摘要: 主要分析了輕集料混凝土砌塊的特點及應用中的質(zhì)量通病, 并提出了相應的預防措施。
關(guān)鍵詞: 輕集料混凝土;通病;防治
中圖分類號: TU522.3+3 文獻標識碼: A 文章編號: 1001- 6945( 2008) 04- 0049- 03
輕型高效保溫材料的發(fā)展, 推動著我國的傳統(tǒng)實心粘土磚墻體向輕集料混凝土小型空心砌塊轉(zhuǎn)變。輕集料砌塊具有輕質(zhì)、高強、保溫隔熱性能好、抗震性能好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低及便于施工等一系列優(yōu)點, 近年來, 隨著墻體革新與建筑節(jié)能的要求以及高層建筑的不斷涌現(xiàn), 輕集料砌塊發(fā)展很快。但與樹立落實科學發(fā)展觀與建立節(jié)約型社會的要求還有很大差距,在日常的應用中出現(xiàn)不少質(zhì)量通病, 嚴重影響了結(jié)構(gòu)的安全使用, 有必要對其進行有效預防, 以促進輕集料砌塊的進一步發(fā)展與完善。
1 輕集料混凝土的含義與特點
人造輕集料混凝土的生產(chǎn)始于20 世紀20 年代,從20 世紀50 年代至70 年代, 輕集料混凝土的應用逐漸廣泛起來了, 美國與前蘇聯(lián)在相當長的一段時間內(nèi)對輕集料混凝土的技術(shù)占有領(lǐng)先地位, 我國從1958 年也開始了這一領(lǐng)域的研究, 經(jīng)過近40 多年的探索與發(fā)展, 也在這一領(lǐng)域占有一席之地,成為輕集料混凝土的生產(chǎn)與使用大國。
輕集料混凝土是指用輕集料和膠結(jié)材料配制而成的、干表觀密度不大于1 950 kg/m3 的混凝土, 輕集料混凝土空心砌塊墻體材料具有下述特點: ①表觀密度小, 減輕結(jié)構(gòu)重量, 進而節(jié)省承重結(jié)構(gòu)材料; ②熱工性能優(yōu)于實心粘土磚和普通混凝土等墻體材料, 具有節(jié)能意義; ③原材料從集料到膠凝材料, 都可以使用并消耗大量的工業(yè)廢料, 如粉煤灰等, 節(jié)約大量的砂、石、水泥等資源; ④耐火性能好。輕集料混凝土的耐火性能比普通混凝土提高四倍以上; ⑤耐久性能好。陶?；炷恋目箖鲂詢?yōu)于普通混凝土, 這對修建道路、橋梁等公用設(shè)施帶來好處; ⑥施工適應性強?？梢愿鶕?jù)各種不同需要來生產(chǎn)不同容重和強度的人造輕集料, 來配制不同容重和強度的輕集料混凝土。
輕集料混凝土首先應用在樓板、屋面板和墻體( 墻板或空心砌塊) 。這三種材料的混凝土體積用量占整個建筑工程混凝土用量的90%左右, 據(jù)統(tǒng)計, 每1 000 m2建筑以紅磚作墻體材料時, 重量高達50 t, 要占建筑物重量的40%～65%。建筑物自重減輕, 則在基礎(chǔ)費用上,特別對那些地基地質(zhì)不好的地方, 采用樁基礎(chǔ)或滿堂基礎(chǔ)的多層和高層建筑的基礎(chǔ)費用可以大大地節(jié)約。用輕集料混凝土后, 僅基礎(chǔ)費用減少10%～15%, 若以工業(yè)廢料來生產(chǎn)人造輕集料還可綜合利用工業(yè)廢料,變廢為寶。所以輕集料混凝土的使用前景十分廣泛, 大有可為。正因為如此, 再加上價格低廉的市場優(yōu)勢, 使之成為我國應用最廣泛的墻體材料之一。
2 應用中的問題與質(zhì)量通病
隨著輕集料混凝土的廣泛使用, 出現(xiàn)了許多的問題與質(zhì)量通病, 主要有以下幾類:
2.1 工藝設(shè)備落后
