混凝土施工质量缺陷及防治措施篇
混凝土工程质量缺陷有:麻面、蜂窝、露筋、裂缝、孔洞、烂边、烂根、
气泡、爆模、胀模、错台、挂帘、夹渣、疏松、外形缺陷、外表缺陷、连接部位缺陷等。 1、麻面
麻面是指混凝土表面呈现出无数绿豆般大小的不规则小凹点,直径通常不大于5㎜。
成因分析:⑴、模板表面未清理干净,附有水泥浆渣等杂物;⑵、浇筑前模板上未撒水湿润或湿润不足,混凝土的水分被模板吸去或模板拼缝漏浆,靠近拼缝的构件表面浆少,拆模后出现麻面;⑶、混凝土搅拌时间短,加水量不准确致使混凝土和易性差,混凝土浇筑时有的地方砂浆少石子多,形成蜂麻面;⑷、混凝土没有分层浇筑,造成混凝土离析,出现麻面;⑸、混凝土入模后振捣不到位,气泡未能完全排出,拆模后出现麻面。⑹、振捣过迟,振捣时已有部分凝固; 预防措施:⑴、模板表面清理干净,脱模剂应涂刷均匀;⑵、混凝土搅拌时间要适宜,一般应为1~2分钟;⑶、浇筑混凝土时,无论那种模型,均需撒水湿润,但不得积水;⑷、浇筑前检查模板拼缝,对可能漏浆的缝,设法封堵;⑸、振捣遵循快插慢拔原则,振动棒插入到拔出时间控制在20S为佳,插入下层5-10㎝,振捣至混凝土表面平坦泛浆、不冒气泡、不显著下沉为止;
修补方法:混凝土表面的麻点,对结构无大影响,通常不做处理,如需处理,可采用如下方法:⑴、用稀草酸溶液将该处脱模剂油点或污点用毛刷洗净,在修补前先用水湿透;修补用的水泥品种必须与原混凝土一致,砂子为细砂,粒径最大不宜超过1㎜,按照漆工刮腻子的方法,将砂浆用刮刀大力压入麻点,随即刮平;水泥砂浆的配合比为1:2或1:2.5,由于数量不多,可用人工在小桶中拌匀,随拌随用,必要时掺拌白水泥调色;修补完成后,用麻袋进行保湿养护。 2、蜂窝
蜂窝是指混凝土表面无水泥浆,骨料间有空隙存在,形成数量或多或少的窟窿,大小如蜂窝,形状不规则,露出石子深度大于5㎜,深度不漏主筋,可能漏箍筋。
成因分析:⑴、模板漏浆或振捣过度,跑浆严重致使出现蜂窝;⑵、混凝土塌落度偏小,配合比不当或砂、石予、水泥材料加水量计量不准,造成砂浆少、石于多,加上振捣时间不够或漏振形成蜂窝;⑶、混凝土下料不当或下料过高,未设串通使石子集中,造成石子砂浆离析,没有采用带浆法下料和赶浆法振捣;⑷、混凝土搅拌与振捣不足,使混凝土不均匀,不密实,和易性差,振捣不密实,造成局部砂浆过少。
预防措施:⑴、浇筑前检查并嵌填模板拼缝以免浇筑过程中跑浆;⑵、浇筑前浇水湿润模板以免混凝土的水分被模板吸去;⑶、振捣工具的性能必须与混凝土的工作度相适应;振捣工人必须按振捣要求精心振捣,尤其加强模板边角和结合部位的振捣;⑷、混凝土拌制时间应足够、拌合均匀,坍落度适合;混凝土下料高度超过过2m应设串筒或溜槽:浇灌应分层下料,分层振捣,防止漏振:模板缝应堵塞严密,浇灌中,应随时检查模板支撑情况防止漏浆;基础、柱、墙根部应在下部浇完间歇1~1.5h,沉实后再浇上部混凝土,避免出现“烂脖子”。 修补方法:小蜂窝可按麻面方法修补,大蜂窝采用如下方法修补:⑴、将
蜂窝软弱部分凿去,用高压水及钢丝刷将结合面冲洗干净;⑵、修补用的水泥品种必须与原混凝土一致,砂子用中粗砂,按照抹灰工的操作方法用抹子大力将砂浆压入蜂窝内,刮平,在棱角部位用靠尺将棱角取直;⑶、水泥砂浆的配比为1:2到1:3,并搅拌均匀,有防水要求时,在水泥浆中掺入水泥用量1%~3%的防水剂,起到促凝和提高防水性能的目的;⑷、修补完成后,用麻袋进行保湿养护。 3、孔洞
孔洞是指砼表面有超过保护层厚度,但不超出截面尺寸1/3缺陷,结构内存在着空隙,局部或部分没有混凝土。
成因分析:⑴、内外模板距离狭窄,振捣困难,骨料粒径过大,钢筋过密,造成混凝土下料中被钢筋卡住,下部形成孔洞;⑵混凝土流动性差,或混凝土出现离析,粗骨料同时集中到一起,造成混凝土浇筑不畅形成孔洞;⑶未按浇筑顺序振捣,有漏振点形成孔洞;⑷没有分层浇筑,或分层过厚,使下部混凝土振捣作用半径达不到,形成松散状态形成孔洞; 预防措施:⑴、可采用小料、大料两种配比的混凝土,前两斗混凝土拌小料,
水平分层浇筑,附着式振捣器振捣,其它部位混凝土采用大料按上述方法浇筑,插入式振捣器振捣;⑵、对构件角点和结合部重点检查,特别注意振捣,不能用机械振捣时,可改用人工插捣,插捣应反复数次,确保混凝土不出现孔隙;⑶、混凝土配合比中掺加高效减水剂,确保混凝土流动性满足工作要求,在混凝土运输、浇筑的各个环节采取措施保证混凝土不离析;⑷、一次卸料过多避免过多,振捣应密实,不允许出现漏振点;⑸、严防杂物出现在拌制好的混凝土当中。 修补方法:⑴、修补前用湿麻袋或湿棉纱头填满,保持湿润72小时;⑵、将修补部位的不密实混凝土及突出的骨料颗粒凿去,洞口上部向外上斜,下部方正水平;⑶、用高压水及钢丝刷将基层冲洗干净;⑷、修补用的水泥品种应与原混凝土一致,为减少新旧混凝土之间的空隙,水灰比控制在0.5以内,并掺水泥用量万分之一的铝粉;⑸、孔洞周围先抹一层水泥浆,然后用比原混凝土强度高一级的细石混凝土或补偿收缩混凝土填补并分层仔细捣实,以免新旧混凝土接触面上出现裂缝;⑹、对于不易清理的较深蜂窝、孔洞,由于清理敲打会加大缺陷尺寸,使结构遭到更大的削弱,应采用水灰比为0.7-1.1的水泥浆液体进行压浆补强。必要时可在水泥浆中掺入一定量的水玻璃作促凝剂。压浆孔的位置、数量及深度,应根据蜂窝、孔洞的实际情况和浆液扩散范围而定,孔数一般不少于两个,一根压浆,一根排气或排除积水。压浆方法如下:在填补的混凝土凝结2d,即相当于强度达到1.2~1.8N/2㎜ 后,用压浆机压浆。压力6~8个大气压,最小为4个。在第一次压浆初凝后,在用原埋入的管子进行第二次压浆,大部分都能压入不少水泥浆,且从排气管挤出清水。压浆完毕2~3d后切除管子,剩下的管子空隙以砂浆填补。 4、烂边、烂根
“烂边”和“烂根”主要是由于模板拼缝不严密、接缝处止浆不好,振捣时混凝土表面失浆造成。漏浆较少时边角出现“毛边”,漏浆严重出现混凝土蜂窝麻面。
预防措施:⑴、接缝处贴橡胶海绵条或土工布止浆,并用钢木压板、橡胶压条止浆;⑵、拼缝两侧的振捣器起振时保持同步。
修补方法:漏浆较少时按麻面进行修复,漏浆严重时按蜂窝处理办法进行修复。将烂根处松散混凝土和软弱颗粒凿去,洗刷干净后,支模,永专用灌浆料填塞严实,并捣实。 5、裂缝
混凝土的收缩分干缩和自收缩两种。干缩是混凝土随着多余水分蒸发,湿度降低而产生体积减少的收缩,其收缩量占整个收缩量的很大部分;自收缩是水泥水化作用引起的体积减少,收缩量只有前者的1/5~1/10。
原因分析:⑴、由于温度变化或混凝土缩变的影响,形成裂纹;⑵、过度振捣造成离析,表面水泥含量大,收缩量也增大;⑶、拆模过早,或养护期内受扰动等因素有可能引起混凝土裂纹发生;⑷、未加强混凝土早期养护,表面损失水分过快,造成内外收缩不均匀而引起表面混凝土开裂。
预防措施:⑴、浇筑完混凝土6小时后开始养护,养护龄期为7天,前24小时内每2小时养护一次,24小时后按每4小时养护一次,顶面用湿麻袋覆盖,避免曝晒;⑵、振捣密实而不离析,对板面进行二次抹压,以减少收缩量;
修补方法:对于细微裂缝可向裂缝灌入纯水泥浆,嵌实再覆盖养护;或将裂缝加以清洗,干燥后涂刷两遍环氧胶泥或加贴环氧玻璃布进行表面封闭;对于较深的或贯穿的裂缝,应用环氧树脂灌浆后表面再加刷环氧树脂胶泥封闭。
6、气泡
气泡属麻面的范畴,也是常见的缺陷。除不易排气泡的结构(如倒角等)外,形成气泡缺陷的原因常见的是浇筑分层厚度过大,气泡溢出表面的距离大,此时振捣稍有不足,便容易形成气泡。同时,脱模剂的影响也不容忽视。涂刷在模板表面的脱模剂(隔离剂)一般为油性,如脱模剂浓度过稠、涂刷厚度过大时,在表
面张力的作用下,包裹混凝土内的气体吸附于模板表面,形成较难溢出仓外的气泡,在混凝土凝固后便成为气泡缺陷。
7、错台、挂帘
错台、挂帘 混凝土浇筑产生错台缺陷主要是由模板原因造成的。模板设计不合理、模板规格不统一、安装时模板加固不牢或在浇筑过程中不注意跟进调整,使模板间产生相对错动,都会引起错台。特别是模板下部与老混凝土搭接不严密或不牢固,留下缝隙,引起浇筑时漏浆,是产生错台和挂帘的主要原因。
预防措施:为避免混凝土表面出现错台、挂帘的现象,要求模板首先要有足够的刚度且边缘平整,对已经使用过的模板,安装前一定要进行校正。其次是模板安装时,须保证模板间拼接紧密、支撑牢固,整体刚度足够。特别需加强模板与老混凝土之间的紧固,因为这是错台的多发点。如浇筑高度大,最好在上一仓拆模时保留最上一块模板,与新浇筑仓模板拼接。 同时,须注意混凝土浇筑过程的跟进工作,对模板受力后的变形实时监测,对变形模板及时调整。当混凝土浇至1/3、1/2高度时,需对模板支撑件各紧固一次,待浇筑完成时再紧固一次,可有效防止错台、倒帘的现象发生。
修复方法:主要采用凿成斜面,形成逐步过渡的形式,一般选用扁平凿和手砂轮作为工具,斜面的坡度一般大于1:20~1:30,最大不应大于1:10,否则修复的效果不理想。为降低处理难度和避免色差过大,错台的处理一般在混凝土拆模后或3天龄期前进行。这种办法其实是采用过渡的措施来改善观感,对
有严重错台的缺陷处理效果不佳。
8、爆模、胀模
爆模和涨模的主要原因是模板的强度不刚度不足造成的。如按预定的工况计算但实际施工时,没有按预定的工况来操作。造成模板的强度储备不足而爆模和涨模。
解决方案:加强模板体系的强度与刚度,对主要构件要进行必要的力学计算。严格按力学计算模型与工况进行施工。当施工中有违反施工工艺的,要立即制止,观测模板的变型,如超过一定的限值时,需采用有效措施。防止爆模(如灌入的速度减缓一些,)修补的办法就是凿除多余的混凝土,修整平顺。
(1) 建筑工程施工质量中不符合规定要求的检验项或检验点,按其程度可分为严重缺陷和一般缺陷。
(2) 严重缺陷:对结构构件的受力性能或安装使用性能有决定性影响的缺陷。
(3) 一般缺陷:对结构构件的受力性能或安装使用性能无决定性影响的缺陷。
露筋 现象:构件内钢筋未被混凝土包裹而外露。严重缺陷:纵向受力钢筋有露筋。一般缺陷:其他钢筋有少量露筋。
蜂窝 现象:混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露。严重缺陷:构件主要受力部位有蜂窝。一般缺陷:其他部位有少量蜂窝。
孔窝 现象:混凝土中孔穴深度和长度均超过保护层厚度。严重缺陷:构件主要受力部位有孔洞。一般缺陷:其他部位有少量孔洞。
夹渣 现象:混凝土中夹有杂物且深度超过保护层厚度。严重缺陷:构件主要受力部位有夹渣。一般缺陷:其他部位有少量夹渣。
疏松 现象:混凝土中局部不密实。严重缺陷:构件主要受力部位有疏松。其他部位有少量疏松。
裂缝 现象:缝隙从混凝土表面延伸至混凝土内部。严重缺陷:构件主要受力部位有影响结构性能或使用功能的裂缝。一般缺陷:其他部位有少量不影响结构性能或使用功能的裂缝。
连接部位缺陷:构件连接处混凝土缺陷及连接钢筋、连接件松动。严重缺陷:连接部位有影响结构传力性能的缺陷。一般缺陷:连接部位有基本不影响结构传力性能的缺陷。
外形缺陷:缺棱掉角、棱角不直、翘曲不平、飞边凸助等。严重缺陷:清水混凝土构件有影响使用功能或装饰效果的外形缺陷。一般缺陷:其他混凝土构件有不影响使用功能的外形缺陷。
外表缺陷:构件表面麻面、掉皮、起砂、沾污等。严重缺陷:具有重要装饰效果的清水混凝土构件有外表缺陷。一般缺陷:其他混凝土构件有不影响使用功能的外表缺陷。
(4) 尺寸偏差:结构构件实际的几何尺寸与设计的几何尺寸之间的误差。
1麻面\\露筋\\蜂窝\\孔洞现象
(1) 砼表面局部缺浆粗糙,有许多小凹坑。 (2) 结构内的主筋、副筋或箍筋外露。
(3) 砼局部缺浆石子多,形成蜂窝状的孔洞。 (4) 砼结构内有空腔,局部无砼,蜂窝特别大。 治理
(1) 麻面部位用清水刷洗,充分湿润后用水泥浆或水泥砂浆抹平。
(2) 将外露钢筋上的砼和铁锈清洗干净,再用水泥砂浆(1:2比例)抹压平整。如露筋较深,应
将薄弱砼剔除,清理干净,用高一级的豆石砼捣实,认真养护。
(3) 小蜂窝可先用水冲洗干净,用1:2水泥砂浆修补;大蜂窝,先将松动的石子和突出颗粒剔
除,并剔成喇叭口,然后用清水冲洗干净湿透,再用高一级豆石砼捣实,认真养护。 (4) 需要与设计单位共同研究制定补强方案,然后按批准后的方案进行处理。在处理梁中孔
洞时,应在梁底用支撑支牢,然后再将孔洞处的不密实的砼凿掉,要凿成斜形,以便浇筑砼。用
清水冲刷干净,并保持湿润72小时,然后用高一等级的豆石砼浇筑。在豆石砼中掺万分之一用
量的铝粉。浇筑后加强养护。有时因孔洞大需支模板后才浇筑砼。
2施工缝结合不好现象
施工缝处砼结合不好,有缝隙或夹有杂物,造成结构整体性不好。 治理
(1) 缝隙较细时,可用清水冲洗裂缝,充分湿润后抹水泥浆。
(2) 梁柱等在补强前,首先应搭设临时支撑予以加固后方可进行剔凿工作。清洗干净,充分
湿润再灌筑高一等级的豆石砼,捣实并认真养护。 3缺棱掉角现象
梁、板、柱、墙及洞口直角处,砼局部掉落,不规整,棱角有缺陷。 治理
缺棱掉角较小时,用钢丝刷刷该处,清水冲刷充分湿润后,用1:2的水泥砂浆抹补齐正。对较
大缺角,将不实的砼凿除,用水冲刷干净湿透,然后支模用高一等级的豆石砼补好,并加强养 护。
4砼收缩裂缝现象
裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构构件表面出现,有塑态收缩、沉陷收缩、干燥收缩
、碳化收缩、凝结收缩等收缩裂缝,这种裂缝不深也不宽。
治理
(1) 如砼仍有塑性,可采取压抹一遍或重新振捣的办法,并加强养护。
(2) 如砼已硬化,可向裂缝内散入干水泥粉,然后加水润湿,或在表面抹薄层水泥砂浆。
(3) 也可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。
一、蜂窝
(1)配合比计量不准,砂石级配不好; (2)搅拌不匀; (3)模板漏浆; (4)振捣不够或漏振;
(5)一次浇捣混土太厚,分层不清,混凝土交接不清,振捣质量无法掌握; (6)自由倾落高度超过规定,混凝土离析、石子赶堆; (7)振捣器损坏,或监时断电造成漏振; (8)振捣时间不充分,气泡未排除。
防治措施为:
①严格控制配合比,严格计量,经常检查; ②混凝土搅拌要充分、均匀; ③下料高度超过2m要用串筒或溜槽;
④分层下料、分层捣固、防止漏振;⑤堵严模板缝隙,浇筑中随时检查纠正漏浆情况;
处理措施为:
①对小蜂窝,洗刷干净后1:2水泥砂浆抹平压实;
②较大蜂窝,凿去薄弱松散颗粒,洗净后支模,用高一强度等级的细石混凝土仔细填塞捣实; ③较深蜂窝可在其内部埋压浆管和排气管,表面抹砂浆或浇筑混凝土封闭后进行水泥压浆处理。 二、麻面
(1)同“蜂窝”原因;
(2)模板清理不净,或拆模过早,模板粘连; (3)脱模剂涂刷不匀或漏刷;
(4)木模未浇水湿润,混凝土表面脱水,起粉;
(5)浇注时间过长,模板上挂灰过多不及时清理,造成面层不密实; (6)振捣时间不充分,气泡未排除。
防治措施为:
①模板要清理干净,浇筑混凝土前木模板要充分湿润,钢模板要均匀涂刷隔离剂;
②堵严板缝,浇筑中随时处理好漏浆; ③振捣应充分密实; 处理方法:
表面做粉刷的可不处理,表面不做粉刷的,应在麻面部位充分湿润后用水泥砂浆抹平压光。 三、孔洞
(1)同蜂窝原因;
(2)钢筋太密,混凝土骨料太粗,不易下灰,不易振捣; (3)洞口、坑底模板无排气口,混凝土内有气囊。
防治措施为:
①在钢筋密集处采用高一强度等级的细石混凝土,认真分层捣固或配以人工插捣; ②有预留孔洞处应从其两侧同时下料,认真振捣; ③及时清除落人混凝土中的杂物; 处理方法:
凿除孔洞周围松散混凝土,用高压水冲洗干净,立模后用高一强度等级的细石混凝土仔细浇筑捣固。 四、露筋
(1)同“蜂窝”原因;
(2)钢筋骨架加工不准,顶贴模板; (3)缺保护层垫块; (4)钢筋过密;
(5)无钢筋定位措施、钢筋位移贴模。
防治措施为
①浇筑混凝土前应检查钢筋及保护层垫块位置正确,木模板应充分湿润; ②钢筋密集时粗集料应选用适当粒径的石子; ③保证混凝土配合比与和易性符合设计要求; 处理方法:
表面露筋可洗净后在表面抹1:2水泥砂浆,露筋较深应处理好界面后用高一级细石混凝土填塞压实④处理方法:表面露筋可洗净后在表面抹1:2水泥砂浆,露筋较深应处理好界面后用高一级细石混凝土填塞压实 五、烂根
(1)模板根部缝隙堵塞不严漏浆;
(2)浇注前未下同混凝土配合比成份相同的无石子砂浆; (3)混凝土和易性差,水灰比过大石子沉底;
(4)浇注高度过高,混凝土集中一处下料,混凝土高析或石子赶堆; (5)振捣不实;
(6)模内清理不净、湿润不好。
六、缺棱掉角
(1)模板设计未考虑防止拆模掉角因素;
(2)木模未提前湿润,浇注后木模膨胀造成混凝土角拉裂; (3)模板缝不严,漏浆;
(4)模板未涂刷隔离剂或涂刷不佳,造成拆模粘连; (5)拆模过早过猛,拆模方法及程序不当; (6)养护不好。
防治措施为:
①浇筑混凝土前模板要充分湿润或涂刷隔离剂; ②按规定做好混凝土养护工作;
③按规定时间拆模并做好成品保护工作。
七、洞口变形
(1)模内顶撑间太大,断面太小;
(2)模内无斜顶撑,刚度不足,不能保持方正; (3)混凝土不对称浇注将模挤偏;
(4)洞口模板与主体模板固定不好,造成相对移动 八、错台
(1) 放线误差过大;
(2)模板位移变形,支模时无须直找正措施;
(3)下层模板顶部倾斜或涨模,上层模板纠正复位形成错台;
九、板缝混凝土浇筑不实 (1)板缝太小,石子过大; (2)缝模板支吊不牢、变形、漏浆; (3)缝内杂物未清,或缝内布管; (4)无小振动棒插捣或不振捣或振捣不好。 十、裂缝
(1)水灰比过大,表面产生气孔,龟裂; (2)水泥用量过大,收缩裂纹;
(3)养护不好或不及时,表面脱水,干缩裂纹; (4)坍落度太大,浇筑过高过厚,素浆上浮表面龟裂; (5)拆模过早,用力不当将混凝土撬裂; (6)混凝土表面抹压不实; (7)钢筋保护层太薄,顺筋而裂; (8)缺箍筋、温度筋使混凝土开裂; (9)大体积混凝土无降低内外温差措施; (10)洞口拐角等应用集中处无加强钢筋。 (11)混凝土裂缝的原因及裂缝的特征.
