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摘要:近年在我国的土建工程中,预拌混凝土施工占有越来越大的比例。由于生产地点与使用地点不同,所以在施工中必须掌握影响混凝土质量的主要因素,切实控制施工质量,进而促进我国预拌混凝土施工技术等方面的发展。
关键词:预拌混凝土;质量控制;有效措施
前言:混凝土的质量是关系到每个工程成败主要因素。因此在施工中我们必须对混凝土的施工质量有足够的重视。混凝土质量要求是一种综合性指标,根据工程特点,结构设计不仅对混凝土的强度等级提出明确要求,具备相应的变形性能、耐久性等,而且在施工过混凝土是由水泥、水、细骨料、粗骨料、外加剂、掺合料,按比例配合,经过均匀拌制,振捣密实成型及养护硬化而成的人工石材。
一、预拌混凝土的常见质量通病
与现场拌制的混凝土相比.预拌混凝土同样存在着强度和裂缝问题。此外还有新的质量问题,常见的如:离析,泌水,工作性不好;混凝土坍落度损失大.不能满足施工现场的泵送需求;早期强度过低或后期强度不足;泵管堵塞等。
1.1裂缝问题
混凝土开裂的表现形式多种多样.工程意义各有不同。表面性裂缝对工程结构安全和使用功能无任何影响,但有时会引起对工程质量的疑虑:结构性裂缝则表明结构的力学性能整体或局部受到损害.会降低结构的使用寿命;部分潮湿环境下的裂缝还会引起钢筋腐蚀。在重复变荷载作用下导致疲劳破坏。总之,商品混凝土的裂缝将不同程度地降低结构的承载力和使用安全度。而贯穿裂缝对结构抗震性能的影响更不可忽略。由使用预拌混凝土而产生的裂缝主要有3种。(1)塑性收缩裂缝:预拌混凝土颗粒间充满水分,浇筑后表面受风吹日晒,高温低湿等因素的影响,表面水分蒸发,内部水分逐渐向外迁移.造成混凝土塑性阶段的体积收缩。塑性收缩一般可达新浇筑混凝土体积的1%左右.混凝土表面的收缩应力远大于抗拉强度。产生大量不规则微细裂缝,并迅速向内部延伸,严重时产生贯通裂缝。(2)干燥收缩裂缝:混凝土干燥收缩值的大小与混凝土的体积稳定性直接相关.并受环境相对湿度的影响。收缩变形主要发生在水泥及掺和料构成的浆体和砂浆上。(3)温差裂缝:水泥水化作用释放出大量热量(3d内会放出50%水化热),其中部温度达热峰时的混凝土内外温差大于25℃.而内外温度梯度引起很大的温度应力导致结构体开裂。
1.2混凝土坍落度损失
预拌混凝土搅拌一定时间后。拌合物逐渐变稠而黏聚性增强,流动性逐渐降低.称为“坍落度损失”。坍落度损失集中反映在拌合损失水率和凝结硬化速率,将给运输、泵送、振捣、抹压和养护等作业带来相应困难.容易导致混凝土成型后表面出现蜂窝、麻面或施工困难等问题。若施工现场为满足泵送要求而随意加水。则会造成商品混凝土强度和耐久性降低,使混凝土中出现不规则的网状裂缝。
1.3混凝土离析
预拌混凝土搅拌后其各组分相互分离而造成不均匀的倾向,称为离析。混凝土离析后在泵送过程中易堵管、爆管,泵送到模板中结构易分层。上部出现砂浆层。造成柱、墙强度不均或楼板开裂。
二、预拌混凝土质量控制的有效措施
混凝土的质量控制包括原材料控制、配合比使用管理、设备管理、运输管理等各个方面。质量控制的目标是保证能够连续稳定的生产出符合配合比设计要求的混凝土。
2.1预拌混凝土裂缝的防治
(1)大体积混凝土裂缝的主要原因是水化热,出现早期升温和后期降温,产生内表温差。减小温差的措施是选用中热硅酸盐水泥、低热矿渣水泥或矿渣硅酸盐水泥。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆也可充分利用混凝土后期强度,减少水泥用量。为更好控制水化热产生的温度应力,可以根据结构实际负荷,对结构强度进行验算,取得设计单位同意后,可用56d或90d抗压强度代替28d抗压强度作为设计强度,也可添加粉煤灰调整水泥量。
(2)混凝土中添加一定数量优质粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于其润滑效应,可改善拌和物的流动性、粘聚性和保水性,从而改善了可泵性。同时,依据大体积混凝土所具有的强度特点,初期处于较高温度条件下,强度增长较快、较高,但后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后,其中的活性Al2O3、SiO2与水泥水化析出的CaO作用,形成新的水化产物,填充孔隙,可改善了混凝土后期强度。
(3)掺加具有减水、缓凝、引气的泵送剂,可改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性。由于其减水作用和分期作用,在降低用水量和提高强度的同时,还可以降低水化热,推迟放热峰的出现,因而减少温度裂缝。
(4)改进施工工艺
a.为了降低混凝土的总升温,减小浇筑后内外温差,控制混凝土的出机温度和浇筑温度也是一个重要措施。最有效的办法是降低原料温度,混凝土中石子比热较小,但含量最大,所以最有效的方法是降低石子温度。在气温较高时,为防止太阳直接照射,可在砂石堆放场搭建简易遮阳篷,喷淋雾状水,或者在使用前用冷水冲洗。搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。
