青島某小區(qū)因混凝土問題返工重建、長沙新房出現(xiàn)問題、淄博某地出現(xiàn)“樓歪歪”……近期,大批建筑工程爆發(fā)質(zhì)量問題引發(fā)關(guān)注。
建筑工程的質(zhì)量不僅關(guān)系到工程的適用性和建設(shè)項目的投資效果,而且關(guān)系到人民群眾生命財產(chǎn)的安全。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展,建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,每年投資建設(shè)的各類工程項目達(dá)十幾億平方米,一旦發(fā)生工程質(zhì)量問題,會直接影響公共利益和公眾安全,因此,建設(shè)工程質(zhì)量必須引起重視。
那么影響建筑質(zhì)量的因素到底有哪些?
事實上,工程設(shè)計、操作人員素質(zhì)、機(jī)械設(shè)備、混凝土質(zhì)量等都是影響建筑質(zhì)量的重要因素,其中,混凝土質(zhì)量是影響建筑質(zhì)量高低的關(guān)鍵?;炷临|(zhì)量的影響因素則包括了原材料(水泥、砂石骨料、摻合料、外加劑等)以及混凝土的配合比、養(yǎng)護(hù)施工等等,本文將介紹混凝土配合比以及施工養(yǎng)護(hù)對混凝土質(zhì)量的影響。
混凝土配合比
混凝土配合比是進(jìn)行生產(chǎn)的依據(jù),直接關(guān)系到混凝土的性能和生產(chǎn)成本,是混凝土質(zhì)量控制的核心部分。根據(jù)配比方式的不同,可分為普通混凝土配合比設(shè)計、特種性能混凝土配合比設(shè)計及特種材料混凝土的配合比設(shè)計。但不論是哪種類型的混凝土配合比設(shè)計,都應(yīng)依據(jù)實際工程的具體要求,從結(jié)構(gòu)形式及施工條件的角度出發(fā),確定混凝土的組成。
混凝土配合比設(shè)計的四要素包括水膠比、漿骨比、砂石比和礦物摻和料用量。
1水膠比
對有耐久性要求的混凝土,按照結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工給出《混凝土技術(shù)要求》中的低強(qiáng)度等級,按保證率95%確定配制強(qiáng)度;以較大水膠比作為初步選水膠比,再依次減小0.05~0.1百分點取3~5個水膠比試配,得出水膠比和強(qiáng)度的直線關(guān)系,找出上述配制強(qiáng)度所需要的水膠比,進(jìn)行再次試配?;虬礋o摻和料的普通混凝土強(qiáng)度-水灰比關(guān)系選擇一個基準(zhǔn)水灰比,摻入粉煤灰后再按等漿骨比調(diào)整水膠比。一般,有耐久性要求的中等強(qiáng)度等級混凝土,摻用粉煤灰超過30%時(包括水泥中已含的混合材料),水膠比宜不超過0.44。
2漿骨比
在水膠比一定的情況下的用水量或膠凝材料總量,或骨料總體積用量即反映漿骨比。對于泵送混凝土,可按GB/T50746-2008《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》對膠凝材料的限定范圍,由試配拌和物工作性確定,取盡量小的漿骨比值。水膠比一定時,漿骨比小的,強(qiáng)度會稍低、彈性模量會稍高、體積穩(wěn)定性好、開裂風(fēng)險低,反之則相反。
3砂石比
通常在配合比中的砂石比,以一定漿骨比(或骨料總量)下的砂率表示。對級配良好的石子,砂率的選擇以石子松堆空隙率與砂的松堆空隙率乘積為0.16~0.2為宜。一般,泵送混凝土砂率不宜小于36%,并不宜大于45%。為此應(yīng)充分重視石子的級配,以不同粒徑的兩級配或三級配后松堆空隙率不大于42%為宜。石子松堆空隙率越小,砂石比可越小。在水膠比和漿骨比一定的條件下,砂石比的變動主要可影響施工性和變形性質(zhì),對硬化后的強(qiáng)度也會有所影響(在一定范圍內(nèi),砂率小的,強(qiáng)度稍低,彈性模量稍大,開裂敏感性較低,拌和物粘聚性稍差,反之則相反。