1 裂缝控制
1.1 原材料的控制
1)水泥品种
水泥品种对混凝土的收缩影响较大,对纯熟料水泥,水泥净浆收缩主要取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等, C3A 含量大,细度较细的水泥收缩较大;石膏的含水量不足的水泥,具有较大的收缩;水泥中SO3 的含量对混凝土收缩也具有显着的影响。
在工程中,要根据混凝土工程特点或所处环境条件,应优先选用哪种水泥,从而尽可能避免裂缝的产生。
2)骨料
骨料是影响混凝土干缩的主要因素之一。粗骨料体积含量越大,混凝土收缩越小,就商品混凝土而言,在保证混凝土性能的情况下,增加粗骨料的含量,选用连续级配好,针片状颗粒含量不宜大于10%,含泥量少的骨料,可以减小混凝土收缩,预防混凝土裂缝的产生。
细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好,并采取脱水、排水、遮盖和加强管理等综合措施,保证含水率稳定,人工砂饱和面干的含水率不已超过6 %。
3)粉煤灰掺合料
在混凝土中掺入料煤灰可以改善混凝土的和易性,降低气温,减少收缩,提高混凝土抗浸蚀性具有良好的效果。水泥水化作用是放热反应,1kg 水泥放出原热量可高达500J,它能使混凝土中的温度达到75 ℃以上。因其内部产生的水化热造成温度急剧上升,与混凝土表面形成温度梯度,故内部产生拉应力,它们都能使混凝土开裂。如能采取技术措施将混凝土温度的顶峰温度加以限制,则能避免开裂。采用冷却措施降低温度,这样费用增加较多,用粉煤灰代替部分水泥,对混凝土温度起到缓解作用。但对低级粉煤灰,当掺量过多时,早期强度较低,温差较大时,不利于混凝土的抗裂,在温度变化较大时,不宜过量掺用,应选择优质的粉煤灰。
4)外加剂
(1)减水剂:一般混凝土外加剂会增加混凝土的收缩,对混凝土抗裂不利。
(2)膨胀剂:膨胀混凝土拌合物粘稠,无离析和泌水现象,因此泵送性较好,适应泵送施工,由于不泌水,容易产生早期塑性收缩裂缝。因此必须注意早期养护。补偿收缩混凝土收缩混凝土的浇注温度不宜超过35℃,由于掺入膨胀剂后需大量的水参与反应才能发挥膨胀效果,因此混凝土也可能产生内干缩。混凝土充分养护是保证膨胀剂应用的重要条件,否则会产生不良的后果。
1.2 配合比的控制
在商品混凝土原材料一定的情况下,配合比对混凝土收缩裂缝产生有重要影响,主要是单位水泥用量,水灰比,砂率等。对配合比的控制主要有以下几点:
1)商品混凝土应对混凝土的配合比进行优化;
2) 不同季节、不同的施工环境应采用不同的配合比;
3)不同用途的混凝土应采用不同的配合比;
4) 原材料变化时应重新确定配合比;
5) 加强原材料的计量与控制,特别要加强雨季砂、石含水量的控制;
6)商品混凝土的水灰比宜为0.4~0.6,砂率宜为3 8 %~ 4 5 %,最小水泥用量宜为300kg/m3。因此,不良原配合比会产生混凝土收缩加大, 引起开裂。
1.3 施工过程的控制
(1)加强商品混凝土的养护
由于商品混凝土流动性较大,容易在早期发生混凝土半和物沉缩裂缝,塑性收缩裂缝,干燥收缩裂缝,温度裂缝等,因此必须加强早期养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇注后应覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,过高过低的环境温度以及激剧的温度变化都会引起表面开裂。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。但由于热扩散时间延长,混凝土强度和松弛作用得到充分发挥,使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、硬化过程中,水泥水化速度较快,适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。
(2)掺入膨胀剂的商品混凝土,由于膨胀剂反应产生膨胀需要大量的水,因此必须充分保持混凝土潮湿,最好蓄水或者洒水,也可采用连续喷水或塑料薄膜覆盖,时间不少于1 4 天,抹面后即可开始养护。
(3) 混凝土下料不易过快,柱、墙、深梁与板等变截面处应分层浇注。
(4) 模板要浇水,振捣要密实,振捣时间以5~15s/ 次为宜,过份振捣也会导致混凝土收缩增大产生表面的收缩裂缝。
(5)混凝土浇注时,振捣后1~2h 混凝土进行二次振捣,或表面压实抹光。
(6)大体积混凝土应分层浇注,每层浇注厚度不大于30~50cm。
(7)在浇注大体积混凝土时应加强温度管理,混凝土拌制时温度要低于2 5 ℃,浇注时要低于3 0 ℃。
浇注后控制混凝土与大气温差不大于25℃,混凝土本身内外温差在2 0 ℃之内,加强养护过程中的测温工作,发现温差过大,及时覆盖、保温,使混凝土缓慢地降温,缓慢收缩,以有效降低约束应力,提高结构抗拉能力。
2 混凝土裂缝的处理
混凝土的裂缝有可能是不可避免的。一旦出现裂缝,如果裂缝危害到其它方面的功能,那么只能采取补救(修补)。在修补之前应全面考虑与之相关的各种影响因素,仔细研究产生裂缝的原因,裂缝是否已稳定,若仍处于发展状态,那么要估计该裂缝发展的最终结果,应采取哪种方法来处理。
以下介绍裂缝处理的几种主要方法:
2.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2.2 灌浆、嵌缝封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。
常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
2.3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
2.4 混凝土置换法
混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换新的混凝土或其他材料。
常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
3 结语
以上是对商品混凝土裂缝的控制、裂缝的处理两部分问题的综合分析。可以得到如下几点结论。
(1)由于各个地区的原材料不同,施工工艺和养护条件不同,对混凝土收缩的影响也不同,因此应加强商品混凝土原材料,施工过程的控制,控制裂缝的产生;
(2) 优化配合比,加强复合掺合料的研究,减少水泥用量,降低商品混凝土的收缩;
(3) 改进设计方法,降低混凝土裂缝宽度;
(4)商品混凝土不同于普通混凝土,受环境因素影响极易开裂,且混凝土裂缝不单是一因素产生的,而是由复合因素综合产生的。
国内尚无通过温度、湿度、风速等综合因素来指导商品混凝土的施工,因此应开展环境温度、湿度、风速共同作用对混凝土收缩的影响,指导商品混凝土施工,
预防混凝土裂缝的产生。
虽然通过以上几种有效措施的处理,可以更好的预防、控制裂缝的产生。但这并不是说裂缝就完全不会产生。一旦出现裂缝,危害到其它方面的功能,那么就要采取有效的措施来解决。主要方法有表面修补法灌浆、嵌缝封堵法,结构加固法,混凝土置换法,仿生自愈合法等。
由于影响商品混凝土开裂的因素较多,必须加以综合防治,如出现裂缝后应根据不同的情况采取不同的方法来处理。 4 大体积混凝土施工技术措施
由于温差的作用, 裂缝的产生是不可避免的。根据计算可以看出, 可以采用掺加粉煤灰等有效方法, 以降低混凝土硬化过程中混凝土内表的温差。因而, 在施工中采取适宜的措施, 能够避免有害裂缝的出现。
( 1) 降低水泥水化热。包括: 混凝土的热量主要来自水泥水化热, 因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好;精心设计混凝土配合比, 采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术, 减少每立方米混凝土中的水泥用量, 以达到降低水化热的目的; 选用适宜的骨料, 施工中根据现场条件尽量选用粒径较大, 级配良好的粗骨料;选用中粗砂, 改善混凝土的和易性, 并充分利用混凝土的后期强度, 减少用水量; 严格控制混凝土的塌落度。在现场设专人进行塌落度的测量, 将混凝土的塌落度始终控制在设计范围内, 一般以7~9cm 为最佳;夏季施工时, 在混凝土内部预埋冷却水管,通循环冷却水, 强制降低混凝土水化热温度。冬季施工时, 采用保温措施进行养护;如技术条件允许, 可在混凝土结构中掺加10%~15%的大石块, 减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。
( 2) 降低混凝土入模温度。包括: 浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温, 尽量避开炎热天气浇筑。夏季可采用温度较低的地下水搅拌混凝土, 或在混凝土拌和水中加入冰块, 同时对骨料进行遮阳、洒水降温, 在运输及浇筑过程中也采用遮阳保护、洒水降温等措施, 以降低混凝土拌和物的入模温度; 掺加相应的缓凝型减水剂; 在混凝土入模时, 还可以采取强制通风措施,加速模内热量的散发。
( 3) 加强施工中的温度控制。包括: 在混凝土浇筑之后, 做好混凝土的保温保湿养护, 以使混凝土缓缓降温, 充分发挥其徐变特性, 减低温度应力。夏季应坚决避免曝晒, 注意保湿; 冬季应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度变化; 采取长时间的养护, 确定合理的拆模时间, 以延缓降温速度, 延长降温时间, 充分发挥混凝土的“应力松弛效应”; 加强测温和温度监测。可采用热敏温度计监测或专人多点监测, 以随时掌握与控制混凝土内的温度变化。混凝土内外温差应控
制在25℃以内, 基面温差和基底面温差均控制在20℃以内, 并及时调整保温及养护措施, 使混凝土的温度梯度和湿度不致过大, 以有效控制有害裂缝的出现; 合理安排施工程序, 混凝土在浇筑过程中应均匀上升, 避免混凝土堆积高差过大。在结构完成后及时回填土, 避免其侧面长期暴露。
( 4) 改善约束条件, 削减温度应力。在大体积混凝土基础与垫层之间可设置滑动层, 如技术条件许可, 施工时宜采用刷热沥青作为滑动层, 以消除嵌固作用, 释放约束应力。
( 5) 提高混凝土的抗拉强度。包括: 控制集料含泥量。砂、石含泥量过大, 不仅增加混凝土的收缩, 而且降低混凝土的抗拉强度, 对混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量,将石子含泥量控制在1%以下, 中砂含泥量控制在2%以下, 减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响; 改善混凝土施工工艺。可采用二次投料法、二次振捣法、浇筑后及时排除表面积水和最上层泥浆等方法; 加强早期养护, 提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量; 在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋, 以改善应力分布, 防止裂缝的出现。
5 结语
在大体积混凝土施工时, 准确计算混凝土拌和温度、混凝土出机温度、混凝土绝热温升、混凝土内部实际温度、混凝土表面温度及混凝土内部与表面温差, 有利于选取适宜的施工工艺、采取相应的降温与养护措施, 从而避免出现混凝土温度裂缝, 以保证混凝土结构的工程质量。 一、砼麻面
现象:砼表面局部缺浆粗糙,或有许多小凹坑,但无钢筋和碎石外露。 原因分析:
1、模板表面粗糙或清理不干净,粘有干硬水泥砂浆等杂物,拆模时砼表面被粘损。
2、钢模板脱模剂涂刷不均匀,拆模时砼表面粘结模板。
3、模板接缝拼装不严密,灌注砼时缝隙漏浆。
4、砼振捣不密实,砼中的气泡未排出,一部分气泡停留在模板表面。
预防措施: 模板面清理干净,不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。木模板灌注砼前,用清水充分湿润,清洗干净,不留积水,使模板缝隙拼接严密,如有缝隙,填严,防止漏浆。钢模板涂模剂要涂刷均匀,不得漏刷。砼必须按操作规程分层均匀振捣密实,严防漏捣,每层砼均匀振捣至气泡排除为止。
处理方法:麻面主要影响砼外观,对于面积较大的部位修补。即将麻面部位用清水刷洗,充分湿润后用潮湿的水泥抹平。
二、蜂窝
现象:砼局部酥松,砂浆少碎石多,碎石之间出现空隙,形成蜂窝状的孔洞。 原因分析:
1、砼配合比不合理,碎石、水泥材料计量错误,或加水量不准,造成砂浆少碎石多。
2、砼搅拌时间短,没有拌合均匀,砼和易性差,振捣不密实。 3、未按操作规程浇注砼,下料不当,使碎石集中,造成砼离析。
4、砼一次下料过多,没有分段、分层灌注,振捣不实或下料与振捣配合不好,未允分振捣又下料。
5、模板孔隙未堵好,或模板稳定性不足,振捣砼时模板移位,造成严重漏浆。 预防措施:砼配料时严格控制配合比,经常检查,保证材料计量准确(可采用电子自动计量)。砼拌合均匀,颜色一致,其搅拌最短时间符合规范规定。砼自由倾落高度不得超过2m,如超过,要采取串筒、溜槽等措施下料。砼的振捣分层捣固,浇注层的厚度不得超过振动器作用部分长度的1.25倍。捣实砼拌合物时,插入式振捣器移动间距不大于其作用半径的1.5倍;对细骨料砼拌合物,则不大于其作用半径的1倍。振捣器至模板的距离不大于振捣器有效作用半径的1/2。为保证上下层砼结合良好,振捣棒插入下层砼5cm,砼振捣时,必须掌握好每点的振捣时间。合适的振捣现象为:砼不再显著下沉,不再出现气泡。浇注砼时,经常观察模板,发现有模板走动,立即停止浇注,并在砼初凝前修整完好。 治理方法:砼有小蜂窝,可先用水冲洗干净,然后用1∶2或1∶2.5水泥砂浆修补,如果是大蜂窝,则先将松动的碎石和突出颗粒剔除,尽量形成喇叭口,外口大些,然后用清水冲洗干净湿润,再用高一级的细石砼捣实,加强养护。 三、孔洞
现象:砼结构内有空隙,局部没有砼。 原因分析:
1、在钢筋密集处或预埋件处,砼浇注不畅通,不能充满模板间隙。 2、未按顺序振捣砼,产生漏振。 3、砼离析,或严重跑浆。
4、砼工程的施工组织不好,未按施工顺序和施工工艺认真操作。 5、砼中有硬块和杂物掺入,或木块等大件料具掉入砼中。
6、不按规定下料,一次下料过多,下部因振捣器振动作用半径达不到,形成松散状态。 预防措施:
1、在钢筋密集处,可采用细石砼浇注,使砼充满模板间隙,并认真振捣密实。机械振捣有困难时,可采用人工捣固配合。
2、预留孔洞处在两侧同时下料。下部往往灌注不满,振捣不实,采取在侧面开口灌注的措施,振捣密实后再封好模板,然后往上灌注。
3、采用正确的振捣方法,严防漏振。a. 插入式振捣器采用垂直振捣方法,即振
捣棒与砼表面垂直或斜向振捣,即振捣棒与砼表面成一定角度,约40°~45°。b. 振捣器插点均匀排列,可采用行列式或交错式顺序移动,不混用,以免漏振。每次移动距离不大于振捣棒作用半径的1.5倍。振捣器操作时快插慢拔。
4、控制好下料。要保证砼灌注时不产生离析,砼自由倾落高度不超过2m,大于2m时要用溜槽、串筒等下料。
5、防止砂、石中混有粘土块或冰块等杂物,发现砼中有杂物,及时清除干净。 6、加强施工技术管理和质量检查工作。
对砼孔洞的处理,要经有关单位共同研究,制定补强方案,经批准后方可处理 四、露筋
现象:钢筋砼结构内的钢筋露在砼表面。 原因分析:
1、砼浇注振捣时,钢筋垫块移位或垫块太少甚至漏放,钢筋紧贴模板。
2、钢筋砼结构断面较小,钢筋过密,如遇粒径大碎石卡在钢筋上,砼水泥浆不能充满钢筋周围。
3、因配合比不当砼产生离析,或模板严重漏浆。 4、砼振捣时,振捣棒撞击钢筋,使钢筋移位。
5、砼保护层振捣不密实,或木模板湿润不够,砼表面失水过多,或拆模过早等,拆模时砼缺棱掉角。 预防措施:
1、灌注砼前,检查钢筋位置和保护层厚度是否准确。
2、为保证砼保护层的厚度,要注意固定好垫块。一般每隔1m左右在钢筋上绑一个水泥砂浆垫块。
3、钢筋较密集时,选配适当粒径的碎石。碎石最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋净距的3/4。结构截面较小,钢筋较密时,可用细石砼浇注。
4、为防止钢筋移位,严禁振捣棒撞击钢筋。
5、砼自由顺落高度超过2m时,要用串筒或溜槽等进行下料。 6、拆模时间要根据试块试验结果确定,防止过早拆模。
7、操作时不得踩踏钢筋,如钢筋有踩弯或脱扣者,及时调直,补扣绑好。 治理方法:将外露钢筋上的砼残渣和铁锈清理干净,用水冲洗湿润,再用 1∶2或1∶2.5水泥砂浆抹压平整,如露筋较深,将薄弱砼剔除,冲刷干净湿润,用高一级的细石砼捣实,认真养护。 五、缺棱掉角
现象:砼局部掉落,不规整,棱角有缺陷。 原因分析:
1、木模板在浇注砼前未湿润或湿润不够,灌注后砼养护不好,棱角处砼的水分被模板大量吸收,致使砼水化不好,强度降低。 2、施工时,过早拆除承重模板。
3、拆模时受外力作用或重物撞击,或保护不好,棱角被碰掉。
4、冬季施工时,砼局部受冻。
预防措施:木模板在灌注砼前充分湿润,砼浇注后认真浇水养护。拆除钢筋砼结构承重模板时,砼具有足够的强度,表面及棱角才不会受到损坏。拆模时不能用力过猛过急,注意保护棱角,吊运时,严禁模板撞击棱角。加强成品保护,对于处在人多、运料等通道处的砼阳角,拆模后可用槽钢等将阳角保护好,以免碰损。冬季砼浇注完毕,做好覆盖保温工作,加强测温,及时采取措施,防止受冻。 治理方法:缺棱掉角较小时,,清水冲洗可将该处用钢丝刷刷净充分湿润后,用1∶2或1∶2.5的水泥砂浆抹补齐正。可将不实的砼和突出的骨料颗粒凿除,用水冲刷干净湿润,然后用比原砼高一级的细石砼补好,认真养护。 六、施工缝夹层
