受生產、施工或設計等方面的影響,工程結構的缺陷問題是帶有一定普遍性的技術問題。所以,在國家標準或規(guī)范中,對混凝土的缺陷尤其是混凝土的裂縫問題,都作了相應的規(guī)定與要求。在工業(yè)與民用建筑工程中,寬度< 0.05 mm 的裂縫對防水、防腐、承載等不會產生危害,故對裂縫< 0.05mm 的結構視為無裂縫結構。設計中所謂的不允許出現(xiàn)裂縫的結構也是指初始裂縫的寬度≯ 0.05mm 。因此,有裂縫的混凝土是絕對的,無裂縫的混凝土則是相對的,只是將其控制在一定范圍內而已。

1 混凝土的表面缺陷及產生原因

1 . 1 麻面
   結構構件表面上呈現(xiàn)無數的小凹點,無鋼筋暴露現(xiàn)象。這類缺陷一般是由于模板潤濕不充分,混凝土表面與模板粘黏所致;或所用鋼模板表面凹凸不平;或模板內涂刷的機油中含有大量的水分所致;或模板不嚴密,搗固時發(fā)生漏漿;或振搗不充分,氣泡未排除;混凝土泌水導致水泥漿流失而產生的細小坑、槽。

1 . 2 麻角
   結構構件棱角 ( 陽角 ) 處呈現(xiàn)無數小凹孔,無鋼筋裸露現(xiàn)象。這類缺陷一般是由于模板變形 ( 翹曲 ) 、關模不嚴密、縫隙過大,造成模板棱角漏漿;或振搗時間不足、氣泡未排除所致;或是由于坍落度過大,漿體流失引起的。

1 . 3 露筋
   露筋是鋼筋未被混凝土所包裹而裸露在自然環(huán)境中。產生露筋的原因主要是澆注時模板與鋼筋之間的墊塊出現(xiàn)了位移,鋼筋緊貼模板而導致混凝土保護層不夠或無保護層。有時也因保護層的混凝土振搗不密實或因模板濕潤不夠,過多地吸收了混凝土中的水分造成掉角而露筋。

1 . 4 蜂窩
   結構構件中形成有蜂窩狀的窟窿,骨料間有空隙存在。這種現(xiàn)象主要是由于材料配合比不準確 ( 漿少、石多 ) ,或攪拌不均勻、黏聚性差而造成砂漿與骨料分離;或澆注方法不當、欠振以及模板漏漿嚴重等原因產生。

1 . 5 孔洞
   孔洞是指混凝土結構內存在著空隙,局部出現(xiàn)無混凝土現(xiàn)象。這種現(xiàn)象主要是由于混凝土搗空、漏振、砂漿嚴重分離、骨料堆積、水平鋼筋過密、粗骨料偏大、混凝土坍落度過小等原因所致。此外,混凝土受凍、泥塊雜物摻入等等,都會形成孔洞。

1 . 6 縫隙及夾層
   縫隙和夾層是將結構分隔成幾個不相連接的部分。產生的原因主要是由于混凝土施工處理不當形成的施工縫、溫度縫、后澆縫和干縮縫。此外,由于混凝土澆注過程中時間中斷過長而導致的施工冷縫,以及混凝土內夾雜其他塊狀、片狀物和廢棄塑料、硬紙屑所造成的夾層。

1 . 7 缺棱掉角
   缺棱掉角是指梁、柱、墻板和孔洞處直角 ( 陽角 ) 邊上的混凝土局部殘缺掉落。其主要原因是混凝土澆注前模板未充分濕潤,尤其是木模和夏季使用鋼模板吸收的熱能較多,造成棱角處混凝土中的水分被模板吸收,水泥水化不充分,加之養(yǎng)護不當而造成混凝土強度降低,故拆模時容易損壞棱角。此外,拆模過早或拆模后對構件的保護不夠,也容易造成缺棱掉角現(xiàn)象。

2 外觀尺寸和構件位移
2 . 1 板面不平整
   混凝土板的厚度不均勻,表面不平整。產生這種現(xiàn)象的主要原因是振搗方式和表面處理不當以及模板變形;混凝土凝結時間控制不好,導致未及時找平、收光。此外,混凝土強度未達到 1 . 2MPa 就上人操作會出現(xiàn)各種印痕。

