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        • 影響混凝土質量案例分析

        • 發布時間:2018.02.25 新聞來源:淄博莊園混凝土有限公司-中國混凝土行業優秀企業 瀏覽次數:
        • 影響混凝土質量案例分析

          張波1,張梁2,張天敬3

          1.淄博莊園混凝土有限公司,山東 淄博 2550002.淄博市建筑工程質量監測站,山東 淄博 2550003.青島金辰商砼有限公司,山東 青島 266300

          摘自《工程質量》2017年3期85-88頁

          摘要:混凝土質量問題屢見不鮮,影響其質量的原因繁多,只有找出其中主要原因并加以控制,才能有效避

          免或減少混凝土質量問題的產生。針對混凝土墻體裂縫、冬期施工混凝土凍害問題,論文結合兩個典型案例,進行了原因分析,并提出了相應控制措施,可有效改善由此造成的混凝土質量性能下降問題。

          關鍵詞:保濕養護;薄膜粘貼;雨雪惡劣天氣

          0 引言

            我國的預拌混凝土企業在近二十年里得到了迅猛發展,但使用預拌混凝土澆筑施工的工程結構也出現了一些普遍存在的質量問題。其中有些是預拌混凝土自身質量的原因所造成,有些是由于施工過程控制措施不當、不到位所造成。如混凝土墻體的裂縫問題、冬期施工混凝土的凍害問題等。本文根據筆者多年從業經驗,主要結合兩個典型案例分析,從施工過程控制方面提出了有效預防措施及注意事項,同時也提供了提高預拌混凝土質量的主要措施。以供同行及業內人員借鑒。

           

          1典型案例分析

            混凝土的裂縫問題一直是困擾工程界的一大難題。各種形式的裂縫都有其形成的原因,只有找出其中主要的原因,并針對主要原因采取措施,才能有效避免問題的產生。混凝土墻體裂縫一直得不到很好解決,一個主要原因就是混凝土墻體拆模后,未能采取有效的保濕養護,造成混凝土早期失水過大。另一方面,冬期施工混凝土極易遭受凍害,遭受凍害的混凝土質量性能將嚴重下降。

            以下兩個工程案例,一個是針對混凝土墻體的裂縫問題,一個是針對冬期施工混凝土的凍害問題,分析其形成原因并提出具體的解決措施。

          1.1混凝土墻體裂縫案例

          1.1.1質量問題描述

           

            C40以上較高強度等級、長度在6m以上的混凝土墻體,是最容易出現裂縫且最難控制的。

            2015年4月~6月,淄博一家混凝土企業供貨的某高層工程核心筒部位,兩道9.5m長C50混凝土剪力墻出現較多裂縫。每道墻有2~3條裂縫,裂縫寬度在0.2~0.3mm間。歷時兩個多月澆筑了六層,問題遲遲得不到解決。后來換用筆者公司混凝土澆筑了一層,拆模后發現9.5m長的墻體上仍出現了一條裂縫,裂縫寬度在0.15mm。質監部門要求進一步采取有效措施,保證1條裂縫也不出現。

          1.1.2原因分析

            過認真詢問、觀察及分析前期出現裂縫的原因。前期供貨企業的混凝土水泥用量偏多,泵送劑緩凝時間短,混凝土強度增長過快是一個原因,而施工單位在混凝土墻體拆模后基本不采取任何養護措施,混凝土早期失養是主要原因。較高強度的混凝土水化熱大,強度增長快,內部水分極易散失,要使9.5m長的墻體不出現一條裂縫,就要保證混凝土澆筑后前3d給予充分的保濕養護。

          1.1.3解決措施

            明確原因后又澆筑了一層,混凝土終凝具有一定強度(拆模不會對混凝土造成損傷),即拆除墻體模板。隨前面拆模板,后面立刻用噴霧器及水管澆淋混凝土墻面,兩人輪流24h不間斷澆水養護3d。最初1d,混凝土墻面隨澆水隨干,以后慢慢間隔時間長。充分說明混凝土澆筑后初期,由于水化消耗大量水分,混凝土處于嚴重需水狀態(250mm厚的墻體中心溫度達41℃)。這時如不能保證混凝土的充分濕養護,則混凝土裂縫就無法避免。

            經過這次試驗驗證,混凝土墻體澆筑后3d內,在充分保濕養護條件下可避免裂縫的出現。但這樣的澆水養護,很難做到。筆者想到現已普遍采用的,現澆混凝土樓板隨澆筑抹面完成后,隨覆蓋塑料薄膜保濕養護,解決板面裂縫的成功經驗,經與施工方研究后認為,采取在混凝土墻體拆模后,立即涂刷108膠粘貼塑料薄膜保濕養護。除冬季外,其它三季應在混凝土墻體拆模后先澆水濕潤墻體,然后涂膠粘貼薄膜。如圖1、圖2所示。