现象:施工缝处砼结合不好,有缝隙或夹有杂物,造成结构整体性不良。 原因分析:
1、在灌注砼前没有认真处理施工缝表面,浇注前,捣实不够。
2、灌注大体积砼结构时,往往分层分段施工。在施工停歇期间常有木块、锯末等杂物积存在砼表面,未认真检查清理,再次灌注砼时混入砼内,在施工缝处造成杂物夹层 预防措施:
1、在施工缝处继续灌注砼时,如间歇时间超过规定,则按施工缝处理,在砼抗压强度不小于1.2Mpa时,才允许继续灌注。
2、在已硬化的砼表面上继续灌注砼前,除掉表面水泥薄膜和松动碎石或软弱砼层,并充分湿润和冲洗干净,残留在砼表面的水予清除。 3、在浇注前,施工缝宜先铺抹水泥浆一层。 治理方法:当表面缝隙较细时,可用清水将裂缝冲洗干净,充分湿润后抹水泥浆。对夹层的处理慎重。补强前,先搭临时支撑加固后,方可进行剔凿。将夹层中的杂物和松软砼清除,用清水冲洗干净,充分湿润,再灌注,采用提高一级强度等级的细石砼捣实并认真养护。
1概述
由于防水工程一般都以混凝土结构作为基层,且通过一定技术措施后,混凝土还可配制成具有一定抗渗等级的防水混凝土,因此确保混凝土材料及其结构的质量至关重要。
由于土木建筑是一个系统工程,混凝土结构产生的缺陷,必然会影响到防水工程的质量。因此普及这方面的有关知识,对保证包括混凝土在内的防水工程质量将不无裨益。 2混凝土裂缝与耐久性的关系
混凝土耐久性是指达到设计指标的混凝土经过长年的使用不毁坏,能够继续服役于工程环境,且对浸蚀性介质有一定的抵抗能力,并保持适应性。
长期以来,人们一直认为强度与耐久性之间呈对应关系,因而确定了符合耐久性要求的混凝土配合比设计方法。事实上,混凝土对化学介质的耐腐蚀能力不一定与机械强度有关。因为强度高的混凝土不一定有很高的耐腐蚀能力,而由耐化学浸蚀性较好的材料制备成的一般强度混凝土,却有相当高的耐久性能。 近年来研究认为,混凝土裂缝、微裂缝对结构耐久性影响最大。例如中国建材研究院通过长期观察认为,室外自然暴露的φ12mm钢锈试件,混凝土发生开裂的时间为7~10年,平均为8.5年,其裂缝宽度约小于0.1mm,此时锈蚀失重率计算平均值为0.779%;而室内自然条件下φ12mm钢锈试件有的钢筋失重率已超过0.4%,如室内相对湿度大于90%时,有的超过0.6%,但保护层没有开裂。混凝土结构发生开裂后,在干湿循环交替作用下会促进钢筋锈蚀,且影响到钢筋与混凝土界面的粘结。而在冻融循环的作用下,也会破坏混凝土内部结构,降低混凝土抵抗钢锈产生的膨胀压力的能力。另外,由于钢筋和混凝土的线膨胀系数不同,当温差变化较大时,如混凝土保护层失去足够碱度且钢筋锈蚀时,混凝土和钢筋之间的界面就会受到破坏,从而影响结构的承载能力。
值得指出的是.当前由于普遍使用早强、高强商品混凝土,混凝土结构的开裂问题越来越严重。这个问题不是我国独有的,而是世界性的。从近几年工程建设单位反馈的信息来看,我国的房屋建筑中现浇钢筋混凝土楼板和地下工程连续墙的开裂现象十分严重,其后果不容忽视。另外,当前城市污染日甚,大气、雨水中均会有浸蚀性介质。这些有害介质的浸入,均会加速钢筋的锈蚀,破坏混凝土内部结构,使混凝土开裂时间提早,如不采取有效防范措施,势必影响结构的耐久性。因此混凝土结构裂缝常常是控制建筑物使用寿命的主要因素。
通过大量工程实践和理论分析,钢筋混凝土结构(含采用各种新型膨胀剂、防水剂和复合型的补偿收缩混凝土)出现宽度在0.2~0.3mm以下的裂缝(一般认为是无害的)是不可避免的,并应视为可以接受的。但由此引起的钢筋锈蚀、混凝土剥落、降低结构承载能力和耐久性等问题不可低估。有关文献指出,由混凝土裂缝引起的各种不利后果中,渗漏水占60%。从物理概念上说,水分子的直径约0.3gm,可穿过任何肉眼可见的裂缝田。所以从理论上讲,任何混凝土结构产生的裂缝都应进行防治,这是防水工程的基本要求。
3混凝土冻害问题日益严重
水工混凝土的冻融破坏在三北地区(即东北、西北、华北)的工程中占100%,这些大型混凝土工程一般运营也就30年左右,有的甚至不到20年。特别是接触海水的工程,其受冻破坏的现象更为严重。 地处寒冷地区的水电站、工业厂房、铁道桥涵、交通部门的混凝土路面、桥梁及市政工程等混凝土,接触雨水、蒸气的部分以及排水系统等,都会受到冻融破坏的影响。如通辽发电厂的冷却塔简壁,由于渗水致使混凝土遭受冻结而发生表皮脱落、空鼓等现象。
随着工程建设规模不断扩大,工业与民用建筑中混凝土冻害问题也日益严重。因为冬期大体积混凝土施工时,基底的结冰层无法彻底清除,而在负温环境下作业,新浇筑的混凝土与基底冻土层之间产生的温度应力不可小视。随着混凝土浇筑的数量不断增大,以及混凝土内部温度逐渐升高,此时巨大的温差会使尚未硬化的混凝土(含龄期较短的混凝土)产生裂缝的机会增大,并成为渗漏水的隐患。我们验证过不少冬期施工大体积混凝土的测温资料,说明与正常条件下施工的混凝土温度曲线差异很大。换言之,冬期施工的大体积混凝土开裂危险性更大。因此在这种情况下,仅以混凝土试块的强度与抗渗等级来评定冬期混凝土施工质量是片面的。
另外,在冬期浇筑混凝土时防止初期遭受冻结固然重要,但由于在这方面我们已积累了丰富经验,且在现行技术规范中都有明确规定,因此只要严格遵守,一般不存在多大问题。相反,对于跨年度已经完成的混凝土结构,如长期裸露且未采取越冬保护措施,因而引起不良后果的严重性却认识不足。笔者曾对北方某一高层地下3层建筑(埋深约15m)进行长达15个月(跨越2个冬季)的观察,结果发现,该地下3层混凝土底板(厚度为1.4m)于当年冬期施工,在1年多的时间内未出现渗漏水。而在跨越第2个冬季时,因窝于混凝土结构内部的水分(施工中长期积存的水分),在结冰膨胀过程中释放出来的应力不仅使混凝土结构出现新生的贯穿性裂缝,而且于施工初期出现的一些表面裂缝、深进裂缝也被不断扩张贯通,形成渗漏水通道,从而造成该地下室渗漏水。值得一提的是,我们在该地下室内还观察到,在底板出现渗漏水的同时,由于地下水的压力并通过毛细管作用,于底板与剪力墙的水平施工缝、剪力墙的垂直裂缝(一般间距约3~4m)处均出现大小与长短不一的冰棱。因此如何防止施工用水、雨雪水等浸入混凝土内部结构而引起冻害的问题,有待深入研究。笔者在过去的读书笔记中也查到,欧洲的CEB技术规范在关于混凝土的抗冻安全性规定中有“消除积存水的构造”这一要求,可见国内外在这个问题上的认识是相似的。 4结论与建议
从以上提到的几种混凝土结构缺陷来看,主要是混凝土的裂缝问题,其他如冻害等也都与裂缝相关。混凝土结构出现裂缝后应认真分析,属于影响结构安全的有害裂缝,应采取加固补强措施.而其他一般性裂缝也应进行封闭或堵漏,以免引起渗漏水。有了裂缝而久不治愈,就会引起钢筋锈蚀和混凝土剥落等现象,并影响到结构强度、刚度与稳定性。为了减少自然资源的消耗,实现人类文明的可持续发展,特提出如下建议:
1)开展地下工程结构症害的研究。应组织有关部门从结构裂缝、钢筋腐蚀、地下混凝土的物理化学性能、地下工程结构维护与安全等方面进行深人研究,这其中应包括本文提到的混凝土冻害及三北地区地下室越冬保护等内容。
2)在重大工程中不宜单独采用混凝土结构自防水作法。目前大多数单一采用混凝土结构自防水的地下工程都存在不同程度的渗漏水问题,导致地下室室内长期潮湿,不仅影响使用功能,且有害人体健康。另外,混凝土结构如长期遭受地下水及各种腐蚀介质的浸入,会减少建筑物的使用年限。因此,从环境保护和改善使用功能出发,再次呼吁在重要地下防水工程中不宜单独采用结构自防水作法
3)新产品的推广离不开中间试验和施工工艺的配合。随着建设节约型社会的开展,集保温、隔热、防水、节能等多功能的屋面、墙体、地下工程用新型材料开始得到应用,但在施工技术方面却甚少试验研究,不少工程施工后的质量问题已经显现,值得关注。长期以来我国防水行业发展误区之一是重产品开发、轻应用技术和施工工艺的配套研究(包括机具和零配件)。其结果是,虽然各种先进的防水产品使用比例在不断扩大,但却难改当今工程严重渗漏的现实。另外,由于建筑功能呈多样化的趋势,土建与防水之间的施工技术配合也至关重要。例如,在一个外墙外保温系统工程中,要解决保温板与墙体之间的固定、抹灰层与保温板以及防水涂料与抹灰层之间的粘结和防止开裂等问题、都需要多单位、多方面科技人员进行试验研究,同时还要对一批示范工程进行长期跟踪观察,然后才能得出科学的结论,由此制订的施工工法才具有可信度和可操作性。历史证明,新产品的推广离不开中间试验和施工工艺的配合,若舍弃这一过程,或不顾条件地蛮干,由此造成的损失将难以预料。
4)总包方项目经理应抓防水质量。施工条件、施工程序及成品保护被公认为影响防水工程质量的三大要素,在实践中如何做到措施落实、岗位到位、奖罚分明,是一个需要不断深化、不断改进的过程。由于这项工作涉及到与防水工程相关的多单位、多工种的相互配合,因此必须由施工总包方的项目经理亲自组
织实施。如果做不到这一点,那么一切正确的设计与施工方案,再好的质量保证措施,都会在实际工作中受到冷落与漠视,保证防水功能与工程质量就会变成一句空话
钢筋混凝土工程施工过程中因种种原因,可能会产生许多施工质量缺陷,对结构的承载力及耐久性构成威胁,因此,如何最大限度地消除质量缺陷,保证工程结构安全,是工程技术人员需掌握的基本方法。本文结合实践经验,在概述各缺陷及原因的基础上提出具体防治措施,以提高工程项目的经济效益。
关键词:钢筋混凝土;质量缺陷;预防;处理
钢筋混凝土在工程上常简称为钢筋砼,是指通过在混凝土中加入钢筋与共同工作来改善混凝土力学性质的一种组合材料。钢筋混凝土是我国工程建设中应用最多的一种形式,同时,我国也是世界上使用钢筋混凝土结构最多的地区。钢筋混凝土作为建筑的主要构件,其施工质量受到严格控制,然而在施工过程中,往往因施工操做上的不规范行为以及混凝土本身老化等方面因素,其内部可能存在不密实或空洞,其外部形成蜂窝麻面或损伤层等缺陷,对结构的承载力及耐久性构成威胁。土木建筑是一个系统工程,钢筋混凝土结构产生的缺陷必然会影响到工程的质量,因此须谨慎对待,及时采取预防措施。 1.钢筋混凝土常见质量缺陷
一般而言,钢筋混凝土结构常见缺陷有:蜂窝、麻面、空洞、露筋、施工缝夹层、缺棱掉角等,其中蜂窝、麻面、缺棱掉角影响结构的外观质量,而空洞、露筋、施工缝夹层不但影响混凝土外观质量而且严重影响混凝土强度降低结构性能,必须引起重视。其中,蜂窝是指混凝土构件中,只有石子聚集而无砂浆的局部地方,即粗骨料颗粒之间砂浆没有填满而存在的空隙;麻面是指混凝土表面不光滑,局部缺浆粗糙,砂粒外露,呈现许多微小凹坑的现象。空洞俗称狗洞,空洞的尺寸通常比较大,并且里面没有混凝土,是可以望穿混凝土结构的空洞。露筋是混凝土中钢筋的裸露现象,通常发生在混凝土结构中产生空洞时。另外由于
钢筋绑扎或焊接的不牢固或者位置偏移,造成保护层不足,也可使钢筋裸露。当操作人员操作不规范振捣时触动钢筋或模板时也可能造成钢筋裸露。施工缝夹层主要是施工缝处砼结合不好,有缝隙或夹有杂物,造成结构整体性不良。缺棱掉角主要表现为砼局部掉落,不规整,棱角有缺陷等。
2.造成筋混凝土工程缺陷的因素分析 2.1材料选用不当
常见因素有水泥过期或水泥品种选用不当;混凝土配合比不适宜;水泥、骨料含过量的有害物质;碱一骨料反应;外加剂使用不当,水泥水化热过高;钢筋性能指标不佳等。 2.2施工违规操作
常见因素有搅拌、运输时间过长;振捣不良;浇注速度过快;塑性混凝土下沉;施工缝接槎处理比较差;初期养护不当;早期受冻;钢筋骨架构造不当,如主箍筋配置、主箍筋间距、主筋搭焊接锚固、辅筋和预埋件问题等;施工中随意踩踏配筋,致使保护层变薄;模板支架下沉或不稳;过早拆模等。 2.3构件受力的影响
常见的受力有拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等;常见的变形有不均匀沉降、收缩变形和温度变形受形、八字形等。 2.4环境因素的影响
常见的因素有环境温湿度的变化和差异;混凝土受腐蚀;钢筋受腐蚀;地震作用;火灾袭击或构件表面遭灼热等。 3.筋混凝土工程缺陷预防措施 3.1材料的质量控制
原材料的质量不均匀,必然会引起钢筋混凝土质量的波动。所谓材料,主要是钢材、水
泥、砂、石和模板等。钢筋是钢筋混凝土结构物工程中的“筋骨”,是非常重要的组成材料之一,它的质量如果不合格,就有可能得“软骨病”,达不到一定的抗拉、耐压强度,直接影响到构筑物的质量和使用寿命,因此,对钢筋的直径、级别、形状及表面质量和内在成份,都必须符合设计要求。进场时必须进行重新检查化验,合格者方可进入场地,不合格者决不允许使用。混凝土是钢筋工程中的“骨肉”,主要是指水泥、石子、砂等材料,施工进料前,对预用水泥进行强度、凝结时间、安定性以及密度、细度进行复验。施工中,除注意水泥储存的时间以及环境外,还要注意切忌将不同品种的水泥掺杂使用。对于砂石,应检验其颗粒级配、强度、坚固性、针片状颗粒含量、含泥量、有害杂质含量等,切忌采用特细砂及风化砂。此外,必须保证所采用的水为天然洁净水,若用其他水,应符合《混凝土拌合用水标准》的规定,不得采用海水。若模板质量不合格,也会对工程的质量、安全、外形、成本等造成影响,因此模板材料进场时也要严格检查,禁止使用过分潮湿及腐朽的木材,以免造成质量事故。
3.2施工过程中注意控制钢筋质量
施工过程中如果不注意钢筋保护,极易造成钢筋外露缺陷的产生,因此在施工过程要注意钢筋的位置:1)灌注砼前,检查钢位置和保护层厚度是否准确。为保证砼保护层的厚度,要注意固定好垫块。一般每隔1m左右在钢筋上绑一个水泥砂浆垫块。2)在钢筋较密集时,要选配适当粒径的碎石。碎石最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的l/4,同时不得大于钢筋净距的3/4。结构截面较小,钢筋较密时,可用细石砼浇注。3)为防钢筋移位,严禁振捣棒撞击钢筋。砼自由顺落高度超过2m时,要用串筒或溜槽等进行下料。4)掌握好拆模时间,切忌过早拆模,要根据试块试验结果确定,同时在拆模过程中不得踩踏钢筋,如钢筋有踩弯或脱扣者,及时调直,补扣绑好。 3.3严格控制水灰比及施工
从施工角度而言,水灰比较大便于施工操作,且能较少蜂窝麻面的出现,但是水不能太多,水灰比太大会严重地降低混凝土的强度。有关试验资料表明,水灰比增加0.1,混凝土强度会降低0.3N/mm2~0.5N/mm2。由于在实践中施工现场大都为露天,受环境影响较大,尤其是雨后砂、石含水量增加,因此,施工中应严格计量,并及时按照天气、材料含水情况适当调整配合比。此外,应对混凝土的拌制、运输、浇注、振捣、养护进行监督控制。由于钢筋对混凝土的抗拉、抗剪强度的提高起到重要作用,在选材、冷加工、焊接、机械连接、钢筋的绑扎位置、混凝土保护层的控制等方面都要严格控制。 3.5加强混凝土浇注后的养护
要减少钢筋混凝土质量缺陷,混凝土浇注后的养护工作也极为重要,具体操作措施如下:1)木模板在灌注混凝土前充分湿润,混凝土浇注后认真浇水养护,拆模时不能用力过猛过急,注意保护棱角,吊运时,严禁模板撞击棱角。2)加强成品保护,对于处在人多、运料等通道处的混个凝土阳角,拆模后可用槽钢等将阳角保护好,以免碰损。
3)若在冬季施工,在混凝土浇注完毕后要加强测温,及时采取措施,重点做好覆盖保温工作,防止受冻,出现冻害现象。 4.常见质量缺陷处理措施
如前所述,蜂窝、麻面、空洞、施工缝夹层、露筋、缺棱掉角等质量缺陷在钢筋混凝土施工过程中经常出现,以上缺陷受外界各种因素的影响,加上常年累月地发生变化,往往会有扩大的危险性,因此,除积极采取预防措施,减少缺陷产生外,对于已经出现的缺陷问题,必须及时治理,以防止其进一步扩大。具体如下:1)蜂窝。混凝土有小蜂窝,可先用水冲洗干净,然后用 1:2 或 1: 2.5 水泥砂浆修补,若是大蜂窝,则先将松动的石子和突出颗粒剔除,尽量形成喇叭口,外口大些,然后用清水冲洗干净湿润,再用高一级的细石砼捣实,加强养护。2)麻面。麻面主要影响砼外观,对于面积较大的部位修补。即将麻面部位用清水刷洗,充分湿润后用水泥砂浆或1:2水泥砂浆抹刷。3)空洞。凿去疏松软弱的混凝土,用压力水管或钢丝刷洗刷干净,支模后,涂纯环氧水泥浆进行封闭处理或用压力灌浆。孔洞较严重时,则要经过有关人员研究,制定补强方案进行处理。4)施工缝夹层。表面缝隙较细时,可用清水将裂缝冲洗干净,充分湿润后抹水泥浆。对夹层的处理慎重。补强前,先搭临时支撑加固后,方可进行剔凿。将夹层中的杂物和松软砼清除,用清水冲洗干净,充分湿润,再灌注,采用提高一级强度等级的细石砼或砼减石予砂浆,捣实并认真养护。5)露筋。将外露钢筋上的砼残渣和铁锈清理干净,用水冲洗湿润,再用1:2 或 1: 2.5 水泥砂浆抹压平整,如露筋较深,将薄弱砼剔除,冲刷干净湿润,用高一级的细石砼捣实,认真养护。6)缺棱掉角。缺棱掉角较小时,清水冲洗可将该处用钢丝刷刷净充分湿润后,用1:2 或 1:
2.5 的水泥砂浆抹补齐正,可将不实的砼和突出的骨料颗粒凿除,用水冲刷干净湿润,然后用比原砼高一级的细石砼补好,认真养护。
参考文献:
【1】江正荣.实用建筑施工工程师手册【M】.北京 中国建材工业出版,2009. 【2】黎雪峰.钢筋混凝土工程的质量缺陷防治要点【J】.海河水利,2008(2):61-62,64. 【3】林亦赏.浅谈钢筋混凝土施工质量缺陷及控制措施【J】.科技资讯,2008(4):8.