2 . 2 變形
   變形是指墻、梁等混凝土構件的外形豎向尺寸發(fā)生變化和表面平整度超過允許偏差值。造成變形的主要原因是模板的安裝和支撐不牢固;或模板自身的強度和剛度不夠,引起混凝土變形。此外,澆注混凝土時未按規(guī)范要求分層布料或未計算混凝土的側壓力等,很容易造成脹模和暴模。

2 . 3 構件位移
   構件位移是指基礎中心線對定位軸線的位移;墻、梁、柱軸線的位移;預埋件的位移等。其產生原因有:模板及預埋件的支撐、固定不牢固以及振搗時使其產生位移;放線誤差過大,且未及時校正、核對和調整等。

3 混凝土的內在缺陷
3 . 1 混凝土強度不足
   混凝土強度不足主要是指混凝土實際結構或混凝土試件未達到設計要求。造成混凝土強度不足的原因主要有混凝土配合比設計、攪拌、現(xiàn)場澆搗和養(yǎng)護等 4 個方面。

3 . 1 . 1 配合比
   有時不能及時測定水泥的實際強度,影響了混凝土配合比設計的正確性。另外,隨意套用配合比、外加劑摻量控制不準確等,都有可能導致混凝土強度不足。

3 . 1 . 2 攪拌操作
   任意增加用水量、配合比以質量折合體積比時稱料不準、攪拌時顛倒加料順序、攪拌時間過短或攪拌不均勻等,均可能導致混凝土強度的降低。

3 . 1 . 3 現(xiàn)場澆注
   主要原因是施工中振搗不密實以及混凝土有離析現(xiàn)象時未能及時予以糾正;當坍落度損失過大時,隨意添加水。

3 . 1 . 4 養(yǎng)護
   主要是未按規(guī)定對混凝土進行妥善養(yǎng)護;養(yǎng)護時間短,不能滿足水泥水化所需要的最短時間,以致造成混凝土強度降低。

3 . 2 耐久性不良
   當鋼筋混凝土結構的保護層被破壞或混凝土本身的保護性能不良時,鋼筋會發(fā)生銹蝕,鐵銹膨脹會引起混凝土開裂和剝落。產生原因是由于鋼筋保護層厚度嚴重低于設計值,或混凝土施工時形成表面缺陷 ( 如二次收光壓實不足 ) ,在外界侵蝕環(huán)境的作用下使鋼筋銹蝕。此外,在混凝土中摻入過量的氯化物外加劑會造成鋼筋銹蝕,致使混凝土沿著鋼筋位置產生裂縫,銹蝕的發(fā)展使混凝土剝落和露筋。

4 混凝土裂縫
  
混凝土在澆注后的養(yǎng)護階段會發(fā)生體積收縮現(xiàn)象。混凝土收縮分為干縮和自縮兩種。干縮是隨著混凝土中多余水分的蒸發(fā)、濕度降低而產生體積變小的收縮,其收縮量占整個收縮量的很大部分;自收縮是水泥水化作用引起的體積減小,收縮量只有前者的 1/5 ~ 1/10 ,一般可包含在濕度收縮內一并考慮。

4 . 1 干縮裂縫
   干縮裂縫為表面裂縫,寬度一般在 0.05 ~ 0.20 ㎜之間,裂縫的走向無規(guī)律性。這類裂縫一般是在混凝土經過一段時間的露天養(yǎng)護后在表面或側面出現(xiàn),并隨溫度和濕度的變化而逐漸發(fā)展。產生干縮裂縫的原因主要是混凝土澆注成型后養(yǎng)護不當,表面水分散失過快,造成混凝土內外的不均勻收縮,引起混凝土表面開裂;或由于混凝土體積收縮受到地基或墊層的約束而出現(xiàn)干縮裂縫。其他影響因素有:粗骨料用量、混凝土構件的尺寸及形狀、施工環(huán)境的溫濕度、水泥的水化速度等。此外,構件露天堆放、混凝土內外材質不均勻和采用含泥量大的特細砂配制混凝土時,也容易出現(xiàn)干縮裂縫。