在人造輕集料生產(chǎn)工藝和設(shè)備的研制方面. 雖然早已解決了超輕陶粒和高強陶粒的生產(chǎn)和質(zhì)量問題,但與國外相比, 在工藝和設(shè)備方面差距卻是較大的。我國的陶粒廠不僅生產(chǎn)規(guī)模小, 產(chǎn)量低, 而且能耗大, 污染嚴重, 設(shè)備簡陋。早在20 世紀70 年代, 國外的人造輕集料生產(chǎn)廠已向大型化方向發(fā)展?，F(xiàn)在一些年產(chǎn)50萬m～100 萬m 的陶粒廠已屢見不鮮, 而我們年產(chǎn)5 萬m 以上的陶粒廠在全部陶粒廠中僅占l0%左右。對20世紀90 年代來的一些新工藝, 包括無膠結(jié)料的全粉煤灰輕集料, 不吸水或吸水很少的高性能輕集料, 及人造輕集料生產(chǎn)的大型化和全自動化等的研究. 都還未能引起普遍關(guān)注, 真正列入我們的議事日程。
2.2 新技術(shù)研究進展緩慢
我國陶粒生產(chǎn)工藝與設(shè)備方面與國外存在著較大差距; 在輕集料新品種、新技術(shù)的研究與應用方面差距更大了。長期以來, 我國的輕集料混凝土主要在一般工業(yè)與民用房屋建設(shè)中應用, 且較多是用在小砌塊和條板的墻體中, 在高層建筑和大跨度的橋梁中應用則很少。雖然, 現(xiàn)在也能配制出抗壓強度達70 MPa 的結(jié)構(gòu)輕集料混凝土, 但在工程中實際只用到40 MPa。在橋梁工程中的應用近幾年雖有所突破, 但最大跨度僅達35 m。使用輕集料混凝土的工程(包括橋梁、橋面板、承臺、橋墩、基礎(chǔ))和在舊橋改造中(修復、加固、加寬等)應用仍然很少。在采油平臺、水上漂浮物、船塢等特殊工程中應用更未見有所突破。高強輕集料新品種、高性能輕集料的研制和應用進展緩慢。在工程施工中, 混凝土的澆灌技術(shù), 大量仍采用常規(guī)的方法, 泵送混凝土技術(shù)應用很少, 尚未能適應現(xiàn)代化施工的要求。
2.3 出廠產(chǎn)品質(zhì)量低下
輕集料混凝土抗壓強度等級偏低, 超過3.5 MPa的不多; 吸水率偏高, 小于15%的不多; 相對含水率偏高; 現(xiàn)場產(chǎn)品的破損率較高, 有一些廠家的要超過3%; 砌塊規(guī)格系列主規(guī)格尚可, 但副規(guī)格( 配磚) 不配套,造成使用不便; 砌塊孔型單調(diào), 多為單排孔, 對提高保溫性不利; 有關(guān)此類產(chǎn)品的施工規(guī)程及生產(chǎn)廠提供的說明書等尚不完備; 應用此產(chǎn)品的墻體有產(chǎn)生裂紋的情況。
以上的問題已經(jīng)嚴重影響了輕集料混凝土砌塊的推廣應用和人民的生命財產(chǎn)安全, 必須采取有效措施加以改進和控制。
3 應用中的改進措施與預防
3.1 合理選擇原料
因地制宜地利用天然輕集料, 如天然浮石、火山渣等堆積密度小, 抗壓強度高, 利于生產(chǎn)輕質(zhì)高強的產(chǎn)品。使用粘土陶粒、頁巖陶粒等, 要盡量選擇體積密度適中、吸水率低、簡壓強度較高、連續(xù)粒級且粒型系數(shù)較小的陶粒。使用單粒級的粗集料要配以細集料時, 要盡量使用陶砂, 盡量避免把粗集料破碎后使用。因為這樣破壞了陶粒的結(jié)構(gòu), 增大吸水率, 導致產(chǎn)品的抗壓強度等性能的降低。
3.2 合理使用高活性的摻和料
美國等世界工業(yè)發(fā)達國家生產(chǎn)輕質(zhì)高強的空心砌塊產(chǎn)品時, 是采用外摻硅粉或粉煤灰等技術(shù)途徑實現(xiàn) 的。硅粉是我國比較緊缺和昂貴的材料, 但摻以高活性的粉煤灰或礦渣粉、沸石粉是既可行又經(jīng)濟的。因為這些摻和料( 或附加劑) , 一方面能填充混凝土基材甚至水泥漿中的微孔, 另一方面能與水泥水化析出的氫氧化鈣反應生成硅酸鈣膠體, 改善了界面狀態(tài), 提高了產(chǎn)品的濕度和耐久性。
3.3 選樣適宜養(yǎng)護制度