浅析混凝土施工外观质量缺陷问题产生的原因、预防和处理措施
摘 要:混凝土质量通病严重影响结构的安全,不进行防治和处理,会造成更大的经济损失。为了保证混凝土的外观质量,经过十几年的施工经验总结了一些预防措施和处理办法供大家参考。
关键词:混凝土;质量;通病;处理
随着我国建筑业的蓬勃发展,现浇混凝土在工程建设中得到了广泛的应用,但是混凝土外观质量通病不能彻底根除,只能预防和采取补救措施,根据实际工作经验和通病处理结果,对混凝土质量通病产生的原因和处理方法进行探讨。
现就混凝土外观质量通病中表面缺陷产生的原因及控制处理措施做一阐述。 1 外表缺陷
现象:构件表面麻面,掉皮、起砂、沾污。 2 质量缺陷
2.1严重缺陷:具有重要装饰效果的清水混凝土构件有外表缺陷。 2.2一般缺陷:其他混凝土构件有不影响使用功能的外表缺陷。 3 麻面产生原因
(1)砼表面排气困难,钢筋密集,受作业面限制振捣困难,混凝土振捣不足,气泡未完全排出,部分气泡残留在混凝土与模板之间。(2)新拌混凝土浇注入模后,停留时间过长,振捣时已有部分凝固。(3)砼水平分层浇注后,在浇上部砼时,上部灰浆顺模板表面流到下层,塌落度损失比较大,混合料表面拆模后出现若断若续的“眼泪”。(4)模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理干净,拆模时混凝土表面被粘坏。(5)模板未浇水湿润或湿润不够,构件表面混凝土的水分被吸去,使混凝土失水过多出现麻面。(6)模板拼缝不严,局部漏浆。(7)模板隔离剂涂刷不匀,或局部漏刷或失效。混凝土表面与模板粘结造成麻面。 4 麻面防治措施及处理办法
(1)模板表面清理干净,不得粘有干硬水泥砂浆等杂物,浇灌混凝土前,模板应浇水充分湿润,模板缝隙,应用压条堵严,模板隔离剂应选用长效的,涂刷均匀,不得漏刷。(2)振捣遵循紧插慢拔原则,振动棒插入到拔出时间控制在20s为佳,插入下层5~10cm,振捣至砼表面平坦泛浆、不冒气泡、不显著下沉为止;对结构变截面处宜作为砼分层控制高度,以利排气;插振捣棒确有困难时,采用附着式振捣器或人工插捣的方法振实。(3)新拌砼必须按水泥或外加剂的性质,在初凝前振捣,放置时间过长未初凝砼可拉回拌和站按设计水灰比加水泥浆重新拌和,放灰时剔除结硕灰块。砼结块比较严重时,对可能漏浆的缝,设法封堵。(4)表面作粉刷的,可不处理,表面无粉刷的,应在麻面部位浇水充分湿润后,用原混凝土配合比去石子砂浆,将麻面抹平压光。 5 掉皮起砂产生原因
(1)粗骨料含泥量大且呈包裹性含泥。(2)微细粉末量大,振捣时水泥浆上浮。(3)水灰比偏大,混凝土塌落度大,表面强度偏底。(4)表面压面不当,雨天施工无措施等。(5)
模板拼缝处不密实,造成漏浆。(6)模板表面清理干净,脱模剂涂刷不到位。(7)混凝土振捣时,未按操作规程施工。(8)养护不足,不当。 6 混凝土外观质量控制措施 6.1支立模板
砼的外观也即外露面的形成直接取决于模板,而模板的选择和支立质量直接影响着砼的外观,如果模板本身质量低劣,生锈变形,加之支立不规范,会导致砼出现蜂窝、麻面、表面无光泽、跑模等外观缺陷。施工中着重从以下几个方面控制:
(1)模板要选择具有足够的刚度和强度、不易变形、表面光洁的板材,防止浇筑砼时有明显挠曲和变形。砼外露面的模板板面适合采用胶合板或钢模板。(2)对大面积的砼,适合选择模数少单块表面积较大的模板拼装,这样可以减少模板的拼缝数量,从而减少砼表面的错台和不平整现象。(3)模板拼缝要保证搭接平顺、严密,不能错台和大的缝隙,对于局部缝隙难以整合的地方要加贴胶条,保证不漏浆。(4)支架必须稳定、坚固,可以抵抗施工中偶然发生的冲撞和振动。支架立柱要安装在有足够承载力的地基上,保证浇筑砼后不发生超过设计规定的允许沉降量。对于蹬立在土地上的支架,做好排水措施,防止雨水浸软土体导致支撑松动。(5)支架在模板背面的支撑要分布合理,两模板拼缝处可用木条垫平再加以支撑,防止浇筑振捣过程中模板错动,形成错台。 6.2涂脱模剂
(1)脱模剂最好选用干净的机油、色拉油或市场上出售的专用脱模剂,其脱模效果远远好于一般调配的脱模剂。(2)脱模剂涂抹时间最好在立模前30分钟涂抹完毕并加以保护,防止污染。要均匀涂抹,厚度一致,不能有漏涂、沾有污渍和滴流现象。(3)脱模剂不可随意更换,要始终固定使用同一种,减少色泽差异。 6.3拌和砼 (1)在拌和砼之前,先根据现场各集料本身的含水量将试验配合比转化为现场配合比,再确定出合理可靠的配比控制方案作为保障,要让每一道进入搅拌筒的料严格按配比计量进行。(2)用规范的连续搅拌时间,将各种组合材料拌成颜色一致,分布均匀的混合物,并从搅拌筒排出。(3)在出料口及时抽检砼的坍落度,以此数据调整水的用量,将坍落度控制在适当范围内,并确定同一种水泥、同一标号、同一粗细骨料及掺合料、同一计量用于同一结构,以确保每一盘料性质稳定、稠度相同。 6.4砼浇筑
(1)砼由高处落下的高度不得超过2米。超过2米时要采用导管或溜槽。超过10米时要采用减速装置。导管或溜槽要保持干净,使用过程要避免发生离析。(2)局部边角部位需要人工用铁锹端运砼时,要采用扣锹轻放,不可泼洒混合料。(3)在浇筑时对砼表面操作仔细周到,使砂浆紧贴模板,以使砼表面光滑、无水囊、气囊或蜂窝。砼分层浇筑厚度不应超过30cm。浇筑要连续不间断,以防间隔时间过长形成断层纹。(4)浇筑砼期间,必须设专人检查支架、模板、钢筋和预埋体等稳定情况,当发现有松动、变形、移位时,应及时处理。(5)砼初凝后,模板不得振动,伸出的钢筋不可承受任何外力。 6.5砼捣实
(1)振捣器要垂直插入砼内,且必须插至前一层砼,以保证新浇砼与先浇砼结合良好,插进深度一般为50~100mm。抽出时速度要慢,以免产生空洞。(2)插式振捣器移动间距不得超过有效振动半径的1.5倍。避免与钢筋和预埋物件接触。模板角落以及振捣器不能达到的地方,辅以插钎振捣,以保证砼密实度及其表面平滑。(3)不能在模板内利用振捣器使砼长距离流动或运送砼,以致引起离析。砼振捣密实的标志是砼停止下沉,不冒气泡、翻浆、表面平坦。 6.6砼养生
(1)砼浇筑成型,待表面收浆后尽快对砼进行养生,养生平面砼结构物采用干净覆盖物洒水保湿的办法,最少应保持14天。(2)对于墩柱等立面难以覆盖的地方,可采用包裹塑料薄膜的办法,密封保持水分,这种方法也同样适用于气温高、风力大的天气。(3)养生期间,砼强度达到2.5MPa之前,不得使其承受荷载。(4)夏天砼的养生必须做好保湿工作,应及时补充水分,保持表面湿润;冬天必须做好保温工作,场外砼结构物采用搭建养生棚,在养生棚内生火炉煮沸水增温、保湿的办法,并在养生棚内安装温度计,确保养生温度。 结束语
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的要求,对已出现的严重缺陷,应由施工单位提出技术处理方案。并经设计,监理(建设)单位认可后进行处理。对经处理的部位应重新验收。一般缺陷应由施工单位按技术处理方案进行处理,并重新检查验收。 参考文献[1]GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].
质量保证措施 2.1 砼材料质量标准 预拌混凝土中(水泥、砂、石、外加剂、掺合料等)各组分必须符合相应质量标准和规范(通过检查搅拌站上报材质及复试报告来使混凝土产品具有可追溯性)。 混凝土搅拌站必须把配合比申请单通知单、合格的水泥、砂、石、外加剂、掺合料材质证明、原材复试报告、合格证、准用证、抗压强度试验报告、抗渗强度试验报告等质量保证资料报项目部备案审查,后由项目部报监理单位审核。 2.2 砼浇筑质量标准 外观质量缺陷主要分为二类。 Ⅰ类质量缺陷为:未达到设计或合同技术要求,但对结构安全、运行无影响、仅对外观有较小影响的混凝土结构质量缺陷。 Ⅱ类质量缺陷为:未达到设计或合同技术要求,对结构安全、运行、外观有一定影响,经常规处理后,不影响结构正常使用和寿命的混凝土结构质量缺陷。 1、保证项目 a、混凝土的配合比、原材料计量、搅拌、养护和施工缝处理必须符合施工规范规定。 b、混凝土强度的试块取样、制作、养护、试验符合《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107-2010)规定。 c、混凝土严禁出现裂缝。 2、基本项目 混凝土应振捣密实,且不得有蜂窝、孔洞、露筋、缝隙、夹渣等缺陷。 3、允许偏差项目(见下表) 项次 项 目 允许偏差(mm) 检验方法 1 轴线位移 独立基础 10 尺量检查 墙、柱、梁 5 尺量检查 2 标高 层高 ±5 用经纬仪检查 全高 ±30 用经纬仪检查 3 截面尺寸 基础 +15,-10 尺量检查 项目名称 :藤县桂东枫林农产品综合批发市场项目二期 贺州市兴发建筑安装工程有限责任公司 第 5 页 共 12 页 墙、柱、梁 ±5 尺量检查 4 柱、墙垂直度 每层 5 用2m 托线板检查 全高 30 用经纬仪检查 5 表面平整度 8 2m靠尺和塞尺检查 6 预埋钢板中心线位置偏移 10 尺量检查 7 预埋管、预留孔板中心线位置偏移 5 尺量检查 8 预留洞中心线位置偏移 15 尺量检查 9 电井 井筒长、宽对中心线 +25,-0 尺量检查 井筒全高对中心线 30 吊线和尺量检查 2.3 其他质量保证措施 1、对到场不合格的混凝土退回搅拌站,并记好车型、车号。 2、质量检查人员检查施工,严格按步序振捣;接班振捣人员提前半小时到岗与上班振捣人员共同操作,交班人员推迟交班半小时撤岗(有一小时共同工作时间)。 3、现场制作 4 组试块,一组用于 28 天强度的试验,一组用于同条件拆模判定,另外两组备用。 4、未尽事宜,执行相关规范、规程、标准。 2.4 防止砼楼板、墙柱裂缝的质量保证措施 模板支模应有足够的强度和刚度,按设计和规范要求起拱,板面平整度在规范范围内,不允许有沉降不均匀现象。 采用型钢架悬挂式绑扎负筋,并配合撑铁以保证负筋定位准确及预防踩踏变形。砼现浇时,不许踩踏负筋,由于松动引起钢筋间距错位的,现场跟班钢筋工应立即调整,砼振动密实后再取出型钢悬挂架。 楼板内的预埋线管应在板底钢筋绑扎后、负筋绑扎前敷设。 严格控制楼板厚度,按设计要求进行施工。铺设楼板模板时要控制好模板面的标高,并利用柱子、核心筒墙体的钢筋设置好楼板砼面的标高控制点;楼板砼施工中,测量仪跟踪现场施工,抽查板厚度及平整度。 泵送砼的砼输送管在浇筑过程中将产生较大的振动,在浇筑砼时需严格按照预定的砼输送管位置摆管,预定摆管位置的模板支撑体系要增加斜撑和拉结点以确保模板稳定。 砼现浇后 12 小时内要
覆盖浇水。现浇砼强度未达到 1.2N/mm2 之前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。方木、钢筋等材料要分散放置,不许集中堆放。堆放材料要慢慢放下,不得产生冲击荷载。 项目名称 :藤县桂东枫林农产品综合批发市场项目二期 贺州市兴发建筑安装工程有限责任公司 第 6 页 共 12 页 2.5 砼强度等级要求、防水砼抗渗要求的保证措施 施工时认真向施工人员作完整的技术交底,明确各部位砼的标号、用途、需用数量等各方面的数据。做好砼的坍落度试验,以便控制水灰比,确保砼满足工艺要求。加强试块的复核验收工作,试块的制作应符合相关规范的要求,作为拆模用的试块与构件同条件养护,作为反映砼28 天强度等级的试块应采用标准养护。 材料变换时重新试配砼配合比,砂、石含水量改变时要调整砂石的重量。 砼振捣要符合操作规程的要求,不要过振或漏振,以免出现砼离析或出现大面积蜂窝、狗洞。要及时充分养护砼,养护时间满足规范要求。 2.6 地下室砼结构抗裂措施 (1)同设计院协商解决结构布置和后浇带、伸缩缝设置等情况,以便采取嵌条、加止水片的分段施工方法预裂。 (2)为提高砼的防渗抗裂性能,地下室底板、顶板级地下室外墙砼掺入抗裂增强型进口聚丙烯晴纤维(即碳纤维原丝),且纤维表面须进行特殊处理成亲水性、分散性增强型材料,增强纤维在水泥基材中的分散性和握裹力。制备地下室底板、顶板及外墙砼时,须由厂家进行技术指导,确保抗裂增强纤维均匀分布于砼中,使砼的抗拉强度及韧性得到有效提高。 (3)由于裂缝多发生在层间墙体中部,向设计院建议在此薄弱位置增加水平钢筋或设置“暗梁”,并与设暗柱相结合。 (4)地下室外墙不宜紧贴基坑支护坑壁,以减小周边约束。若外墙紧贴基坑支护坑壁,应采取可靠的滑动措施,增大结构变形自由度。 (5)合理选择、严格控制原材料质量及优化配合比: a、水泥宜采用中低水化热、干缩小的粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥,其次用普通通硅酸盐水泥,不得采用硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥; b、石子宜采用连续级配Ⅱ区粒级、坚固性良好的石于,针片状含量<15%,含泥量<15%。 c、砂宜采用中、粗砂,坚固性良好,细度模数大于2.6,含泥量<3%,有害物质含量应符合规定: d、在满足强度、抗渗及和易性要求下,掺加高效减水剂和适量粉煤灰优化配合比,减少水泥用量和用水量,水灰比控制在0.4 以内,坍落度在满足泵送条件下取其下限(120~ 160),禁用大坍落度砼(180 以上)。 (6)模板应浇水湿润,砼应分层浇筑、振捣密实,禁止用振动棒驱赶砼浇筑。合理组织施工,禁止产生冷缝,加强检验检坍落度,严禁在现场随意加水。 (7)地下室外墙暴露时间不宜过长,应及时组织外防水及其保护层施工和土方回填。 项目名称 :藤县桂东枫林农产品综合批发市场项目二期 贺州市兴发建筑安装工程有限责任公司 第 7 页 共 12 页 四、质量缺陷处理 4.1 质量缺陷处理流程 1、根据本工程项目特点,在混凝土工程施工前编制《混凝土工程质量缺陷处理方案》,报项目总监审批。 2、每个混凝土工程检验批质量验收前,项目部应将该检验批存在的质量缺陷统计上报项目监理部。 3、一般质量缺陷由项目监理工程师现场确认,严重质量缺陷应有项目总监现场确认。 4、质量缺陷经项目监理部确认后,项目部应及时按照《混凝土工程质量缺陷处理方案》组织实施缺陷的处理工作,实施完毕报项目总监组织质量验收,并同步形成质量缺陷处理记录。 5、质量缺陷处理记录应包含以下内容: a、质量缺陷所在部位; b、质量缺陷的描述; c、质量缺陷的类型(一般或严重); d、质量缺陷的处理方式(需注明按照本方案的第几条第几款); e、质量验收结论意见。 注:1、质量缺陷处理记录应附有处理前后影像图片。 2、凡影像结构安全的质量缺陷,处理方案必须报原设计单位确认经总监批准后方可实施。 4.2 砼质量缺陷预防措施及处理方法 为保证混凝土外观最终符合规范要求,项目部将成立专门缺陷修补作业队对混凝土表面缺陷修补。项目部质检员负责混凝土质量缺陷的调查、原因分析、缺陷台帐记录、缺陷处理过程控制以及质量验收。 混凝土拆模后,应在第一时间通知质检员、主管施工员对混凝土外观进行检查、鉴定,发现质量缺陷后,及时登记并组织作业队对缺陷产生的原因进行分析,并按照外观质量缺陷判断标准对缺陷进行分类评定、提出混凝土施工工艺控制和过程控制整改意见,督促施工队完善工艺措