4 . 2 溫度裂縫
   溫度裂縫多發(fā)生在施工期間,是由于混凝土內部與表面溫度相差較大而產生的。裂縫的走向無規(guī)律性,裂縫較深以及貫穿性的溫度裂縫對混凝土有很大的破壞性。裂縫較深以及貫穿性的溫度裂縫多由于結構養(yǎng)護不佳、降溫過快、內外溫差過大、受到外界的約束而出現(xiàn)。大面積水平結構的裂縫??v橫交錯;豎向結構特別是較長的連續(xù)墻的裂縫一般近似平行于短邊,且沿長邊分段出現(xiàn),裂縫寬度不均,受環(huán)境溫濕度變化的影響非常顯著 ( 冬寬夏窄 ) ;高溫膨脹導致的裂縫一般呈“蛔蟲”狀,而冷縮裂縫的粗細變化不明顯。 4 . 3 施工導致的不均勻沉降裂縫
   這類裂縫一般與施工質量有關,且多屬于貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關,一般與地面呈 45 °~ 90 °方向發(fā)展,裂縫的寬度與荷載大小有較大的關系,而且與不均勻沉降值成正比列變化。產生不均勻沉降裂縫的原因是由于結構和構件下面的地基未夯實或進行必要的加固處理,或地基受到雨水的浸泡而遭到破壞,使地基產生不均勻沉降。另外,模板支撐系統(tǒng)不牢固以及過早拆模,也會引起不均勻沉降裂縫。

[ 應用實例 5]

預拌混凝土質量問題分析及防止裂縫的措施

  近年來,隨著國家對節(jié)能和環(huán)保問題的高度重視,預拌混凝土已開始在許多城市的建設中使用。但在實際工程的使用過程中,由于對預拌混凝土存在著一些技術上的爭議,常引起生產廠家與使用單位之間的糾紛,在一定程度上影響了預拌混凝土的發(fā)展。本文對預拌混凝土的質量問題以及防止預拌混凝土裂縫的措施進行了分析和探討。

1 混凝土的強度問題
  
預拌混凝土具有商品的特性,在實際應用中,如果混凝土試件強度不合格,使用單位往往會認為是攪拌站的責任。事實上除極個別混凝土企業(yè)由于配制強度偏低或出現(xiàn)管理失控外,絕大多數情況下責任并不在攪拌站。其原因分析如下:

1 . 1 現(xiàn)場情況較規(guī)范要求差距大
   在混凝土規(guī)范中,對混凝土強度試驗有統(tǒng)一的試驗規(guī)程和嚴格的養(yǎng)護條件要求,但絕大多數的施工企業(yè)并不具備這些條件。一是養(yǎng)護條件不符合標準要求,幾乎所有的施工現(xiàn)場都不設標準養(yǎng)護室,只是臨時砌一個池子或是焊一個籠子在自然環(huán)境下養(yǎng)護,試件強度受氣候的影響很大;二是取樣不規(guī)范,按預拌混凝土標準的要求,應從攪拌車卸料的 1/4 ~ 3/4 之間取樣,每次取樣量≮ 0.02 m 3 ,但由于施工人員大多未經過系統(tǒng)的上崗培訓,取樣往往缺乏代表性且取樣量也不夠;三是只圖施工方便,隨意在混凝土拌合料中加水,加水后再取樣,致使混凝土水灰比失去意義造成強度偏低。

1 . 2 強度統(tǒng)計的問題
   混凝土強度具有較大的離散性。 GBJ 107 — 87 《混凝土強度檢驗評定標準》規(guī)定,混凝土的強度應分批進行統(tǒng)計評定。對預拌混凝土站、預制混凝土構件廠和采用現(xiàn)場攪拌混凝土的施工單位,應按標準規(guī)定的統(tǒng)計方法評定混凝土強度;對零星生產的預制構件的混凝土或現(xiàn)場攪拌批量不大的混凝土,才按非統(tǒng)計方法評定。按 GBJ 107 — 87 《混凝土強度檢驗評定標準》的規(guī)定,大批量混凝土按相近配合比生產的預拌混凝土允許有 5 %的試件強度小于標準值。
   在實際工程中,混凝土強度的統(tǒng)計規(guī)定并不為多數的使用單位所認識,執(zhí)行情況較好的也多是為了應付資料檢查。當某一組試件強度小于標準值 ( 即使大于允許的最小值 ) 時,常常被視為不合格,這是一種概念上的錯誤。如果要求所有留樣的試件強度都大于標準值,將會造成很大的強度富余量,這也是預拌混凝土往往超過強度較多的原因。

1 . 3 回彈法及鉆芯取樣法評定強度問題
   當建設單位、監(jiān)理單位或質量監(jiān)督部門懷疑混凝土強度不合格時,通常的做法是對混凝土構件采用非破損的回彈法或鉆芯取樣法來評定混凝土的強度等級,國家制定了相應的標準和規(guī)程。但采用這兩種方法評定都存在著一些有爭議的問題。