4礦物摻和料摻量
礦物摻和料的摻量應(yīng)視工程性質(zhì)、環(huán)境和施工條件而選擇。對于完全處于地下和水下的工程,尤其是大體積混凝土如基礎(chǔ)底板、咬合樁或連續(xù)澆注的地下連續(xù)墻、海水中的橋梁樁基、海底隧道底板或有表面處理的側(cè)墻以及常年處于干燥環(huán)境(相對濕度40%以下)的構(gòu)件等,當(dāng)沒有立即凍融作用時,礦物摻和料可以用到較大摻量(礦物摻和料占膠凝材料總量的大摻量粉煤灰為50%,磨細(xì)礦渣為75%);一年中環(huán)境相對濕度變化較大(冷天處在相對濕度為50%左右、夏季相對濕度70%以上)無化學(xué)腐蝕和凍融循環(huán)一般環(huán)境中,斷面小、保護(hù)層厚度小、強(qiáng)度等級低的構(gòu)件(如厚度只有10~15cm)的樓板),當(dāng)水膠比較大時(如大于0.5),粉煤灰摻量不宜大于20%,礦渣摻量不宜大于30%(均包括水泥中已含的混合材料)。
施工養(yǎng)護(hù)
混凝土養(yǎng)護(hù)是保證混凝土質(zhì)量直接、有效和經(jīng)濟(jì)的方法,溫度和濕度是混凝土養(yǎng)護(hù)的兩大要素。季節(jié)變化對溫度、濕度等工況因素產(chǎn)生較大影響,也對混凝土養(yǎng)護(hù)提出了不同的要求。
1春秋季混凝土施工養(yǎng)護(hù)
春秋季晝夜溫差較大,雨水較少、風(fēng)速較大、一般均在4~5級;空氣干燥濕度小(一般均<30%)。這些將給混凝土帶來頻繁干縮風(fēng)干的裂縫,或其他一系列問題。
1.1加強(qiáng)原材料質(zhì)量把關(guān)
嚴(yán)格控制砂、石材料含泥量,加大摻合料的檢測和使用摻量,因為此季節(jié)溫度變化較大,混凝土強(qiáng)度增長不正常,應(yīng)盡量減少摻合料的使用。杜絕使用不合格原材料,外加劑使用要多調(diào)整,外加劑對混凝土性能影響較大,溫度或高或低使得混凝土凝結(jié)時間晝夜均不相同。
1.2配合比控制
嚴(yán)格控制水灰比,減少摻合料和外加劑摻量。增加水泥和水用量,保證水灰比不變,外加劑摻量降低要防止凝時出現(xiàn)異常,坍落度能保證現(xiàn)場施工性能即可,不可一味要求加大坍落度。
1.3施工現(xiàn)場控制
保證混凝土在1~1.5小時內(nèi)即時用完,防止坍落度因等待時間過長而損失變化,影響混凝土質(zhì)量。凡進(jìn)入施工現(xiàn)場的混凝土,嚴(yán)禁私自向攪拌車泵中加水,更要杜絕在澆筑面上邊加水邊施工的行為發(fā)生。
混凝土澆筑完畢后要即時抹平,并在初凝前分別進(jìn)行不少于2次的收光,收光完成后立即在表面覆蓋薄膜、草袋等,必要時要灑養(yǎng)護(hù)劑。在用磨光機(jī)進(jìn)行樓面收光時,要在初凝前后進(jìn)行,終凝后禁用此機(jī)械,否則因混凝土強(qiáng)度較小,易出現(xiàn)震動引起的微裂,此裂縫不易愈合。
對梁板(樓面)混凝土澆筑完畢后,切忌上力過早,吊裝材料要輕放及分散堆放,拆模不宜過早,在拆下層墻板、柱側(cè)模時亦要注意,不能產(chǎn)生大的震動,否則會影響樓面產(chǎn)生破壞性裂縫。
2.夏季混凝土施工養(yǎng)護(hù)
夏季是一年中持續(xù)高溫、陰晴變化較為復(fù)雜的一個季節(jié)。在炎熱的夏季水的蒸發(fā)量大,新澆混凝土出現(xiàn)干燥快(表面)、凝結(jié)速度快、假凝、凝時長、強(qiáng)度降低等現(xiàn)象,并會帶來裂縫現(xiàn)象,從而影響混凝土質(zhì)量。
2.1控制混凝土出機(jī)溫度的要點
2.1.1水泥溫度。不能用剛出磨的水泥,控制入庫水泥不能隨即使用(入庫水泥溫度較高能達(dá)90~100℃),需檢測水泥溫度和使用時溫度,可針對性地進(jìn)行外加劑摻量的調(diào)整。
2.1.2攪拌用水溫度。以降低攪拌拌合物的溫度為主,一般采用地下水較多,必要時可加冰塊控制拌合物溫度。
2.1.3其他骨料溫度。可采用水噴淋等降溫方式,改善骨料入機(jī)溫度,從而改變混凝土拌合物的出機(jī)溫度。