施。 项次 质量缺陷 名 称 处理方法 预防措施 洗刷干净后,用 1:2 或 1:2:5 水泥砂浆抹平压实;较大蜂窝;凿去蜂窝处薄弱松散颗粒,刷洗净认真设计、严格控制砼配合比,经常检查,作到计量准确;砼拌合均匀,坍落度适合;砼下料高度超过 2m 应设串筒或溜槽;浇灌应分层下料,分层捣固,防止 项目名称 :藤县桂东枫林农产品综合批发市场项目二期 贺州市兴发建筑安装工程有限责任公司 第 8 页 共 12 页 项次 质量缺陷 名 称 处理方法 预防措施 1 . 蜂窝 后,支模用高一级细石砼仔细填塞捣实;较深蜂窝:如清除困难,可埋压浆管、排气管、表面抹砂浆或灌筑砼封闭后,进行水泥压浆处理。 漏振;模板缝应堵塞严密,浇灌中,应随时检查模板支撑情况防止漏浆;基础、柱、墙要部应在下部浇完间歇 1~1.5h,沉实后再浇上部砼,避免出现“烂脖子”。 2. 麻面 表面作粉刷的,可不处理,表面无粉刷的,应在麻面部位浇水充分湿润后,用原砼配合比去石子砂浆,将麻面抹平压光。 模板表面清理干净,不得粘有干硬水泥砂浆等杂物;浇灌砼前,模板应浇水充分湿润,模板缝隙,应用透明胶布、腻子等堵严;模板隔离剂应分层均匀振捣密实,至排除气泡为止。 3. 孔洞 将孔洞周围的松散砼和软弱浆膜凿除,用压力水冲洗,支设托盒的模板,洒水充分湿润后用高强度等级细石砼仔细浇灌、捣实。 在钢筋密实集处复杂部位,采用细石子砼浇灌,在模板内充满,认真分层振捣密实或配人工捣固,预留孔洞,应两侧同时下料,侧面加开浇灌口,严防漏振;砂石中混有粘土块、模板工具等杂物掉入砼内,应及时清除干净。 4. 露筋 表面露筋:刷洗净后,用水湿润,在表面抹 1:2 或 1:2.5 水泥砂浆,将露筋部位充满抹平; 露筋较深:凿去薄弱砼和突出颗粒,洗刷干净后,用水湿润72 小时后,用比原来高一级的细石砼填塞压实。必要时可用微膨胀水泥。 浇灌砼,应保证钢筋位置和保护层厚度正确,并加强检查,钢筋密集时,应选用适当粒径的石子,保证砼配合比准确和良好的和易性,浇灌高度超过2m,应用串筒溜槽进行下料,以防止离析;模板应充分湿润并认真堵好缝隙;砼振捣严禁撞击钢筋,在钢筋密集处,可采用刀片或振动棒进行振捣;操作时,避免踩踏钢筋,如有踩弯或脱扣等及时调直修正;保护层砼要振捣密实;正确掌握脱模时间,防止过早拆模,碰坏棱角。 缝隙夹层不深时,可将松散砼凿去,洗刷干净后,用 1:2 或 1:2.5 水泥砂浆强力填嵌密实;缝隙夹层较深时,应清除松散认真按施工验收规范要求处理施工缝及变形缝表面化;接缝处锯屑、泥土砖块等杂物应清理干净并洗净;砼浇灌高度大于 2m 应设串筒或溜槽;接缝处浇灌前应先浇5~10cm 厚原配合比无石子砂浆, 项目名称 :藤县桂东枫林农产品综合批发市场项目二期 贺州市兴发建筑安装工程有限责任公司 第 9 页 共 12 页 项次 质量缺陷 名 称 处理方法 预防措施 5. 缝隙、夹层 部分和内部夹杂物,用压力水冲洗干净后支模,强力灌细石砼或将表面封闭后进行压浆处理。 或 10~15cm 厚减半石子砼,以利结合良好,并加强接缝处砼的振捣密实。 6. 缺棱掉角 缺棱掉角,可将该处松散颗粒凿除,冲洗充分湿润后,视破损程度用1:2 或 1:2.5 水泥砂浆抹补齐整,或支模用比原来高一级砼捣实补好,认真养护。 柱模板在拼装时,先在四个角处钉泡沫条以保证角部模板拼缝严密,防止漏浆,木模板在浇筑砼前应充分湿润,砼浇筑后应认真浇水养护;拆除侧面非承重模板时,砼应具有 1.2MPa 以上强度;拆模时注意保护棱角,避免用力过猛过急;吊运模板,防止撞击棱角,运输时,将成品阳角用草袋等保护好,以免碰损。 7. 强度不够均质性差 当砼强度偏低,可用非破损方法(如回弹仪法、超声波法)来测定结构砼实际强度,如仍不能满足要求,可按实际强度校核结构的安全度,研究处理方案,采取相应加固或补强措施 水泥应有出厂合格证,新鲜无结块,过期水泥经试验合格才用;砂、石子粒径、级配、含泥量等应符合要求;严格控制砼配合比,保证计量准确;砼应按顺序拌制,保证搅拌时间和拌匀;防止砼早期受冻,冬期施工用普通水泥配制砼,强度达到 30%以上,矿渣水泥配制的砼,强度达到 40%以上,始可遭受冻结;按施工规范要求认真制作砼试块,并加强对试块的管理和养护 五、质量缺陷的验收及标准 5.1 质量缺陷的验收 (1)对于Ⅰ类外观质量缺陷的处理验收,由项目部总质检员或质量部门负责人同现场监理工程师
进行验收; (2)对于Ⅱ类外观质量缺陷的处理验收,由总监理工程师组织,建设、设计单位代表 及现场监理工程师、承包人项目经理、质检员或质量部门负责人一同验收; (3)质量缺陷验收通过前不得进行浇筑工序质量评定及对混凝土结构进行隐蔽或覆盖。 5.2 质量缺陷验收标准 (1)实体质量检查 项目名称 :藤县桂东枫林农产品综合批发市场项目二期 贺州市兴发建筑安装工程有限责任公司 第 10 页 共 12 页 填补完成7d 后,用小锤轻击修补表面,声音清脆为合格。声音发哑者为不合格,并应凿除重新修补。 (2)外观检查 1)进行填补修补时,修补完成后应对填补作业面进行压光处理,保证修补面与母体光洁度基本一致。 2)对于外露结构物修补面,修补后修补面的颜色应尽量与母体颜色基本一致。 5.3 质量缺陷填补材料及配合比 1)用于进行质量缺陷修补的填补材料必须满足国家、行业颁布实施的现行法律、法规、技术标准、技术规范、质量标准及安全措施的要求; 2)严格按照合同文件技术规范、国家、行业有关技术规范及监理工程师所要求的频率和方法进行检测,并按监理程序逐级上报; 3)用于质量缺陷修补的原材料(如:水泥、砂、石子等)必须经现场监理工程师验收合格后方能用于现场修补; 4)严禁使用未经现场监理工程师验收或验收不合格的原材料,对不合格的原材料一律清理出场。 六、施工注意事项 1、所有的砼缺陷在处理前与监理办理好验收记录。 2、在处理过程中主管工长或质检员必须监督,确保处理符合要求。 3、处理后混凝土初凝后应进行淋水养护,保持表面湿润,养护时间不小于7 天。 4、严重的缺陷修补过程中申请监理监控,修补后应适时地进行养护并跟踪检查,并填写检查记录。 七、安全文明施工 1、进入施工现场必须带好安全帽,系好安全帽带,高空作业应系安全带,夜间作业应有足够的照明。 2、严禁交叉作业,如确需要上下同时作业,要做好安全防护才能施工。 3、上脚手架前要检查脚手架的安全性,如发现有安全隐患,必须通知施工员,待处理后方能上架施工。 4、室内修补砼必须备有木凳或搭设门型架,并确定安全后方能施工。 5、每天做到“工完场地清”,现场人工拌制的砂浆不能直接倒在砼楼面上,用不完的水泥等材料按要求堆放整齐。 6、砼修补时要合理安排好时间,砼打凿要尽量避开休息时间,以免造成噪音污染。
混凝土在施工过程中出现外观质量缺陷在所难免,现编制专项处理方案,指导本工程的质量缺陷的技术处理。 编制依据:《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002; 《建筑工程施工手册》。 第二节、混凝土质量缺陷的分类 根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 的8.1.1 条规定“现浇结构的外观质量缺陷,应由监理(建设)单位、施工单位等各方根据其对结构性能和使用功能影响的严重程度,按表8.1.1 确定。”表8.1.1 如下所示: 表8.1.1 现浇结构外观质量缺陷 名 称 现 象 严 重 缺 陷 一 般 缺 陷 露筋 构件内钢筋未被混凝土包裹而外露 纵向受力钢筋有露筋 其他钢筋有少量露筋 蜂窝 混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露 构件主要受力部位有蜂窝 其他部位有少量蜂窝 孔洞 混凝土中孔穴深度和长度均超过保护层厚度 构件主要受力部位有孔洞 其他部位有少量孔洞 夹渣 混凝土中夹有杂物且深度超过保护层厚度 构件主要受力部位有夹渣 其他部位有少量夹渣 疏松 混凝土中局部不密实 构件主要受力部位有疏松 其他部位有少量疏松 万科锦程四期砼一般性质量缺陷处理方案 第4 页,共8 页 裂缝 缝隙从混凝土表面延伸至混凝土内部 构件主要受力部位有影响结构性能或使用功能的裂缝 其他部位有少量不影响结构性能或使用功能的裂缝 连接部位缺陷 构件连接处混凝土缺陷及连接钢筋、连接件松动 连接部位有影响结构传力性能的缺陷 连接部位有基本不影响结构传力性能的缺陷 外形缺陷 缺棱掉角、棱角不直、翘曲不平、飞边凸肋等 清水混凝土构件有影响使用功能或装饰效果的外形缺陷 其他混凝土构件有不影响使用功能的外形缺陷 爆模 柱墙混凝土局部外观成型尺寸偏大 混凝土构件影响房间净空尺寸的爆模 其他混凝土构件有不影响房间净空尺寸的爆模 顶板不平 顶板水平度极差大于 15mm 顶板水平度极差大 于25mm 顶板水平度极差大于 15mm且小于25mm 外表缺陷 构件表面麻面、掉皮、起砂、沾污等 具有重要装饰效
果的清水泥凝土构件有外表缺陷 其他混凝土构件有不影响使用功能的外表缺陷 根据《规范》要求:对“对已经出现的严重缺陷,应由施工单位提出技术处理方案,并经监理(建设)单位认可后进行处理。对经处理的部位,应重新检查验收。” 在此本方案主要是针对“一般缺陷”进行局部修复处理,如出现“严重缺陷”将另行编制技术处理进行处理。 第三节、混凝土的质量缺陷产生的原因 万科锦程四期砼一般性质量缺陷处理方案 第5 页,共8 页 一、麻面 麻面是结构构件表面呈现无数的小凹点,而尚无钢筋暴露的现象。它是由于模板内表面粗糙、未清理干净、润湿不足;模板拼缝不严密而漏浆;混凝土 振捣不密实,气泡末排出以及养护不好所致。 二、露筋 砼灌注振捣时,钢筋垫块移位或垫块太少甚至漏放,钢筋紧贴模板。 钢筋砼结构断面较小,钢筋过密,如遇大石子卡在钢筋上,砼水泥浆不能充满钢筋周围。 因配合比不当砼产生离析,浇捣部位缺浆或模板严重漏浆。 砼振捣时,振捣棒撞击钢筋,使钢筋移位。 砼保护层振捣不密实,或木模板湿润不够,砼表面失水过多,或拆模过早等,拆模时砼缺棱掉角。 三、蜂窝 蜂窝是混凝土表面无水泥砂浆,露出石子的深度大于5mm,但小于保护层厚度的蜂窝状缺陷。它主要是由于混凝土配合比不准确(浆少石多),或搅拌不匀、浇筑方法不当、振捣不合理,造成砂浆与石子分离;模板严重漏浆等原因而产生。 四、孔洞 孔洞是指混凝土结构存在着较大的孔隙,局部或全部无混凝土。它是由于骨料粒径过大、钢筋配臵过密导致混凝土下料中被钢筋挡住;或混凝土流动性差,混凝土分层离析,混凝土振捣不实;或混凝土受冻、混凝土中混入泥块杂物等所致。 五、施工缝夹层 万科锦程四期砼一般性质量缺陷处理方案 第6 页,共8 页 在灌注砼前没有认真处理施工缝表面;灌注前,捣实不够。 灌注大体积砼结构时,往往分层分段施工。在施工停歇期间常有木块、锯末等杂物积存在砼表面,未认真检查清理,再次灌注砼时混入砼内,在施工缝处造成杂物夹层 六、缺棱、掉角 缺棱、掉角是指梁、柱、板、墙以及洞口的直角边上的混凝土局部残损掉落。产生的主要原因是混凝土浇筑前模板未充分润湿,使棱角处混凝土中水分被模板吸去而水化不充分,引起强度降低,拆模时则棱角损坏;另外,拆模过早或拆模后保护不善,也会造成棱角损坏。 七、裂缝 裂缝有温度裂缝、干缩裂缝和外力引起的裂缝三种。其产生的原因主要是:结构和构件下的地基产生不均匀沉降;模板、支撑没有固定牢固;拆模时混凝土受到剧烈振动;环境或混凝土表面与内部温差过大;混凝土养护不良及其中水分蒸发过快等。 八、表面坑洼不平 施工过程中,在收面完成后由于操作工人为了方便,混凝土还没有终凝时就上去行走造成表面坑洼不平。 第四节、混凝土质量缺陷的处理 一、表面抹浆修补 对数量不多的小蜂窝、麻面、露筋、露石的混凝土表面,可用钢丝刷或加压水洗刷基层,再用1:2~1:2.5 的水泥砂浆填满抹平,抹浆初凝后要加强养护。 当表面裂缝较细,数量不多时,可将裂缝用水冲洗并用水泥浆抹补; 对宽度和深度较大的裂缝,应将裂缝附近的混凝土表面凿毛或沿裂缝方向 万科锦程四期砼一般性质量缺陷处理方案 第7 页,共8 页 凿成深为15~20mm、宽为100~200mm 的V 形凹槽,扫净并洒水润湿,先刷水泥浆一度,然后用1:2~1:2.5 的水泥砂浆涂抹2~3 层,总厚度控制在10~ 20mm 左右,并压实抹光。 在砂浆具有一定强度后进行打磨处理,使其接缝平整光滑。 二、细石混凝土填补 当蜂窝比较严重或露筋较深时,应按其全部深度凿去薄弱的混凝土和个别突出的骨料颗粒,然后用钢丝刷或加压水洗刷表面,再用比原混凝土强度等级提高一级的细石混凝土填补并仔细捣实。 对于孔洞,可在混凝土表面采用施工缝的处理方法:将孔洞处不密实的混凝土和突出的石子剔除,并将洞边凿成斜面,以避免死角,然后用水冲洗或用钢丝刷刷清,充分润湿72h 后,浇筑比原混凝土强度等级高一级的细石混凝土。细石混凝土的水灰比宜在0.5 以内,并掺入水泥用量8%的ZY 膨胀剂,用小振捣捧分层捣实,然后进行7d 浇水养护。 三、化学注浆修补 当裂缝宽度在0.1mm 以上时,可用环氧树脂注浆修补。修补时先用凿只剔打出20 宽、30 深的V 型槽,用钢丝刷清除混凝土表面的灰尘、浮渣及散层,使裂缝处保持干净,然后把裂缝用环氧砂浆密封表面,做出一个密闭空腔,有控
制的留臵注浆口及排口,借助压缩空气把浆液压入缝隙,使之充满整个裂缝。压注浆液与混凝土有很佳的粘结作用,使修补处具有很好的强度和耐久性,对 0.05mm 以上的细微裂缝,可用甲凝修补。 四、 人工剔打及打磨 柱、墙、梁混凝土爆模超过8mm 且≤15mm,顶板水平度极差超过15mm 且≤20mm 时,直接采用手提角磨机磨平。当柱、墙、梁爆模>15mm 时,先对爆模部位采用人工进行剔打,剔打完成后的结构表面比设计尺寸约高5mm,然后用手提角磨机磨平。顶板极差>20mm≤40mm 时,首先根据1m 控制线检查 万科锦程四期砼一般性质量缺陷处理方案 第8 页,共8 页 顶板最低点是否满足楼层净高要求,如果满足要求采取将最低点用手提角磨机将板底砼磨掉10~20mm,最高点人工凿毛后用细石砼修补10~20mm,使顶板极差满足设计要求并用水泥腻子将顶板满刮一遍,使其达到感观要求。当顶板极差>40mm 且最低点又不能满足楼层净高最低要求时,楼层板必须返工重新浇筑。 五、表面坑洼不平修补 将坑周边凸出楼面表面的混凝土用人工剔除至楼面面层标高,低于楼面表面的坑首先用人工将坑底凿毛,并用水冲洗干净,刷1:0.4 素水泯浆一遍,然后用细石混凝土修补平整,表面进行拉毛,终凝后及时进行养护。 第五节、混凝土质量缺陷的处理管理 为确保砼出现质量缺陷时,能正确的采取各种和方法进行处理,特制定一下管理: 砼拆模必须经项目技术负责人同意,各栋号长下达拆模命令才可拆除,班组如有擅自拆除模板罚款500 元。 模板班组未经项目部质检员检查,擅自修补的罚款100 元/1 个点。 班组发现质量缺陷应向主管工长汇报,请示处理方案。工长认为为一般缺陷的可进行处理。 工长发现质量缺陷较大时,及时上报项目部,项目技术负责人组织监理、业主进行勘察,必要时请设计单位复核。如工长擅自处理罚款100 元。 每次浇筑完混凝土拆模必须向项目监理部(业主)报验。质量缺陷处理完成后应再次向项目监理部报验复查,合格才可进入下到工序。
混凝土坍落度及其经时损失控制
一、新拌混凝土和易性
1.1新拌混凝土和易性的概念
新拌混凝土的和易性,也称工作性,是指混凝土拌合物易于施工操作(拌合、运输、浇注、振捣)并获得质量均匀、成型密实的性能。混凝土拌合物的和易性是一项综合技术性质,它至少包括流动性、粘聚性和保水性三项独立的性能。流动性是指混凝土拌合物在自重或机械(振捣)力作用下能产生的流动并均匀密实地添满模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物各组成材料之间有一定的粘聚力,不致在施工过程中产生分层和离析的现象。保水性是指混凝土拌合物具有一定的保水能力,不致在施工过程中出现严重的泌水现象。可见,新拌混凝土的流动性、粘聚性和保水性有各自的内涵,因此,影响它们的因素也
不尽相同。
正是因为新拌混凝土的流动性、粘聚性和保水性有其各自独立的内涵,目前,尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。通常是测定混凝土拌合物的流动性,辅以其他方法或直接观察(结合经验)评定混凝土拌合物的粘聚性和保水性,然后综合评定混凝土拌合物的和易性。
测定流动性的方法目前有数十种,最常用的是坍落度试验方法。 将搅拌好的混凝土拌合物按一定方法装入圆台形筒内(坍落度筒,见图1),并按一定方式插捣,待装满刮平后,垂直平稳地向上提起坍落度筒,量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差(mm),即为该混凝土拌合物的坍落度值。作为流动性指标,坍落度越大表示流动性越好。
实际施工时,混凝土拌合物的坍落度要根据构件截面尺寸大小、钢筋疏密和捣实方法来确定。当构件截面尺筋较密,或采用人工捣实时,坍落度可选择大一些。反之,若构件截面尺寸较大,或钢筋较疏,或采用机械振捣,则坍落度可选择小一些。表1列出《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)关于选用坍落度的规定。 表1混凝土浇筑时坍落度选择范围 结构种类 坍落度/mm
基础或地面等的垫层、无配筋的大体积结构(挡土墙、基础等)或配筋稀疏的结构 10~30
板、梁和大型及中型截面的柱子等 30~50
配筋密列的结构(薄壁、斗仓、筒仓、细柱等) 50~70
配筋特密的结构 70~90注:a.本表是采用机械振捣混凝土时的坍落度,当采用人工捣实混凝土时坍落度可适当增大; b.当需要配置大坍落度混凝土时,应掺用外加剂;
c.曲面或斜面结构混凝土的坍落度应根据实际需要另行选定; d.泵送混凝土的坍落度宜为80~180mm。
根据浇筑时坍落度的不同要求,混凝土拌合物可分为四个等级,见表2。
表2混凝土浇筑时的坍落度 名称 级别 坍落度(mm) 低塑性混凝土 T1 10~40 塑性混凝土 T2 50~90 流动性混凝土 T3 100~150 大流动性混凝土 T4 ≥160 流态混凝土 T5 200~220
注:坍落度检测结果,在分级评定时,其表达取舍至邻近的10mm。 混凝土从拌合到浇注,需要有一段运输和停放时间,这种随时间增长,混凝土和易性变差的现象,被称为混凝土坍落度经时损失。混凝土都存在坍落度经时损失,只是有大有小,掺用外加剂尤其是传统的高效减水剂后,其坍落度经时损失要比不掺时的基准混凝土大,甚至只经过20~30min,坍落度即降低为初始值的1/2~1/3,这将直接影响外加剂的使用效果及混凝土的生产和施工。
1.2混凝土坍落度及其经时损失试验方法 1.2.1主要仪器设备
1)坍落度筒——坍落度筒是由薄钢板或其他金属制成的圆台形筒(见图1)。底面和顶面应互相平行并与锥体的轴线垂直。在筒外2/3高度处安两个把手,下端应焊脚踏板。筒的内部尺寸为: 图1坍落度筒及捣棒 底部直径(200±2)mm 顶部直径(100±2)mm 高度(300±2)mm
2)捣棒(直径16mm,长600mm的钢棒,端部应磨圆)、小铲、尺、拌板、镘刀等。1.2.2试验步骤