(1) 回彈法檢測混凝土構件強度的主要依據是回彈—強度曲線。目前采用的測強曲線主要是根據現(xiàn)拌混凝土強度與回彈值統(tǒng)計規(guī)律建立起來的全國統(tǒng)一曲線。雖然在標準中明確要求凡有條件的地區(qū)和部門應制定本地區(qū)的測強曲線并優(yōu)先使用本地區(qū)的測強曲線,但許多地區(qū)仍使用的是全國統(tǒng)一曲線。由于全國各地的混凝土原材料、攪拌工藝有極大的地區(qū)差異性,因而使用全國統(tǒng)一曲線進行回彈評定的推定值與真實值相差較大。更重要的是,與現(xiàn)場攪拌混凝土相比,預拌混凝土在水泥品種、強度、用量、粗骨料粒徑、配合比砂率、水灰比、鋼筋保護層厚度及碳化方面有較大的變化,而且目前幾乎所有的預拌混凝土中均同時摻入了粉煤灰和減水劑等,因而根據統(tǒng)一的回彈曲線來評定預拌混凝土的強度將產生較大的偏差。對預拌混凝土試件采用回彈法測試和破壞試驗的對比分析發(fā)現(xiàn),使用回彈法檢測預拌混凝土強度時,其回彈結果比標準成型試件強度約低 20 %~ 30 %;在混凝土強度等級不高時,實際值比回彈換算值偏低 20 %~ 25 %。

(2) 鉆芯法是用取芯機從混凝土構件中鉆取圓柱芯樣 ( 直徑 D100 ㎜或 D150 ㎜,高度在 0.95D ~ 2.05D 之間 ) ,將端面補平處理后進行強度試驗,并以芯樣的抗壓強度值代表混凝土構件的實際強度。當不考慮鉆芯法由于機械振動引起的芯樣內部缺陷時,對鉆芯樣強度如何評定混凝土的實際強度是否合格則存在著一些不同的認識,主要是在標準養(yǎng)護與現(xiàn)場養(yǎng)護對混凝土強度的影響方面。

  按照 GBJl07 — 87 《混凝土強度檢驗評定標準》的定義,混凝土立方體抗壓強度標準值是按標準方法制作和養(yǎng)護的 150mm × l 50 mm × l 50 mm 試塊,在齡期 28d 用標準試驗方法測得的抗壓強度總體分布的一個值,強度低于該值的百分率< 5 %。因此,對混凝土的合格性評定,應以標準養(yǎng)護的立方體試件為準,預拌混凝土企業(yè)也是基于標準養(yǎng)護強度來進行配合比設計和生產。施工中澆注的構件往往得不到較好的養(yǎng)護,由于受環(huán)境溫度、濕度、風力等的影響,潮濕養(yǎng)護的時間短,特別是混凝土構件立面 ( 如柱子、墻板、梁側面等部位 ) 的養(yǎng)護環(huán)境,更是與標準養(yǎng)護條件差異極大。在大多數情況下,自然養(yǎng)護的混凝土試件比標準養(yǎng)護的混凝土試件的強度要低。但目前大多數的建設單位、監(jiān)理單位和質量監(jiān)督部門認為,芯樣強度必須要大于混凝土設計強度標準值方為合格,這種認識顯然是不正確的。 CECS 03 : 88 《鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程》的條文說明中指出:據國外的一些試驗結果,由于受到施工、養(yǎng)護等條件的影響,結構混凝土的強度一般為標準強度的 75 %~ 80 %,國際標準草案則為 75 %~ 85 %。中國建筑科學研究院結構所對試驗用墻板的取芯試驗表明,齡期 28d 的芯樣強度換算值僅為標準強度的 86 %,為同條件養(yǎng)護試塊的 88 %。