b.改进搅拌工艺。采用净浆裹石工艺,可以有效地防治水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上,使硬化后界面过滤层结构致密、粘结力增大,从而提高混凝土强度,并进一步减少水化热和裂缝。
c.改进振动工艺。对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振动,可排出混凝土因泌水形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,减少内部裂缝和气孔,提高抗裂性。
2.2防止混凝土离析的有效措施
(1)使用合适的水泥。水泥是混凝土中最主要的胶凝材料,水泥质量的稳定直接影响着混凝土质量的稳定。水泥质量的变化将会导致混凝土出现离析的现象,而且水泥中有多种因素影响混凝土拌合物性能。
(2)正确使用外加剂。混凝土中使用的外加剂,大多是由减水剂同其他产品如引气剂、缓凝剂、保塑剂等复合而成的多功能产品,是泵送混凝土不可或缺的重要材料,外加剂的掺入极大地改善混凝土拌合物的性能,但外加剂使用不当将可能导致混凝土的离析。
(3)加入适量煤粉灰。粉煤灰是混凝土重要的掺和料之一,虽然用量很少,但在混凝土中掺入适量粉煤灰能极大改善混凝土和易性、密实性及强度性能。
(4)采用合的砂、石骨料比例。砂石料是混凝土中用量最大的材料,砂石料的质量直接影响混凝土的质量,砂石质量的波动容易造成混凝土的离析,而且其造成离析的因素是多方面的。
2.3改善混凝土坍落度的损失的有效措施
(1)水泥生产应考虑水泥的质量不仅仅是水泥的活性,还应根据用户的信息不断调整水泥的使用性能。各厂水泥的标号已按标准达到强度要求,但标准中对水泥的需水量,流动性没有指标,这些对混凝土坍落度及坍落度损失都有影响。水泥的细度不宜太细,即比表面积不要太高,C3A含量低些,通过实验确定一个合理的石膏掺量和粉磨温度,使二水石膏的含量高。在水泥需求旺季也应有足够的库存,避免热水泥出厂。寻找合适的助磨剂及粘土替代品,使水泥有足够的粘性,以减少混凝土的泌水及坍落度损失。
(2)外加剂厂配制泵送剂代替高效减水剂,由于水泥原材料及制作工艺不同,不同水泥对外加剂有不同的适应性,不可能一种泵送剂适应所有的水泥及混凝土拌合物,因此与搅拌站密切配合,根据不同需求配置不同内容的泵送剂,以满足施工的需要。目前要解决的是混凝土坍落度损失小与早强的矛盾,泌水的问题以及价格的问题。
(3)对材料的选择就很重要。首先要选择符合质量标准的砂石,且根据施工要求,注意粒形及级配,选择水泥与外加剂相互适应性好的材料,为改善混凝土的坍落度损失,应掺粉煤灰或其他矿物掺合料,但掺合料应事先做试验,各地的粉煤灰性能是不一样的,有的减水好,但和易性不好,有的碱含量过高,有的又需水量过大,在材料选择合适后,进行混凝土配合比试验,如调整胶集料用量、砂率、用水量、外加剂掺量等,使混凝土既达到强度指标又满足坍落度的要求。在实际施工中,还得根据气候温湿度对外加剂掺量进行调整。
三、混凝土后期保养对强度的影响
3.1养护湿度对混凝土强度的影响
水泥水化反应只能在被水填充的毛细管内发生,因此,必须创造条件防止水分由毛细管中蒸发失去。而且,在水泥水化过程中产生的水泥凝胶具有很大的比表面积,大量自由水变为表面吸附水。这时,如果不让水分进入水泥石内,则供水化反应的水就会越来越少,使水泥水化不能继续进行。混凝土的强度主要取决于水泥石中的胶空比,由于随着水泥水化反应的进行,混凝土中的水泥凝胶体积不断的增加,而毛细管孔腔的体积则减小,混凝土的密实度增加,强度也随之增长。可以看出:混凝土放在空气中养护与放在水中养护相比,会发生强度降低和后期强度衰减的现象,所以养护湿度对混凝土的强度有较大的影响。
3.2养护温度对混凝土强度的影响
养护温度对混凝土强度的发展有很大的影响。初期养护温度越高,混凝土后期强度的衰退越大。这是由于急促的初期水化反应会导致水化产物的不均匀分布,水化产物分布低的地方成为水泥石中的薄弱环节,从而降低整体的强度;水化产物分布高的区域包裹在水泥粒子的周围,妨碍水化反应的继续进行,从而减少水化产物的产量。
结束语
在我国的土建工程中,预拌混凝土施工占有越来越大的比例。由于生产地点与使用地点不同,所以在施工中必须掌握影响混凝土质量的主要因素,切实控制施工质量,要在设计方法、施工技术以及维护要求及施工管理等方面进一步研究,进而促进我国预拌混凝土施工技术等方面的发展。
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论文作者:谢吉沛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/5
标签:混凝土论文; 水化论文; 水泥论文; 强度论文; 裂缝论文; 温度论文; 质量论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;