1)润湿坍落度筒及其他用具,并把筒放在不吸水的刚性水平底板上,然后用脚踩住两边的脚踏板,使坍落度筒在装料时保持位置固定。 2)把按要求拌好的混凝土拌合物用小铲分三层均匀地装入筒内,使捣实后每层高度为筒高的1/3左右。每层用捣棒插捣25次。插捣应沿螺旋方向由外向中心进行,各次插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时,捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时,捣棒应贯穿整个深度,插捣第二层和顶层时,捣棒应插透本层至下一层的表面。浇灌顶层时,混凝土应灌到高出筒口。在插捣过程中,如混凝土沉落到低于筒口,则应随时添加。顶层插捣完后,刮去多余混凝土并用抹刀抹平。 3)清除筒边底板上的混凝土后,垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在5~10s内完成。
从开始装料到提起坍落度筒的整个进程应不间断地进行,并应在150s内完成。
4)提起坍落度筒后,量测筒高与坍落后的混凝土试体最高点之间的高度差,即为该混凝土拌合物的坍落度值(以mm为单位,结果表达精确至5mm)。
5)坍落度筒提离后,如试件发生崩坍或一边剪坏现象,则应重新取样进行测定。二次仍出现这种现象,则表示该拌合物的和易性不好,应予记录备查。
6)测定坍落度后,观察拌合物的下述性质,并记入记录:(1)粘聚性:用捣棒在已坍落的拌合物锥体侧面轻轻击打,如果锥体逐渐下沉,表示粘聚性良好,如果锥体倒坍、部分崩裂或出现离析,即为粘聚性不好。
(2)保水性:提起坍落度筒后如有较多的稀浆从底部析出,锥体部分的拌合物也因失浆而骨料外露,则表明保水性不好。如无这种现象,则表明保水性良好。
7)出盘的混凝土拌合物按以上进行坍落度试验后得坍落度值H0;立即将全部物料装入铁桶或塑料桶内,用盖子或塑料布密封。存放30min后将桶内物料倒在拌料板上,用铁锹翻拌两次,进行坍落度试验得出30min坍落度值H30;再将全部物料装入铁桶或塑料桶内,用盖子或塑料布密封。存放60min后将桶内物料倒在拌料板上,用铁锹翻拌两次,进行坍落度试验得出30min坍落度值H60。
1.3混凝土坍落度经时损失的机理
掺有高效减水剂的混凝土坍落度损失可归纳为物理原因和化学原因两个方面。
1)物理原因:当高效减水剂掺入到水泥混凝土后,通过搅拌,水泥颗粒表面吸附高效减水剂分子,使得水泥粒子的Zeta电位提高。带电粒子之间存在静电斥力与范德华引力,阻止了水泥颗粒凝聚。水泥水化过程中,由于物理和化学分散作用,液相中的粒子增多,分散的粒子由于布郎运动、重力、机械搅拌等,使粒子表面吸附的高效减水剂随时间增加而减少,从而两水泥颗粒之间Zeta电位降低,相互间作用位能下降,产生凝聚,引起混凝土的坍落度经时损失。 2)化学原因:研究表明,水泥浆流动度的经时变化与液相中高效减水剂的浓度有关。由于水泥初期水化反
应,高效减水剂的消耗引起液相中高效减水剂浓度的降低,对水泥的分散作用减弱,造成混凝土坍落度的损失。另外,水泥水化产生CSH、Ca(OH)2等水化产物,会使新拌混凝土粘度增大,也是引起混凝土坍落度经时损失的原因之一。
二、影响混凝土坍落度及其损失的因素 2.1单位体积用水量
单位体积用水量是指在单位体积水泥混凝土中,所加入水的质量,它是影响水泥混凝土工作性的最主要的因素。新拌混凝土的流动性主要是依靠集料及水泥颗粒表面吸附一层水膜,从而使颗粒间比较润滑。而粘聚性也主要是依靠水的表面张力作用,如用水量过少,则水膜较
薄,润滑效果较差;而用水量过多,毛细孔被水分填满,表面张力的作用减小,混凝土的粘聚性变差,易泌水。因此用水量的多少直接影响着水泥混凝土的工作性,而且大量的试验表明,当粗集料和细集料的种类和比例确定后,在一定的水灰比范围内(W/C=0.4~0.8),水泥混凝土的坍落度主要取决于单位体积用水量,而受其他因素的影响较小,这一规律称为固定加水量定则,它为水泥混凝土的配合比设计提供了极大的方便。 2.2水泥特性
水泥的品种、细度、矿物组成以及混合材料的掺量等都会影响需水量。由于不同品种的水泥达到标准稠度的需水量不同,所以不同品种水泥配制成的混凝土拌合物具有不同的和易性。通常普通水泥的混凝土拌合物比矿渣水泥和火山灰水泥的工作性好。矿渣水泥拌合物的流动性虽大,但粘聚性差,易泌水离析。火山灰水泥流动性小,但粘聚性最好。此外,水泥细度对混凝土拌合物的工作性亦有影响,适当提高水泥的细度可改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性,减少泌水、离析现象。
水泥对混凝土坍落度经时损失的影响主要体现在水泥细度和化学参数两个方面。水泥的比表面积越小,颗粒形状越接近球形,混凝土的和易性将越好,坍落度经时损失也越小。影响混凝土坍落度损失的水泥化学参数中,C3A和C4AF的含量、C3A的形态、硫酸钙含量及形态、碱含量等是影响混凝土坍落度经时损失的主要因素。
水泥的矿物组成不同会影响减水剂的坍落度损失,因为水泥中不同的
矿物组成成分对减水剂的吸附能力有大有小。水泥中几种主要矿物对减水剂的吸附能力有大有小。水泥中几种主要矿物对减水剂(表面活性剂类外加剂)吸附能力顺序如下: C3A>C4AF>C3S>C2S
在水泥加水搅拌后,外加剂随之被吸附到水泥颗粒表面。按上述顺序减水剂很快被吸附到C3A及C4AF等表面,而水泥水化的顺序也是C3A>C4AF>C3S>C2S。C3A、C4AF水化很快,等到C3S、C4S开始水化时,液相中外加剂的浓度已变得很低。随着水化时间的延续,水泥颗粒表面的电动电位值减小,因而混凝土和易性变差,坍落度下降。水泥中的含碱量对减水剂的作用有很大的影响,因为水泥中的碱(Na2OK2O)会加速水泥的早期水化速率,有明显的促凝和早强作用,导致需水量增大。一般含碱量高的水泥使减水剂的流动性减小,且流动度的损失加快。在混凝土坍落度上表现为用高碱量水泥的混凝土坍落度损失大。
C3A、C4AF含量高和高碱量的水泥,一般对水泥相容性不好,坍落度损失大是外加剂与水泥适应性不好的最常见现象。
萘系减水剂在水泥颗粒上的吸附率和水泥水化速率受碱含量、细度、C3A、石膏等影响,它们控制混凝土流动性损失率。水泥中碱含量过低对混凝土坍落度损失也有影响,使用可溶碱含量低的水泥时,当减水剂惨量不足时会损失坍落度,且当剂量稍高于饱和点时,会出现严重的离析与泌水。生产实际中曾多次发现,一些低碱水泥使用硫酸钠含量在20%左右的低浓萘系减水剂,其坍落度损失比较小,这与一
般水泥掺萘系减水剂的规律完全相反。
水泥新标准实施后,水泥的生产与检验皆以水灰比为0.5为基准,但中高强度的混凝土低水灰比都比较小,一般都低于0.5,低水灰比时,混凝土所用水泥中硫酸钙溶解速度也是影响其流变行为的一个重要因素,因为溶解硫酸盐的水分很少,SO42-就少,使得有较多的C3A由于缺少硫酸根离子而与高效减水剂分子上的磺酸根基团键合,使液相中高效减水剂含量下降,加速坍落度损失。试验表明,含半水石膏、二水石膏的水泥比含硬石膏、氟石膏的水泥有较少的工作度损失,原因是前者释放硫酸根离子比后者快。 2.3集料特性
集料的特性包括集料的最大粒径、形状、表面纹理(卵石或碎石)、级配和吸水性等,这些特性将不同程度地影响新拌混凝土的和易性。其中最为明显的是,卵石拌制的混凝土拌合物的流动性较碎石的好。集料的最大粒径增大,可使集料的总表面积减小,拌合物的工作性也随之改善。此外,具有优良级配的混凝土拌合物具有较好的和易性。 2.4集浆比
集浆比就是单位混凝土拌合物中,集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比,有时也用其倒数,称为浆集比。水泥浆在混凝土拌合物中,除了填充集料间的空隙外,还包裹集料的表面,以减少集料颗粒间的摩阻力,使混凝土拌合物具有一定的流动性。在单位体积的混凝土拌合物中,如水灰比保持不变,则水泥浆的数量越多,拌合物的流动性愈大。但若水泥浆数量过多,则集料的含量相对减少,达一定限度时,就会
出现流浆现象,使混凝土拌合物的粘聚性和保水性变差;同时对混凝土的强度和耐久性也会产生一定的影响。此外水泥浆数量增加,就要增加水泥用量,提高了混凝土的单价。相反,若水泥浆数量过少,不足以填满集料的空隙和包裹集料表面,则混凝土拌合物粘聚性变差,甚至产生崩坍现象。因此,混凝土拌合物中水泥浆数量应根据具体情况决定,在满足工作性要求的前提下,同时要考虑强度和耐久性要求,尽量采用较大的集浆比。 2.5水灰比
水灰比是指水泥混凝土中水的用量与水泥用量之比。在单位混凝土拌合物中,集浆比确定后,即水泥浆的用量为一固定数值时,水灰比决定水泥浆的稠度。水灰比较小,则水泥浆较稠,混凝土拌合物的流动性亦较小,当水灰比小于某一极限值时,在一定施工方法下就不能保证密实成型;反之,水灰比较大,水泥浆较稀,混凝土拌合物的流动性虽然较大,但粘聚性和保水性却随之变差。当水灰比大于某一极限值时,将产生严重的离析、泌水现象。因此,为了使混凝土拌合物能够密实成型,所采用的水灰比值不能过小,为了保证混凝土拌合物具有良好的粘聚性和保水性,所采用的水灰比值又不能过大。由于水灰比的变化将直接影响到水泥混凝土的强度,因此在实际工程中,为增加拌合物的流动性而增加用水量时,必需保证水灰比不变,同时增加水泥用量,否则将显著降低混凝土的质量,决不能以单纯改变用水量的办法来调整混凝土拌合物的流动性。在通常使用范围内,当混凝土
中用水量一定时,水灰比在小的范围内变化,对混凝土拌合物的流动性影响不大。 2.6砂率
砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。砂率表征混凝土拌合物中砂与石相对用量比例。由于砂率变化,可导致集料的空隙率和总表面积的变化。从图1中可以出,当砂率过大时集料的空隙率和总表面积增大,在水泥浆用量一定的条件下,混凝土拌合物就显得干稠,流动性小;当砂率过小时,虽然集料的总表面积减小,但由于砂浆量不足,不能在粗集料的周围形成足够的砂浆层起润滑作用,因而使混凝土拌合物的流动性降低。更严重的是影响了混凝土拌合物的粘聚性与保水性,使拌合物显得粗涩、粗集料离析、水泥浆流失,甚至出现溃散等不良现象,如图2所示。因此,在不同的砂率中应有一个合理砂率值。混凝土拌合物的合理砂率是指在用水量和水泥用量一定的情况下,能使混凝土拌合物获得最大流动性,且能保持粘聚性。
2.7环境条件
引起混凝土拌合物工作性降低的环境因素,主要有时间、温度、湿度和风速。对于给定组成材料性质和配合比例的混凝土拌合物,其工作性的变化,主要受水泥的水化速率和水分的蒸发速率所支配。水泥的水化,一方面消耗了水分;另一方面,产生的水化产物起到了胶粘作用,进一步阻碍了颗粒间的滑动。而水分的挥发将直接减少了单位混
凝土中水的含量。因此,混凝土拌合物从搅拌到捣实的这段时间里,随着时间的增加,坍落度将逐渐减小,称为坍落度损失,如图3所示,图4是一个试验室的资料,表明温度对混凝土拌合物坍落度的影响。同样,风速和湿度因素会影响拌合物水分的蒸发速率,因而影响坍落度。在不同环境条件下,要保证拌合物具有一定的工作性,必须采取相应的改善工作性的措施。
在较短的时间内,搅拌得越完全越彻底,混凝土拌合物的和易性越好。具体地说,用强制式搅拌机比自落式搅拌机的拌和效果好;高频搅拌机比低频搅拌机拌和的效果好;适当延长搅拌时间,也可以获得较好的和易性,但搅拌时间过长,由于部分水泥水化将使流动性降低。 温度升高也会使混凝土坍落度损失加大,这是水化速度加快的结果。因此,夏天施工的混凝土特别需要控制坍落度的损失。
天气干燥,水分容易蒸发,也促使坍落度损失。搅拌过程中气泡的外溢也会引起坍落度损失。加入减水剂后,混凝土坍落度值对单位用水量的敏感性增强,加上大幅度减水使水灰比有较大的降低,同样蒸发量会使坍落度降低比基准混凝土大。 2.8外加剂
在拌制混凝土时,加入很少量的外加剂能使混凝土拌合物在不增加水泥浆用量的条件下,获得很好的和易性,增大流动性,改善粘聚性,降低泌水性。并且由于改变了混凝土结构,还能提高混凝土的耐久性。 不同的外加剂(主要是表面活性剂类的减水剂)品种,坍落度损失也
不同,其顺序如下:
传统高效减水剂>普通减水剂>引气减水剂>缓凝减水剂>新型高效减水剂
速凝减水剂>早强减水剂>缓凝减水剂
这主要是因为减水剂的作用机理不一样。高效减水剂减水率较高,又有早强作用,其作用机理除了分散吸附外,还有吸附双电层的电性斥力作用,它有较高的减水率,能在水化早期促进水化反应进行,而水化产物又很快沉积到水泥颗粒的表面,Zeta电位降低。而普通减水剂的坍落度经时损失就小于高效减水剂,缓凝减水剂由于减缓了水化初期的反应速度,因此坍落度经时损失更小一些。而新型高效减水剂(氨基磺酸盐,聚羧酸盐)在水泥中呈栉形的吸附形态,水泥粒子间高分子吸附层的作用力是立体静电斥力,具有更大的分散效果,并能保持其分散系统的稳定性,Zeta电位变化小,混凝土的坍落度损失比常用减水剂小。由于外加剂与水泥适合性是个复杂的问题,在某种水泥中坍落度经时损失小的减水剂,在另一种水泥中坍落度经时损失可能会大,至今还未有一种对任何水泥都有好的效果的高效减水剂。 对高效减水剂的掺加方法的研究表明,减水剂后掺法与同掺法相比,混凝土坍落度经时损失小。当使高效减水剂与水同时掺入水泥时,水泥中的CaSO4溶出以前,C3A及C4AF吸附高效减水剂量多,溶液中高效减水剂的含量减少较多,在高效减水剂掺量相同的条件下,采用后掺法,可让水泥颗粒表面先形成一层水膜,表面能下降,C3A、C4AF对减水剂的吸附能力必然大大下降,溶液中的高效减水剂较多,
因而可供C3S等塑化使用的高效减水剂便相对较多,混凝土坍落度经时损失便小。同一高效减水剂的粉剂减水率小于液体,但坍落度经时损失小于液体减水剂。 2.9生产施工方面 2.9.1混凝土原材料影响
沙河水洗砂由于存料时间和批次不同,含水量不稳定,且通过试验确定含水量时局限性较大,粗骨料一般情况含水量比较稳定,但有时也会变化,原因是骨料厂多为开敞式存放,在雨后骨料含水量发生变化,拌制混凝土时骨料吸水率不同会造成混凝土坍落度不同程度的偏差。 2.9.2机械和搅拌时间影响
混凝土搅拌时间长会造成骨料吸水量加大,使混凝土熟料中的自由水份减少,造成混凝土坍落度的损失。
混凝土搅拌机械计量系统误差也会造成混凝土坍落度损失,混凝土配和比是通过精确计算并经过多次试配调整得出来的,任何一种材料由于计量不准确,都会使单位内材料比表面积发生变化,材料比表面积变化越大,坍落度经时损失也越大。 2.9.3混凝土运输机械的影响
混凝土搅拌运输车运输距离和时间越长,混凝土熟料由于发生化学反应、水份蒸发、骨料吸水等多方面原因,自由水份减少,造成混凝土坍落度经时损失,混凝土皮带运输机、串筒还会造成砂浆损失,这也是造成混凝土坍落度损失的重要原因。 2.9.4混凝土浇筑速度的影响
混凝土浇筑过程中,混凝土熟料到达仓面内的时间越长,会因为发生化学反应、水份蒸发、骨料吸水等多方面原因使混凝土熟料中的自由水份迅速减少造成坍落度损失,特别是混凝土暴露在皮带运输机上时,表面与外界环境接触面积较大,水份蒸发迅速,对混凝土坍落度损失的影响最大。根据实际测定当气温在25℃左右时混凝土熟料现场坍落度在半小时内损失可达4cm。2.9.5混凝土浇筑时间的影响 混凝土浇筑时间不同,也是造成混凝土坍落度损失的一个重要原因。早上和晚上影响较小,中午和下午影响较大,早上和晚上气温低,水份蒸发慢,中午和下午气温高水份蒸发快,水份损失越快混凝土坍落度损失越大,混凝土的流动性、粘聚性等越差,质量越难保证。
三、控制混凝土坍落度及其损失的方法 3.1混凝土材料方面
在保证混凝土强度、耐久性和经济性的前提下,适当调整混凝土的组成配合比例以提高和易性。
1)应尽量避免选用C3A及C4AF含量高和细度大的水泥。试验表明,C3A含量在5%~6%,C3S含量在50%~60%,水泥细度在280~300m2/kg时混凝土坍落度损失较小。但随着水泥新标准的全面实施,如今的水泥多数是高C3S和C3A含量,比表面积达350m2/kg以上,比以往普遍提高,水泥与外加剂的相容性更加突出。 尽可能降低砂率,采用合理砂率,有利于提高混凝土的质量和节约水泥。
2)改善砂、石(特别是石子)的级配,好处同上,但要增加备料的
工作量。
3)尽量采用较粗的集料,以减小需水量。
4)当混凝土拌合物坍落度太小时,维持水灰比不变,适当增加水泥和水的用量,或者加入外加剂等;当拌合物坍落度太大,但粘聚性良好时,可保持砂率不变,适当增加砂和石子。
5)使用外加剂也是调整混凝土性能的重要手段,常用的有减水剂、高效减水剂、流化剂、泵送剂等,外加剂在改善新拌混凝土和易性的同时,还具有提高混凝土强度,改善混凝土耐久性,降低水泥用量等作用。
6)将高效减水剂两次添加,是一种有效地控制混凝土坍落度损失的方法。第二次加入减水剂,可以弥补和恢复液相中被消耗掉的高效减水剂,从而使混凝土坍落度得到一定的恢复。在我国几乎没有采用,主要是人员专业素质低、怕麻烦和配套装置跟不上,如总掺量过高,经济上也受影响。