2 預拌混凝土的裂縫問題
  
裂縫是混凝土最常見的質量通病,與現(xiàn)場攪拌混凝土相比,預拌混凝土的裂縫問題更加受到工程人員的關注。預拌混凝土的裂縫主要有:①大面積樓板產生的裂縫:多出現(xiàn)在混凝土初凝前后,多發(fā)生在梁板交接處、厚度突變處和梁板鋼筋的上部,初春和炎熱季節(jié)最容易出現(xiàn);②地下室墻板裂縫:裂縫的產生較有規(guī)律,即在墻體沿長度方向分布較均勻的垂直裂縫,裂縫形狀呈中間寬、兩端窄,多為貫穿性裂縫,大多在拆模板前已形成;③混凝土路面、大型場地的裂縫:容易出現(xiàn)不規(guī)則的縱向、橫向裂縫。目前,使用單位普遍認為,預拌混凝土出現(xiàn)裂縫的機會比現(xiàn)場攪拌混凝土要大得多。
   預拌混凝土裂縫產生的時間較早,即澆注后的 3 d 以內,這時對結構體不會出現(xiàn)荷載裂縫。由于預拌混凝土是作為商品提供給施工單位,與出現(xiàn)強度問題時一樣,一旦出現(xiàn)裂縫,通常會認為是混凝土攪拌站的責任。施工人員在尋找原因時,往往會懷疑預拌混凝土質量不好,如水泥安定性不良、配合比強度偏低、攪拌不勻、粉煤灰和外加劑使用不當等。
   事實上,預拌混凝土企業(yè)的工藝設備是先進的,有專業(yè)技術人員把關,混凝土質量應該比較穩(wěn)定,在絕大多數情況下,上述原因并不是問題的實質。預拌混凝土成型后出現(xiàn)的早期裂縫,主要是由于其在凝結硬化過程中產生收縮引起的。通常所講的收縮是指混凝土暴露在相對濕度< 100 %的空氣中產生的干燥收縮變形。由于環(huán)境的作用,混凝土還會產生其他類型的變形裂縫,它們可獨立地發(fā)生,或同時出現(xiàn)使收縮變形疊加。收縮可分為以下 5 個大類,除碳化收縮外,其余 4 種是影響早期開裂的主要因素。

2 . 1 塑性收縮裂縫
   混凝土澆注成型后,由于重力的作用,粗骨料及水泥顆粒因比重大逐漸沉降;水分則上浮至混凝土上表面而形成泌水。水泥凈漿浮至混凝土表面產生外分層 ( 即素漿層 ) ;水泥漿浮至粗骨料下形成內分層?;炷恋拿谒斐伤苄允湛s是一種無法抑制的變形。由于塑性收縮而產生的外觀體積變化為 2.0 %,結構的表面外露部分、尤其是混凝土地坪表面、樓板表面,很容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫。

2 . 2 干燥收縮裂縫
   當混凝土所在環(huán)境的相對濕度< 100 %時,混凝土表面的水分便蒸發(fā)出來,即產生干燥收縮?;炷恋母稍锸湛s開裂主要是由于毛細管壓力造成的?;炷林械拿毠芸障对诨炷粮稍镞^程中逐漸失水,使毛細管壁發(fā)生變形,產生較大的毛細管壓力,混凝土便產生體積收縮。如果混凝土中的用水量增大、水灰比大,則毛細管孔壁也增多,混凝土收縮也增大?;炷涟l(fā)生收縮變形時,由于周圍有較大的約束使其內部產生拉應力,當拉應力超過混凝土此時的抗拉強度時就出現(xiàn)收縮裂縫。

2 . 3 自身收縮裂縫
   混凝土自身收縮屬于化學收縮,是由于水泥水化產物的體積小于原來水泥和水的體積。據介紹,自身收縮引起的體積減少約在 8 %。當水灰比> 0.5 時,混凝土自身收縮與干燥相比可忽略不計;但當水灰比< 0.35 時,混凝土體內濕度很快降低到 80 %以下,特別是高強混凝土的自身收縮值更大,是其開裂的主要原因。如果自身收縮與溫度收縮疊加在一起,則危害程度將更大。

2 . 4 溫度應力裂縫
   水泥水化熱使結構體中心升溫很快,在短期內出現(xiàn)溫峰,隨后逐漸下降,致使混凝土構件內、外部產生溫度梯度,形成溫度應力。當降溫速度過快、溫度應力過大時,很容易形成貫穿性裂縫。

2 . 5 碳化收縮裂縫
   碳化收縮是由于大氣中的 C O 2 在存在水的條件下與水泥水化產物生成 Ca C O 3 、硅膠、鋁膠和游離水而引起的收縮,產生收縮的原因是由于游離水的蒸發(fā)。碳化作用必然會產生游離水,這些游離水的蒸發(fā)產生較大的毛細管張力引起漿體收縮。碳化作用的實質是碳酸對水泥石的腐蝕作用,漿體在充分干燥或飽和水的場合則不易產生碳化作用。碳化收縮均發(fā)生在混凝土表面,相對濕度是其主要影響因素。