                    

           

                 圖1墻體涂刷108膠后粘貼塑料薄膜                                    2拆除頂模后墻體仍粘有塑料薄膜

           

            采取此措施后澆筑的混凝土墻體質量證明,只要保證混凝土拆模后,表面及時補水濕潤,塑料薄膜粘貼及時,即可避免一般混凝土墻體裂縫的出現。地下室外墻等較長距離的墻體,也明顯降低裂縫出現的數量及寬度(在拆模到粘貼薄膜的時間間隔內,混凝土墻體仍會存在不同程度的缺水)。同時混凝土碳化深度大大降低(混凝土澆筑后60d碳化深度一般<1.0mm),采用回彈法檢測,回彈值明顯提高(由于保濕養護好,混凝土表面強度得以正常增長)。

          1.2冬期施工混凝土凍害案例

          1.2.1質量問題描述

            我國北方地區,冬季混凝土的澆筑是建筑工程冬期施工質量控制的重點,每年混凝土遭受凍害的質量事故也時有發生。

            2016年1月6日,為某工程供應C30梁、板、墻、柱泵送混凝土270m3。6日上午10:30開始澆筑混凝土,12:00左右開始下小雨,15:00左右開始轉為中雪,隨之氣溫下降。混凝土澆筑至23:00結束,期間一直是邊下雪邊澆筑。7日早5:00氣溫下降至-9℃,混凝土板抹面后隨即覆蓋了一層塑料薄膜,當晚未蓋毛毯。第二天早晨混凝土板面凍結后才覆蓋了二層毛氈,之后3d白天氣溫在3℃左右,夜間最低氣溫在-8℃左右。7日白天陰,最高氣溫1℃,混凝土板面基本未化凍。8日白天晴,光照好,但最高氣溫也僅3℃,持續時間不到4h,凍結的混凝土板面化凍,但未等終凝8日晚又凍結。9日天氣晴朗,陽光好,最高氣溫升至5℃,混凝土表面稍有強度。經過兩次凍融,混凝土板面疏松膨脹,混凝土遭受凍害。

            澆筑后第一天受凍混凝土板及鉆取芯樣如圖3、圖4所示。截除受凍混凝土,對芯樣加工后進行了抗壓檢測,混凝土強度為37.5Mpa,滿足設計要求。2016年5月工程竣工裝修前,對板面受凍混凝土(墻、柱、梁部位均未有凍害)進行了鉆芯取樣。通過芯樣可見,受凍混凝土深度達20mm。針對受凍混凝土,鑿除后重新澆筑了一層高強度砂漿予以補強。

              

          3受凍混凝土板面                                          4鉆取受凍混凝土板芯樣

          1.2.2原因分析

            經過這次混凝土板面凍害事故,筆者單位同施工方共同分析原因。首先考慮混凝土配合比及防凍劑是否出現問題。經查混凝土配比及防凍劑摻量都沒問題,而且后期在氣溫更低(達-13℃)情況下澆筑的混凝土板面,沒有發生明顯凍害現象。之后從施工方面分析、查找原因。當晚混凝土澆筑后只覆蓋了一層塑料薄膜,未按規范要求覆蓋棉氈是原因之一,但不是這次凍害的主要原因。主要原因是在澆筑過程中先下雨后下雪,隨混凝土澆筑,雨水、雪水都摻入混凝土中,造成混凝土水膠比增大,防凍劑被稀釋。混凝土澆筑后未達終凝,氣溫即下降至-9℃,同時未覆蓋棉氈養護,最終導致了混凝土板面的凍害事故。

            經查閱往年冬季發生的幾次不同程度混凝土凍害情況,大多是在下雪天氣下澆筑混凝土造成的。下雪天氣下澆筑基礎類較大體積的混凝土,由于內部水化熱作用,一般不會造成混凝土的凍害。而對板類薄壁結構及路面工程等,在下雪天氣下澆筑混凝土,特別是雪后氣溫下降幅度較大時,則及易使面層混凝土遭受凍害。

          1.2.3預防措施

            冬季應避免在下雪及較大風力嚴寒天氣下澆筑混凝土。若確需澆筑也應采取一些必要措施。如將板下四周維護,內部設置加溫設施,隨澆筑抹面粘貼一層塑料薄膜后,再在上面覆蓋一層較厚大的塑料布或不透水篷布及多層棉氈等,可有效降低混凝土遭受凍害的風險。