2.2降低混凝土的水化速度(外加劑使用)
夏季由于氣溫較高水泥水化速度較快,混凝土的凝時較短,不利于混凝土的后期收光抹面,為了延緩水化速度,可適當(dāng)提高外加劑(緩凝劑)用量以緩減水泥水化熱,減少坍落度損失,以達(dá)到現(xiàn)場施工要求。
2.3雨天施工控制
夏季雨水較多,有時在施工時會遇到雷陣雨、暴雨等天氣,若控制不好,會影響混凝土的質(zhì)量和外觀。因此要密切關(guān)注天氣預(yù)報,盡量避開雨中施工,在施工過程中突遇可采取覆蓋、留施工縫等措施,避免雨水直接沖刷新澆混凝土。
2.4其他措施
避開高溫時施工,可選擇在夜間澆筑,此時混凝土受風(fēng)和溫度的影響較小,且可在接近日出時終凝,白天高溫干燥開裂的可能性將會大大降低。
3冬季混凝土施工養(yǎng)護(hù)
3.1氣溫0℃左右:調(diào)整配合比方法
3.1.1選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結(jié)果表明,應(yīng)使用早強(qiáng)硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大,且在早期放出強(qiáng)度較高,一般3天抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅酸鹽水泥的7天強(qiáng)度,效果較明顯。
3.1.2盡量降低水灰比,稍增水泥用量,從而增加水化熱量,縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時間。
3.1.3摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑后生成的氣泡,相應(yīng)增加了水泥漿的體積,提高拌合物的流動性,改善其粘聚性及保水性,緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力,提高混凝土的抗凍性。
3.1.4摻加早強(qiáng)外加劑,縮短混凝土的凝結(jié)時間,提高早期強(qiáng)度。應(yīng)用較普通的有硫酸鈉(摻用水泥用量的2%)和MSF符合早強(qiáng)試水劑(摻水泥用量的5%)。
3.1.5選擇顆粒硬度和縫隙少的集料,使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相同。
3.2氣溫-10℃左右:蓄熱法、抗凍劑
主要用于結(jié)構(gòu)比較厚大的工程,對原材料(水、砂、石)進(jìn)行加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后,還儲備相當(dāng)?shù)臒崃?,以使水泥水化放熱較快,并加強(qiáng)對混凝土的保溫,以保證在溫度降到0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單,施工費用不多,但要注意內(nèi)部保溫,避免角部與外露表面受凍,且要延長養(yǎng)護(hù)臨期。
抗凍外加劑是指在-10℃以上的氣溫中,對混凝土拌合物摻加一種降低水的冰點的化學(xué)劑,使混凝土在負(fù)溫下仍處于液相狀態(tài),水化作用能繼續(xù)進(jìn)行,從而使混凝土強(qiáng)度繼續(xù)增長。
3.3氣溫-10℃以下:外部加熱法
適用于構(gòu)件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構(gòu)件周圍的空氣,將熱量傳給混凝土,或直接對混凝土加熱,使混凝土處于正溫條件下正常硬化。例如火爐加熱、蒸汽加熱、電加熱、紅外線加熱等。
3.4低于-15℃:應(yīng)采用加溫和其他材料(如巖棉、苯板等)進(jìn)行保溫,其保溫層厚度,材質(zhì)應(yīng)根據(jù)計算確定。
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