3 防止預拌混凝土裂縫的措施
  
如何防止預拌混凝土裂縫,是設計、建設、監(jiān)理、施工單位和預拌站十分關心的問題。目前,預拌混凝土常用的防裂措施有:設置后澆帶,將長結構體分成小段;使用低水化熱水泥并摻入粉煤灰;對砂石料采取遮陽和灑水降溫措施;加冰塊拌和混凝土,降低入模溫度;在水泥中摻加膨脹劑;延長拆模時間等。
   這幾種方法可以有效地減小混凝土的絕對收縮率,多年來一直在采用。但對摻膨脹劑和延長拆模時間有一些不同看法。事實上,摻入適量的膨脹劑能夠補償混凝土的部分或大部分收縮,在正確使用和理想的養(yǎng)護條件下可以起到防裂的作用,但實際使用中的防裂效果并不很理想。其原因主要是由于膨脹劑的膨脹性能在混凝土中未得到充分地發(fā)揮?;炷僚蛎泟┲饕辛蜾X酸鈣類和氧化鈣類等,它們需要與大量的水發(fā)生化學反應才能產生膨脹效果。 JC 476 — 1998 《混凝土膨脹劑》中所指的膨脹率是基于砂漿在水中養(yǎng)護所得的膨脹率,但實際工程中是用于混凝土而不是砂漿,混凝土中的骨料會削弱其膨脹效果。由于建筑構件不可能在水中養(yǎng)護,很多構件養(yǎng)護不夠及時,在缺乏足夠水分的情況下膨脹劑的膨脹作用難以發(fā)揮,相反還可能會由于后期產生延遲鈣礬石而造成膨脹開裂。這可能是導致實際膨脹效果與理論分析不同的原因。解決辦法是將 JC 476 — 1998 《混凝土膨脹劑》中膨脹率的試驗方法由測定砂漿的膨脹率改為測定混凝土的膨脹率,這樣在實際工程中才具有指導意義。
   關于拆模板的時間問題主要是針對地下薄壁剪力墻而言,在預拌混凝土裂縫中地下室外墻最容易出現(xiàn)裂縫,雖然也采取了一些方法進行預防,但效果不像水平結構那樣有效。因為垂直墻體兩側均為模板,在未拆模時水分難以進入到混凝土表面;要對混凝土表面進行養(yǎng)護就必須拆除模板,但過早拆模容易引起混凝土降溫較多而導致開裂,這時拆模時間早或晚就十分重要。
   一種觀點認為,早拆模 ( 澆注后 1 d 拆模 ) 可以及時給混凝土補充水分,有利于防止干燥收縮,但不利于保溫。因拆模后混凝土降溫很快,這時混凝土的強度很低,幾乎沒有抗拉強度,容易因降溫過快產生的溫度應力而導致開裂。另一種觀點則認為,晚拆模 ( 即澆注 7 d 后拆模 ) 有利于保溫,但由于在水分較長時間內得不到補充,混凝土在水化過程中會因失水產生干燥收縮而導致開裂。
   對拆模時間的控制比較好的辦法是:對于強度等級較低的混凝土 ( 如 C30 及 C30 以下 ) ,由于水化熱引起的絕對溫升不是很高,拆??梢栽缫恍?;而對于強度較高的混凝土,宜在混凝土終凝后松開模板支撐,從板縫中澆入水養(yǎng)護,養(yǎng)護到一定強度后再拆除模板,然后用草簾或麻袋覆蓋側面保溫、保濕。這樣有利于減少因干燥收縮或溫度收縮引起的裂縫,減少地下室墻板的開裂機會。

4 結語
  
目前,預拌混凝土在許多中小城市尚處于發(fā)展和完善階段,施工中仍多以現(xiàn)場攪拌混凝土來對待預拌混凝土,采用常規(guī)辦法進行施工和養(yǎng)護,故在工程應用中反映出預拌混凝土的強度、裂縫問題比較突出。本文分析了預拌混凝土使用中存在的問題,提出了防止預拌混凝土裂縫的措施,希望能對從事混凝土施工質量控制和技術管理的人員有所幫助。

 
 
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