            混凝土澆筑過程中嚴禁往混凝土中加水,澆筑應做到盡快鋪料、及時振搗、及時覆蓋,以防熱量損失。

          2 提高預拌混凝土質量的主要措施

            以上針對混凝土墻體裂縫、冬期施工混凝土凍害問題,從施工方面提出了有效的控制措施。采取這些措施的前提是預拌混凝土質量必須得到保證。主要可以從以下方面控制。

          2.1混凝土配合比設計

            混凝土配合比設計的正確與否是決定混凝土拌合物質量高低的決定因素,也是保證混凝土工程質量的首要條件。混凝土配合比應根據設計要求的強度等級、耐久性及施工性能要求,結合原材料的性能特點來設計,且符合相應標準、規范要求。如較高強度等級的混凝土墻體應合理摻用礦粉、粉煤灰,水泥用量不宜過大;而冬期施工混凝土中摻合料用量不宜過大,最少水泥用量應符合冬期施工規范要求。

            根據設計配合比生產的混凝土拌合物,應具有良好的和易性及施工操作性。混凝土配合比設計,應注重不同品種原材料間的相容性,特別是外加劑與混凝土原材料間的相容性。根據不同季節、不同澆筑部位、不同強度等級,合理控制混凝土的凝結時間。

           2.2原材料控制

            生產混凝土用的所有原材料均應符合配合比設計要求,且必須在經過評審合格的供應商內采購。

            如水泥應選擇信譽好、強度富余系數高、質量穩定、與減水劑有良好適應性、規模較大的企業。 減水劑或泵送劑是混凝土生產中使用最普遍的外加劑,也是影響混凝土質量最重要的材料之一,減水率及與水泥、摻合料等混凝土用材料的相容性是其主要控制指標。冬期施工,防凍型外加劑是影響混凝土質量的關鍵材料,其使用溫度及摻量應經過充分的試驗驗證。最好采用往年經工程使用驗證,安全、有效的同一廠家、同一品種的外加劑。

            混凝土生產所用任何一種材料其質量的波動,都會影響混凝土的質量。混凝土生產原材料選擇的原則是:首先材料各項性能指標要達到相關標準要求,然后橫向比較各廠家材料質量,優先選擇質量高于標準多的材料,各材料間搭配使用適應性好的材料。使用質量穩定、優質的材料,不僅有利于混凝土的質量控制,也有利于成本的降低。

          2.3混凝土生產及運輸控制

            在具有成熟配合比及合格原材料情況下,通過加強對混凝土生產、運輸環節控制,才能確保預拌混凝土質量。

            混凝土生產前應對配合比、原材料、生產設備、計量設備等進行檢查和確認。攪拌應保證混凝土拌合物質量均勻,其坍落度、和易性等應滿足設計配合比的要求。

            攪拌運輸車在運輸時應能保證混凝土拌合物均勻,不產生分層、離析。攪拌運輸車在裝料前應把攪拌罐內積水排凈,裝料后嚴禁向罐內的混凝土拌合物加水,以確保混凝土質量。

          3 結語

             通過以上兩個典型案例分析說明,很多工程質量事故或通病,看似很難解決,但仔細分析總能找出其形成的原因。只要針對原因采取相應措施,就能有效避免一般質量事故及病害的發生。如從2016年推廣利用的混凝土墻體粘貼塑料薄膜保濕養護措施,基本解決了一般混凝土墻體裂縫及碳化深度大問題,同時提高了混凝土的表面強度。

            冬期施工應避免在雨、雪及較大風力、嚴寒天氣下澆筑混凝土。在雨、雪天氣下澆筑混凝土,雨、雪水融入混凝土造成混凝土水膠比增大。而下雪過后一般伴隨較大幅度降溫,這時由于混凝土中結晶水過多,混凝土極易遭受凍害,特別是對板類薄壁結構。

            因此,在混凝土工程施工過程中,應根據不同的施工部位,不同的季節、環境,結合混凝土自身性能特點,采取針對性措施,同時從混凝土配合比設計、原材料選擇、生產運輸等環節對預拌混凝土質量嚴格控制,才能有效避免混凝土質量事故及通病的發生。

           

           

           

           

          作者簡介表

          姓名

          張波

          性別

          籍貫

          山東淄博

          工作單位

          淄博莊園混凝土有限公司

          職務

          總工程師

          研究方向

          預拌混凝土生產及施工

          職稱

          高級工程師

          通信地址

          山東省淄博市周村區南郊鎮李家工業園

          郵編

          255000

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