砌塊的養(yǎng)護工藝對砌塊質(zhì)量及應用砌塊的墻體質(zhì)量十分重要。建議養(yǎng)護方法是: 砌塊成型3 h～6 h 后,表面以黑塑料布或草簾覆蓋, 保溫保濕養(yǎng)護, 以提高其早期強度; 1 d 后可以搬動碼垛, 開始經(jīng)常輕輕噴水保濕養(yǎng)護, 直至兩周左右便可去掉表面的覆蓋物; 此后自然養(yǎng)護至28 d, 使相對含水率符合要求。
3.4 嚴格施工管理
在有關(guān)用輕集料混凝土小型砌塊框架結(jié)構(gòu)填充墻的施工規(guī)范或技術(shù)規(guī)定尚不完善的情況下, 為確保工程質(zhì)量, 必須依照《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《砌體結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗收規(guī)范》、產(chǎn)品標準《輕集料混凝土小型空心砌塊》和生產(chǎn)廠提供的使用說明書等技術(shù)文件嚴格進行施工管理和工程質(zhì)量控制。
4 輕集料混凝土的可持續(xù)發(fā)展
4.1 輕集料混凝土生產(chǎn)的可持續(xù)性
我國天然輕集料極為豐富, 產(chǎn)地又比較集中, 東北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)15 處火山群, 一半以上集中在黑龍江省,據(jù)初步測算, 火山渣、浮石的儲量達4 億m3。從成本來看, 火山渣、浮石等比陶粒低1/3 左右, 很有發(fā)展前途。對煤矸石的利用是我國長期以來的重要課題。我國煤儲量達1 600 億t, 占世界的1/3, 現(xiàn)在年開采量在10億t 以上, 居世界首位, 每年排出的煤矸石在1 億t 以上。同時, 繼續(xù)開發(fā)人造輕集料, 使陶粒生產(chǎn)設(shè)備向自動化、無污染的方向發(fā)展, 綠色超輕陶粒將成為生產(chǎn)量最大的人造輕集料, 綠色破碎型高強度高性能陶粒也將投入生產(chǎn), 人造輕集料的成本將大幅度下降, 預計15～20 年后, 我國人造輕集料的年產(chǎn)量將達到5 000萬t。
4.2 輕集料混凝土使用性能的改進
由于在輕集料混凝土中加入了鋼纖維, 使輕集料混凝土的強度特性得以大大改善, 改善了輕集料混凝土的強度特性和抗凍、抗疲勞等耐久性。加入鋼纖維還能使輕集料混凝土的凍融性能得以改善, 普通混凝土經(jīng)300 次凍融循環(huán)后, 相對動彈性模量降低20℅左右, 而加入鋼纖維的輕集料混凝土并沒有劣化的征兆。
4.3 輕集料混凝土的經(jīng)濟性
雖然輕集料混凝土的價格比普通混凝土的價格高, 但從建筑物的整體成本來看, 由于輕集料混凝土質(zhì)量輕, 所以采用輕集料混凝土還是具有綜合優(yōu)越性的。實踐證明為適應建筑節(jié)能、墻體材料革新和住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要, 輕集料工業(yè)的發(fā)展仍應立足于充分利用豐富的天然資源和工業(yè)廢渣, 遵循因地制宜、就地取材的原則, 走多品種發(fā)展的道路。對于應用廣泛的輕集料混凝土砌塊工程, 需要不斷總結(jié)經(jīng)驗, 完善措施, 使其走上成熟化、規(guī)范化的道路。在輕集料混凝土的施工中, 針對質(zhì)量通病的防治采取有效技術(shù)措施, 堅持嚴謹?shù)氖┕そM織管理, 才能使質(zhì)量通病能夠得到有效的控制。這些措施并非孤立的, 而是相互聯(lián)系、相互制約的, 必須結(jié)合實際、合理采用才能起到良好的效果, 并為國民經(jīng)濟與社會發(fā)展作出更大的貢獻。
參考文獻:
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