7)在高效减水剂中复合一些其他外加剂是目前国内外控制掺有高效减水剂混凝土坍落度损失的一种最简便、最常用且效果显著的措施之一。一般地,有高效减水剂与高效减水剂的复合;也有高效减水剂与缓凝剂的复合,可使混凝土的施工浇筑前不因水化而明显降低流动性,有助于解决坍落度的损失问题,但会增加泌水,掺量多时尤甚,也易造成凝结时间过长。产生混凝土长时间不凝结的问题。 8)使用新型高效减水剂,比如氨基磺酸盐、聚羧酸盐减水剂和改性木质素磺酸盐减水剂,其自身具有一定的抑制坍落度损失的性能。
3.2混凝土生产施工方面
混凝土原材料进场时,由质量控制人员进行控制,同时试验人员对骨料模数和级配进行试验,对超径、逊径、级配不良的粗骨料严禁进场,保证混凝土原材料合格;对进场细骨料按批次分类存放,放置一定时间后由试验人员进行含水量试验,稳定后投入使用;粗骨料在使用前采用喷淋洒水,保证在使用时达到饱合面十状态,严禁表面有明水,这样可有效解决由于骨料比表面积及含水量变化、骨料吸水率高造成的混凝土坍落度损失。
采用高效率的强制式搅拌机,可以提高水的润滑效率,采用高效振捣设备,也可以在较小的坍落度情况下,获得较高的密实度。现代商品混凝土,在远距离运输时,为了减小坍落度损失,还经常采用二次加水法,即在拌和站拌和时只加入大部分的水,剩下少部分会在快到施工现场时再加入,然后迅速搅拌以获得较好的坍落度。
减少输送距离,加快施工速度,使用坍落度经时损失小的外加剂,都可以使新拌混凝土在施工时保持较好的和易性。
商品混凝土运到工地后,90min内要求用完,时间越长,坍落度损失越大,将影响混凝土质量。因此施工单位在使用前必须做好施工准备工作。商品混凝土搅拌车到达工地后,严禁往罐车内加水。若到达后时间不长,混凝土坍落度小不符合交货验收要求,可由搅拌站试验室人员添加适量减水剂进行调整,搅拌均匀后可以继续使用。若到达工地后混凝土坍落度过大超出交货验收的坍落度要求,施工单位有权进行退货,双方对坍落度有争议时以现场实测的坍落度值为准。商品混
凝土胶凝材料多、砂率较高、坍落度较大,特别是泵送混凝土坍落度均在14~18cm以上,混凝土流动性好容易密实,所以在浇捣时不须强力振捣,振捣时间宜在10~20s,否则混凝土表面浮浆较多容易产生收缩裂缝。若振捣后浮浆层厚,可于混凝土初凝前在表面撒一层干净的碎石,然后压实抹平。
四、混凝土坍落度及其损失控制实例
4.1掺萘系高效减水剂混凝土坍落度损失控制 4.1.1概述
萘系高效减水剂是在我国使用最广泛的高效减水剂,它具有减水率高、价格相对较低的优点,但掺萘系高效减水剂混凝土坍落度损失较大,一般1h可损失大半,气温较高时损失更为显著。同时,水泥与萘系高效减水剂适应性也影响混凝土的坍落度损失。1999年开始执行的水泥标准与旧标准相比提高了水泥细度及早期强度要求,迫使水泥厂家采用提高水泥比表面积、增加C3S、C3A含量等方法来提高早期强度,水泥细度的增加及成份的变化增加了水泥与萘系高效减水剂的不适应性,导致预拌混凝土在运输过程中坍落度损失过快,而施工现场又采取直接加水的不当方式来增加混凝土坍落度,从而造成混凝土质量事故。选择细度成份适宜的水泥、作好外加剂对比试验、选择与水泥适应性较好的外加剂及加强施工工艺控制是保证混凝土质量的前提条件。
4.1.2影响坍落度损失常见因素 1)水泥中影响坍落度损失的因素
(1)水泥细度
研究表明,随水泥比表面积的增加,水泥与相同高效减水剂的相容性变差,饱和点提高,为减小流动度损失需要掺加更多的高效减水剂[1]。同时也有研究表明,在细度相同的情况下,在一般粉磨工艺下加工的高C3S含量水泥(普通硅酸盐水泥熟料中含量通常为50%~60%,当超过60%时就认为是高C3S水泥)将会产生粉磨现象,使水泥中细颗粒比例提高[2]。水泥细颗粒较多会引起水化速度加快,使早期消耗的水量增加,增加水泥的流动性经时损失,最终产生与减水剂的适应性问题。 (2)C3A含量
在水中,C3S颗粒Zeta电位为负值,C3A颗粒Zeta电位为正值,中和C3A颗粒表面正电荷需要较大数量的高效减水剂,故高效减水剂对C3A含量少、C3S含量相对较高的水泥有较好的分散塑化效果。水泥四大成份水化速度由大到小排列为C3A>C4AF>C3S>C2S,C3A含量高的水泥在初期水化产物量较多,随着水化反应进行,混凝土中高效减水剂一部分与水化产物结合,失去分散能力,因而C3A含量高的水泥消耗掉的外加剂也较多,当溶液中外加剂数量不足以补充反应消耗掉的外加剂数量,就会产生较大的坍落度损失。一般认为,C3A含量大于8%,将给水泥与外加剂适应性带来不利影响。(3)碱含量
碱含量(碱性硫酸盐)也影响水泥与萘系高效减水剂适应性,碱性硫酸盐少的水泥由于对磺酸基的高效减水剂有强烈的吸附作用,当调整
高效减水剂掺量时,有可能得到很大的初始坍落度,但有时坍落度损失很快,而且当稍微超过剂量时,还会出现严重的离析和泌水。延迟或二次添加(开始搅拌加入1/2,另一半在5min之后加入)高效减水剂也不能调整这方面的缺点。可溶性碱最佳含量为0.4%~0.6%[3]。 2)外加剂因素
当前,各个厂家生产的萘系高效减水剂其配方多样,质量参差不齐,对同一种水泥适应性也不尽相同,高效减水剂与水泥不相适应,常会使混凝土拌和物泌水、离析,加速坍落度损失。 3)施工环境影响
通常,施工过程气温越高,水泥水化速度越快,混凝土坍落度损失也就越大。在较高的气温下施工,宜采用降温措施或采用缓凝性高效减水剂降低水化速度以减少坍落度损失。 4.1.3坍落度损失控制方法
1)水泥选择:选择细度及成份适宜的水泥,是水泥与外加剂相适应的基础。可在水泥招标文件中对影响水泥与萘系高效减水剂适应性的关键因素作出规定,应避免走进只注重强度与价格的误区。水泥选择不当常导致水泥与外加剂适应性差,从而使混凝土内部与外观质量出现问题。
2)外加剂选择:通过对不同厂家生产的产品对比,选择与水泥适应性良好的产品。主要对比项目为最佳掺量、混凝土和易性、坍落度损失及混凝土强度等。在外加剂对比试验中,水泥净浆性能可反映混凝
土的部分性能,如最佳掺量,坍落度损失速度等,净浆对比试验可有效地减少混凝土对比试验的工作量。
高效减水剂掺量增加时,水泥净浆流动性也相应增加,掺量与流动度关系见图1,当高效减水剂掺量较小时水泥净浆流动度增加较明显,在掺量较大时变化比较小,曲线变得比较平缓。在二者接合处高效减水剂掺量为“最佳掺量”。在相近的减水效果下,不宜选用掺量较大的产品,较大的掺量引入的有害物质(如碱含量)的可能性也将增大,在确定最佳掺量的过程中净浆的保水性也可反应出混凝土的保水性,净浆泌水(外加剂与水泥不相适应),相应掺量的混凝土会有较严重的泌水离析现象。根据经验,在净浆不泌水的情况下,相同掺量混凝土也可能出现离析泌水现象,这可能跟集料的级配有一定关系。水泥净浆流动度损失与混凝土坍落度损失有较好的拟合性[3],见图2,通过水泥净浆流动度损失,可初步判定混凝土坍落度损失速度。3)外加剂掺入方式:外加剂采用后掺法加入,能增加水泥颗粒表面Zeta电位差,增强分散作用并能减少C3A对高效减水剂的吸附,因而能减少混凝土坍落度损失。 4.1.4工程实例
武汉至孝感高速公路第四合同段界河大桥梁为预制T梁,设计强度C50。混凝土由搅拌站集中搅拌,用混凝土搅拌车运至制梁场,再转移到料斗内由龙门吊运至浇筑地点,每车混凝土从搅拌站运至制梁场到混凝土全部入模约需1h,考虑其它影响因素,要求混凝土1.5h后坍落度不得小于9cm(过小不便于振捣,混凝土也不容易从搅拌车
内倒出)。从节约成本考虑,初始坍落度不宜过大,考虑16~18cm。所用材料与对比试验情况如下:
水泥:采用公开招投标方式采购,招标书中明确规定C3A含量不大于8%,碱含量0.4%~0.6%。通过对比,武汉亚东水泥有限公司生产的PO42.5水泥中标,水泥部分性能见表1。细集料:采用孝感地区杨河河砂(中砂),含泥量小于3%。
粗集料:孝感地区周巷产5~25mm连续级配碎石(石灰岩),含泥量小于1%,压碎值小于12%,针片状颗粒含量小于5%。 外掺料:由于搅拌站无该材料自动计量装置,为减少影响混凝土质量因素,未采用。
外加剂:对比山西、北京、湖北共5家外加剂厂生产的UNF-2A、UNF-1、JG-2、ADD-NS、FDN-1等5种萘系高效减水剂,最后根据性价比原则选定北京某外加剂厂生产JG-2型外加剂,对比试验情况如下:
1)净浆试验:根据不同掺量下净浆流动度确定最佳掺量,然后测最佳掺量下净浆流动度经时损失。水泥净浆试验水灰比为0.29,试验结果见表2、表3。
2)混凝土对比试验:外加剂按最佳掺量加入,所用配合比为水泥∶砂∶碎石∶水∶外加剂=459∶681∶1160∶170。混凝土各项性能见表4。
因掺UNF-1、ADD-NS高效减水剂混凝土出现了较严重的泌水、离析现象(水泥与外加剂不相适应),故未作坍落度经时损失试验,
也不作为外加剂选择对象。其中JG-2型高效减水剂坍落度损失与其它外加剂相对较小,早期及28d强度较高,考虑其掺量及价格较为经济,故选定JG-2型高效减水剂作为施工用减水剂。
JG-2高效减水剂也具有奈系高效减水剂坍落度损失大的特点,为减小坍落度损失,对外加剂采用后掺法作了对比试验,试验结果见表5。 由表5可知,后掺法改善了混凝土坍落度损失,满足了施工要求,但经过较长时间后,混凝土坍落度损失仍较大,因而无法满足超长时间保持坍落度的要求。当施工要求长时间保持坍落度,应选用氨基磺酸系、聚羧酸等新型高效减水剂。 4.1.5结束语
合理选择水泥,并在选定水泥基础上作好萘系高效减水剂对比试验,选定与水泥适应良好的高效减水剂,并在施工中采用后掺法,能有效地降低混凝土坍落度损失。4.2混凝土坍落度施工控制技术 混凝土施工中,混凝土坍落度是混凝土拌合物工作性的一个重要指标。保持和减小混凝土坍落度损失是所搅拌混凝土的质量的重要保证。控制混凝土坍落度主要有几种方法:①利用分散和保持分散机理,加入高效减水剂及复合高效减水剂;②限制温度以及各种材料成分;③混凝土运输中,加入载体流化剂;④合理掌握时间;⑤控制水泥的水化作用等等。本文结合工程实践,对混凝土施工中搅拌用水的计量、控制,骨料含水率的测定及配合比的修订,搅拌过程中混凝土坍落度值的监控三个方面进行论述,为类似工程借鉴。 4.2.1水的计量控制
水泥混凝土拌合站所拌出的混凝土坍落度值不稳定,水的计量不准是重要原因。提高水的计量精度,可很好地控制混凝土的坍落度。下面分别介绍定重量法、定容积法和定时法三种方法来解决水的汁量问题。 1)定重量法
定重量法是直接计量水的重量。其原理:在搅拌机的上部安装一只水箱,水箱通过称重传感器悬挂在固定支架上,通过与传感器相连的显示器。可以渎出水箱中水的重量,在水箱的上水管、放水管分别装有由电磁阀控制的上水阀和放水阀(常闭阀)。上水阀的控制开关与水泵的开关并联在一起,上水时,上水阀打开,放水阀关闭。通过显示器观察上水的重量,当上水重量接近设计值时.停止上水:放水时,放水阀打开。
用这种方法控制水的计量,优点是操作方便,计量准确,与自动控制系统相连可实现自动操作,计量误差<±1;缺点是结构复杂、造价高,适用于对混凝土质量要求较高的大型砼拌合站。 2)定容积法
定容积法是通过控制水的容积来实现水的计量。其原理:用钢板焊成一截面积相同的水箱容器,水箱内装有微型接近开关及排、供水电磁阀;当系统发出供水信号时,排水电磁阀工作,开始排水,当水位降到下限位处,微型接近开关工作,关闭排水电磁阀,停止排水;延迟一段时间后,供水电磁阀工作,开始供水。这种供水方法优点是结构简单、造价较低,缺点是计量精度不高;适用于对混凝土质量要求不
高的拌合站。 3)定时法
在小型水泥混凝土拌合站,水的计量一般采用定时法。由于上水水泵采用离心泵,水泵的吸程较高(一般为4m左右),不仅在搅拌机工作之前要引水,而且在搅拌过程中,如果回水截止阀关闭不严或水泵进水管漏水,将导致上水重量不足。为解决这一问题,可使用潜水泵上水,选用精度较高的时问继电器计时,这种方法适用于对混凝土质量要求不高的拌合站。
4.2.2骨料含水率的测定及配合比的修订
砂、石中所含的水分,不仅会增加混凝土中水的重量,改变水灰比,同时减少了骨料的重量,踺混凝土的配合比发生变化。在施工中,砂、石含水率增加或减少一个百分点。都会增加或减少很大重量的水,因此,砂、石含水率的测定准确与否,将直接影响到混凝土的质量。在常规操作中,事先测定出砂、石的含水率(特别是砂的含水率),然后对理沦配合比进行修汀,得出实际配合比,这样可以部分地解决这一问题,但不能完全解决。由于砂、石的含水率随砂的粒度、堆放的深度、气候的不同等因素有很大的波动,导致事先测定的含水率与实际的含水率相差较大,因此,按事先测定的砂、石含水率所得出的配合比很难保证混凝土的工作性。此时就应当在配料过程中,对每罐料的砂、石的含水率进行检测,即要进行连续测定,以确保每罐混凝土实际配合比准确。目前,砂、石的含水率的连续测定常见的方法有电阻式、中子式及微波测湿式等三种,其中微波自动显示测湿系统是
20世纪90年代高科技技术,具有测定时间短、测定精度高等优点,既可显示物料的瞬时湿度,也可同时显示流动物料在一段时间内的平均湿度百分比。将砂、石含水率测湿系统与微机控制程序接通,对观察到的砂、石含水率进行混凝土配合比的调整,通常采用加砂、减水的方法,以使每罐混凝土达到最佳水灰比,拌出合格的混凝土来。这种技术在大型水泥混凝土拌合站已采用,但在中、小型混凝土拌合站中应用不多。为控制好中、小型水泥混凝土拌合站所搅拌混凝上的坍落度,对于有自动控制系统的,可安装砂石含水率检测仪,并将测定仪与微机控制程序接通,自动完成对检测的砂、石含水率进行配合比的调整;对没有自动控制系统的,只安装砂石含水率检测仪,在搅拌混凝土的过程中,观察砂石含水率,人工进行配合比的校正。 4.2.3水泥混凝土坍落度的控制在水泥混凝土搅拌质量的控制中,水泥混凝土的坍落度一般采用做坍落度实验的方法测定,这种方法既费时,又费力。针对卧轴强制式搅拌机,我们研制出一种坍落度显示仪,可以在水泥混凝土的拌合过程中,直观地显示出其坍落度值,以便采取相应的措施,控制好水泥混凝土的质量。
水泥混凝土的坍落度值与搅拌机搅拌混凝土时所消耗的功率存在一定的联系,对于某一配合比的混凝土,相同的投料量,混凝上的坍落度值越小,混凝土越干稠,其和易性越差,对搅拌机搅拌的阻力越大,搅拌机消耗的功率越大;相反,混凝土的坍落度值越大,混凝土的和易性越好,对搅拌机搅拌的阻力越小,搅拌机消耗的功率越小。搅拌机所消耗的功率P—uI,电压一般是恒定的.可看作是常数,功率随
电流的变化而变化,且与电流成正比。通过以上的分析可知,水泥混凝土的坍落度值T与搅拌机搅拌混凝土时的电流I成反比关系。 下面以一台意大利”SIMEM3.0”水泥混凝土搅拌机搅拌的路面摊铺用C50混凝土为例进行试验,这种型号的搅拌机为双卧轴强制式,每斗容量为3m。(实方),搅拌机采用2台55kW电动机驱动,我们在一只电动机上接了一只电流表。试验时,在搅拌机中加入计量值的骨料,通过改变用水量,以达到改变混凝土坍落度的目的,分别测定几组混凝土坍落度值T及与之对应的搅拌机电流I,两者对应关系如图1所示。通过电流与坍落度关系曲线可以看出,某种型号的卧轴强制式水泥混凝土搅拌机,对于某配合比的混凝土,不同的主机电流对应不同的混凝土坍落度值,它们之间存在着对应关系。因此渎取主机电流值,便知道了水泥混凝土的坍落度值。把坍落度与电流对应值输入到微型计算机中,并把主机的电流信号输入到微型计算机中进行处理,在微型汁算机中便可以直接显示混凝上的坍落度值,电流表、微型计算机便组成了坍落度显示仪。
在混凝土的搅拌过程中,在测得了所搅拌混凝土的坍落度值之后,坍落度值不符合要求的混凝土便可采取相应的措施进行处理,对坍落度值偏小的,可适当补充水分;而对坍落度值偏大的,可按配合比的要求适当补充一些水泥及骨料,以保证拌出合格的混凝土来。 通过坍落度显示仪,还可以检查在混凝土中添加的减水剂的减水情况,如果减水剂的减水效果不明显,那么坍落度显示仪显示的坍落度值便比设计值偏小。
这种方法适用于卧轴强制式水泥混凝土搅拌机,对不同型号的搅拌机,或对同一型号的搅拌机不同的配合比,其电流与坍落度对应关系各不相同,要分别测定、标定。
通过对水的计量、控制系统的改进,对砂石含水率的测定及配合比的修正之后,如果混凝土的坍落度值还是不稳定,就应从水泥的质量及其计量是否准确;混凝土外加剂的质量及其计量是否准确几个方面检查分析原因。
4.2.4结束语
上述方法在实际工程施工中有效地解决了以往水泥混凝土坍落度难控制的难题,避免了拌合过程不合格混凝土的出现,所搅拌的混凝土质地均匀,坍落度稳定。
大体积混凝土温度监测
1.大积混凝土的概念
按照“普通混凝土配合比设计规程”对大体积混凝土的定义,指混凝土结构物中,实体最小尺寸大于或等于1m的混凝土。在工业与民用建筑结构中,经常遇到大体积混凝土。如高层
建筑的结构转换层,混凝土基础和大型设备基础等等。
2.温度应力裂缝产生的机理
大体积混凝土的特点是结构体量大,相对散热面积小,在浇注混凝土前几天,水化热积聚在结构内部,导致温度急剧升高,造成混凝土内部与表面产生较大的温度差异,内部高、外部相对较低。加上材料的热胀冷缩效应,容易使混凝土结构产生温
度应力,混凝土表面由表及里地相对受拉,内部相对受压,当拉应力超过了混凝土的抗拉强度时,就会产生宏观裂缝,这就是温差裂缝,或温度裂缝。
温差应力的产生是与混凝土内外温度差密切相关的,因此在大体积混凝土施工时,要实时监测温度差异,以提示施工现场采取降低温差的措施,保证不产生导致裂缝的温差。混凝土结构的升温和随之而来的降温过程中,由于下述原因会产生裂缝 (1) 内外温差:混凝土内部热量积聚不易散发,外部则散热较快,无论在升温或降温过程中,混凝土表面的温度总低于内部温度。即使在混凝土硬化后期,水化热散尽,结构温度已接近周围气温,这是若受到寒潮侵袭,气温骤降,结构表面急冷,仍会产生内外温差。这种温差造成内部和外部热胀冷缩的程度不同,就在混凝土表面产生拉应力。当温差大到一定程度,表面的拉应力超过当时的混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。
(2) 收缩作用:大体积混凝土浇注初期,混凝土处于升温阶段及塑性状态,弹性模量很小变形变化所引起的应力很小,故温度应力一般可忽略不计。但过了数日混凝土硬化(多余水分蒸发时引起的体积收缩)以后发生的收缩,将受到地基和结构边界条件的约束时才引起的拉应力,当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,就会在混凝土内部产生裂缝。值只有1~1.5×10,因而冷收缩常引起混凝土的开裂。
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3.大体积混凝土温度监测
3.1测温仪器
我所采用JDC-2型便携式建筑测温仪,其主机分别与测温探头或测温线连接构成测温系统,可根据现场需要的测温点数量灵活配置。测温探头可直接测量混凝土拌和物温度及环境温度,测温线预埋在混凝土内部,适宜测量混凝土内部温度。JDC-2型测温仪的测温范围:-30℃~130℃,测温误差:≤0.5℃(与测温探头配合);≤1.0℃(与测温线配合)。 表面裂缝与内部裂缝叠加起来,就可能贯穿结构的整个截面,造成严重危害。所以在施工及养护阶段应严格控制温升,对于强度要求较高的混凝土,水泥用量相对较多,水化热大,温升速率也较大,一般可达35℃左右,加上初始温度可使混凝土内部最高温度达到70~80℃,一般混凝土的热膨胀系数为10×10-6/℃,当温度下降20~25℃时造成的冷收缩量为2~2.5×10-4,而混凝
土的极限拉伸3.2测区布置及测温方法
大体积混凝土浇注块体温度监测点布置,以真实地反映出混凝土块体里外温差、降温速度及环境温度为原则,一般可按下列方式布置:
1) 温度监测点的布置范围以所选混凝土的浇注块体平面图对称轴的半条轴线为测温区(对长方体可取较短的对称轴线),在测温区内温度测点呈平面布置;
2) 在测温区内,温度监测的位置与数量可根据混凝土浇注块体内温度场的分布情况及温控的要求确定;
3) 保温养护效果及环境温度监测点数量应根据具体需要确定;
4) 混凝土浇注块体的外表温度,应以混凝土外表以内50~200mm处的温度为准;
5) 混凝土浇注块体底表面的温度,应以混凝土浇注块体底表面以上50~200mm处的温度为准。
在浇注混凝土之前,每一测温点分上、中、下分三处埋设测温线(测温线由插头、导线和温度传感器组成)分别测各部位的温度,其中上、下部传感器距混凝土表面50~200mm。测温线的埋设方法见下图: 3.3.1观测时期与观测频率 大体积混凝土的养护特别重要,达到保温降低温差和保湿的目的。保温是为了减少混凝土水化热的散失,减小混凝土的温度梯度,防止产生表面裂缝,并充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性,使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土抗拉强度,防止混凝土产生贯穿裂缝。保湿的作用是使尚在强度发展阶段的混凝土,不因表面脱水而产生干缩裂缝,并使水泥的水化顺利进行,提高混凝土的极限拉伸强度。也有预埋水管,从一端灌入冷水,排除混凝土内部的热量,降低温度差。
温度监测是在混凝土成型后即混凝土养护期间监测混凝土内外温度变化情况,以确保混凝土养护期保温、保湿的目的实现,控制混凝土的内外温度差在25℃范围内,以保证混凝土不出现裂缝,尤其是不出现贯穿性的裂缝,保证混凝土的质量。
测温工作在混凝土成型后即开始,约连续观测5~7天,即混凝土温度变化处于平稳阶段时结束。观测频率以能反映出并控制混凝土的温度变化,即混凝土降温速度,混凝土内外温差为原则,一般情况是每昼夜不少于两次。这里以重庆市建委统一制定的“大体积混凝土施工温度测量记录(电测)”表格“渝建设 43”中所规定的观测频率为基础,0~4天内每两小时观测一次,4~7天内每4小时观测一次。5.总结 由以上的实例分析看出,在施工过程中加强温度控制是非常必要的,为有效的控制内外温差及温度应力,应注意以下几个方面: a、尽可能选用中低强度的混凝土,利用60天强度R60,避免用高强混凝土,使用发热量低的水泥;在原材料方面,严格控制骨料的级配,含泥量,使用掺和料,采用缓凝剂,降低水灰比及水泥用量。
b、 凝土浇注之后,做好混凝土的保温保湿,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减低温度应力,夏季应注意避免曝晒,注意保湿,冬季应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度发生。
c、 延长养护时间,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。
浅谈基础大体积混凝土设计与施工中应注意的问题
摘 要: 介绍了大体积混凝土设计和施工中一系列温控技术措施,其目的是防止混凝土出现 有害的温度裂缝,为以后的大体积混凝土施工提供了有价值的技术保障。
关键词:大体积混凝土;温度控制;裂缝;防止お
我国工业建筑和民用的高层及超高层建筑发展十分迅速,在工业与民用建筑中超长超厚 大体积混凝土日趋扩大和复杂,基础大体积混凝土几千立方米以上者屡见不鲜,有的基础混 凝土体积达万立方米以上。而传统上一般的施工方法如采用设置伸缩缝或后浇带,水平分层 或垂直分块或跳仓浇筑,都存在一些不足之处,增加了施工难度,延长了施工周期。更主要 的是影响了结构的整体性、抗震性和抗渗性。
1 大体积混凝土结构的裂缝
大体积混凝土施工过程中,由于水泥的水化作用而产生放热,而大体积混凝土自身又有一定 的保温能力,因此其内部温升幅度较外部温升幅度要大得多,当混凝土升温峰值过后的降温 过程中,内部的降温速度又比外部慢的多,因此在混凝土硬化凝结过程中,混凝土各部分的 热胀冷缩(既温度变形)和由于相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生应力是相当复 杂的,当温度应力超过混凝土的抗拉极限值时,混凝土就会出现裂缝,这种裂缝控制问题目 前仍是国际性的技术难题,目前在工程实践中仍缺乏成熟和实用的理论依
据,一些规范规程 尚不能完全解决现实当中设计和施工中提出的问题。
2 大体积混凝土结构的裂缝控制
建筑物在使用期间和施工过程中产生的裂缝往往由荷载作用下和变形这两种原因引起,因此 如何控制裂缝开展,需从以下几个方面采取措施。
2.1 防止大体积混凝土表面裂缝
由于大体积混凝土浇筑后,聚积在内部的水化热不易散发,使内部温度显著升高,而表层混 凝土散热很快,必然形成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,外部产生拉应力。如 果混凝土表面存在较大的温度梯度,就会引较大的表面拉应力,而此时混凝土的龄期很短, 抗拉强度很低,表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在表面产生表面裂缝。该 裂缝多发生在混凝土浇筑后的温升阶段。
为了避免大体积混凝土出现表面裂缝,在施工过程中采用以下措施:
2.1.1降低混凝土成型时的温度。降低混凝土成型时的温度,也就必须降低混凝土拌合物的温度以及混凝土拌合物出机温度和 混凝土拌合物运输及浇筑时的温度增量,最有效的办法就是降低石子和水的温
度。2.1.2采用低水化热的水泥及限制水泥用量。从理论和实践证明,混凝土内部最高温升的因素主要是每立方米混凝土中水泥用量及单位水 泥的水化热,因此在满足混凝土强度的前提下减少水泥用量及选用水化热低的水泥,可以采 取掺用减水剂及掺入粉煤灰和沸石粉等措施来减少水泥用量,选用水化热低的矿渣水泥。
2.1.3提高混凝土表面温度。对混凝土表面实施保温保湿措施,使其维持一定温度,是防止混凝土内部和表面产生过大温 差而引起表面裂缝的有效措施。例如:混凝土带模养护;在模板外面挂草帘;采用永久性砖 模;混凝土表面铺土铺砂或灌水养护,或铺盖黑色塑料薄膜加盖草带进行保温保湿养护。所 有这些措施目的就是减少内外温差。我国规范确定这个温差限值为25℃,当控制在这个范围 内时,混凝土就不会产生表面裂缝。 2.2 防止大体积混凝土收缩裂缝
温升影响产生的第二种裂缝就是收缩裂缝,这种裂缝发生在混凝土降温阶段。由于降温时, 混凝土逐渐散热而产生收缩,同时在混凝土硬化过程中混凝土内部拌合水的水化和蒸发及胶 质体的胶凝作用又使混凝土产生硬化收缩。由于受到基底或结构本身的约束,会产生很大的 收缩应力,该应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时就产生了收缩裂缝。这种收缩裂缝有时 会贯穿结构全断面,成为结构性裂缝,给建筑物带来严重的危害。
因此,为了防止大体积混凝土产生收缩裂缝,就要对温度应力和最大整浇长度进行计算,确 定是否需要设置施工缝或后浇带,另外在混凝土的配合比、混凝土的拌制与运输、浇筑与振 捣、新浇混凝土表面的处理与养护,大体积混凝土的基层处理以及后浇带的处理等方面采取 一系列措施。
3 大体积混凝土施工的裂缝控制技术措施
大体积混凝土除了必须满足强度、刚度、整体性和耐久性等要求外,还要控制温度变形裂缝 开展,因此从以下几个方面加以严格控制:
3.1 材料要求及配合比
3.1.1水泥:选用水化热低的水泥,如矿渣水泥。尽量减少水泥用量以降低水化热。充 分利用水泥的富余活性,征得设计单位的同意的情况下,混凝土采用60d的后期强度代替28 d设计强度。
3.1.2细骨料:选用细度模数大于2.5的中砂(天然砂)其质量符合现行标准《普通混凝土 用砂质量标准及检验方法》的规定,其含泥量小于2%。3.1.3粗骨料:选用5~40mm粒径的碎石,其含泥量小于1%,其质量符合现行标准《普通混 凝土所用碎石或卵石质量标准及检验方法》。
3.1.4添加剂:掺入高效缓凝减水剂,粉煤灰或沸石粉;其各种外加剂和掺入料的质量和 应用符合现行国家标准的有关规定。 3.2 大体积混凝土拌制和运输
大体积混凝土一般为数千立方米甚至达上万立方米,因此以严格控制混凝土的出机温度,其 最有效的办法就是降低石子和水的温度,如夏季施工时,可用冰水搅拌混凝土,在骨料堆 场设置凉棚,必要时向石子喷洒冷水降温。另外还要控制混凝土浇筑入模温度,输送或泵送 时采取降温措施,以防入模时温度过高。如尽量缩短混凝土从运输至浇筑成型完成的时间, 减少混凝土转运次数,在水平输送管道上加铺草袋喷水。3.3 混凝土的施工
混凝土浇筑时符合规定的坍落度,控制混凝土浇筑的厚度, 使其厚度不大于振捣棒作用部 分长度的1.25倍,按浇筑顺序以薄层连续浇筑进行,当必须间歇时,其间歇时间尽量缩短, 并在第一层混凝土初凝前,将第二层混凝土浇筑完毕,避免出现冷缝,同时尽可能采用振捣 工艺,提高混凝土的密实度和抗拉强度,在浇筑混凝土时做到合理分段分层进行,使混凝土 沿高度均匀上升,在混凝土表面进行拍打振实,以减少表面裂缝。
3.4 混凝土外蓄内降综合养护措施及测温措施
根据工程的平面形状尺寸、厚度等不同情况,合理经济的布设测温点。从平面上考虑中部区 和边角区;从厚度上考虑底面、中
心区和上表面,以全面反映混凝土各部位的温度,绘出测 温点布置图,测温的时间间隔在温升阶段间隔时间短些,降温阶段可以稍长一些,每次测温 后,应立即汇总整理混凝土内部温度场与温度数值,及时提供给施工指挥部门,以指导现场 施工。
由于大体积混凝土厚度较大,内部散热很困难,单纯的保温保湿养护措施,将使养护周期延 长,并有可能造成混凝土内部温升过高,超过混凝土内外温差限值要求而产生裂缝,也影响 整个施工进度,因此在混凝土内部埋设蛇形冷却水管或者直线形冷却水管,通循环冷却水, 以加快内部的散热速度,控制混凝土内外温差,以保证大体积混凝土内外温差控制在规范规 定的25℃以内,防止因温差产生的裂缝。
3.5 混凝土的养护措施
大体积混凝土的表面,可采用一层或二层塑料薄膜,两侧草帘覆盖,草帘之间迭缝,视 季节隔一定时间浇一次水;混凝土终凝后在上表面四周筑堤,灌水20~30cm深进行养护 ,养 护时间尽可能长一些,养护时间一般不得少于15d。模板的拆除,对于冬季条件下应在混凝 土表面冷却到5℃以下才能拆除;对于非冬季条件下,混凝土表面与外界的温差不大于15℃ 时才能拆除,拆除后立即回填土,同时预防寒潮、暴雨袭击而导致混凝土表面温度突然下降 引起表面裂缝。
4 结束语
大体积混凝土工程的施工,由于水泥水化热引起混凝土浇筑块体内部温度和温度应力剧烈变 化,导致混凝土发生裂缝,这种现象并不罕见,因此控制混凝土块体因水化热引起的温升, 混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度,防止混凝土产生有害的温度裂缝是施工技术的关键问题。在大体积混凝土的施工过程中,采取以防为主,成功的采取温控施工技术;从基础的设计、 混凝土材料的选择、配合比的设计、拌制运输、浇筑及混凝土的保温养护及施工过程中混凝 土浇筑块体内部的温度和温度应力的监测等各个环节都采用了一系列技术措施,取得了较好 的技术经济效益,为大体积混凝土施工积累了技术经验。
混凝土浇筑及泵送混凝土的质量控制措施 关键词:混凝土浇筑;泵送;裂缝;措施 1 混凝土浇筑
由于混凝土浇筑是建筑工程施工中的关键工序,原则上每个浇筑块要连续浇筑施工,梁板采用平层或斜层法浇筑,墙柱可用水平分层法浇筑。具体施工时,对大体积承台、梁体及较厚的地下室底板,宜用斜层法。为保证墙柱的垂直度,减少楼面模板因施工因素引起的侧移,各层的墙柱应单独先浇,且一次连续施工。
混凝土施工一般采用泵送或人工两种方式,目前常见的为泵送方式。
2 泵送混凝土
泵送混凝土,是利用混凝土泵的压力将混凝土拌合料通过管道输送到浇筑施工地点,同时一次性完成混凝土拌合料的水平运输和垂直运输,所以它具有输送能力大,效率高,能连续作业,节省人力,节约成本等优点,因而被广泛应用于建筑物的施工中。泵送混凝土既要求满足设计规定强度、搞渗等级、耐久性等,还必须具有良好的可泵性。即混凝土具有摩擦阻力小、不离析、不阻塞、粘聚性适当,且能顺利通过泵送管道的工作性能。在实际施工中往往会出现由于混凝土可泵性差而耽误工程进度甚至影响混凝土质量等问题。
在混凝土泵送过程中,堵管一般有比较明显征兆。从泵送油压看,如果每个泵送冲程的压力峰值随冲程的交替而迅速上升,并很快达到设定压力值,正常的泵送循环自动停止,主油路溢流阀发出溢流响声,这时可以基本断定发生了堵管故障。另外可观察输送管道状况,正常泵送时管道和泵机只产生轻微的后座震动,如果突然发生剧烈震动,尽管泵送操作仍在进行,但管口不见混凝土流出,也表明发生了堵管故障。处理堵管是一件十分麻烦的事,而且有可能因延误浇筑形成冷缝影响工程质量,因此,必须针对容易诱发堵管的原因,以预防为主,减少堵管发生。
(1)泵送混凝土的坍落度对混凝土的可泵性影响很大,如果坍落度过大,流动性好但易产生泌水和离析。坍落度过小,混凝土流动性受到影响,管阻增大,两者都会造成堵管。因此坍落度应根据泵送的高度和距离确定。www.lwabc.net对于大落差,垂直向下的混凝土泵送施工,坍落度宜控制在12~16cm为好,由于向下泵送混凝土过程中管内混凝土因自重而产生向下自流,粗骨料下落速度远大于砂浆的流散速度,而造成混凝土的分层离析,所以若坍落度选择过大,极易造成粗细骨料分离而发生堵管现象。
(2)泵送混凝土的水泥用量一般不得小于300kg/m,最大水灰比宜控制在0.4~0.6,混凝土的用水量应根据坍落度要求,参照砂石级配来确定。如果为满足坍落度要求而用水量过大,很容易在泵送混凝土过程中,产生泌水离析而堵管。此时应通过改善砂石级配,增加外加剂和掺和料,调整坍落度,以保证混凝土的可泵性。
(3)泵送混凝土要求粗骨料间的空隙要小,适当提高砂率,这样在泵送过程中才不易导致堵管。因此对粗骨料的料径、颗料级配和形状要求较为严格。破碎卵石优于碎石,要求碎石中什片状碎石含量不大于5%。粗骨料的级配直接影响空隙率和砂率,从而影响混凝土的可泵性,在一般混凝土施工中常用20~40mm碎石,可适当掺入30~40% 10~20mm细石或10~20%10mm以下瓜子石。
(4)对细骨料的要求,宜用细度模数为2.5~3.2的中砂,通过0.315mm的筛孔的砂应大于15%,若能达到15~30%为最佳。如因细
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骨料不能满足泵送要求而发生堵管,可通过调整水泥用量、砂率、改善粗骨料级配、添加矿物掺合料和外加剂等方法予以解决。
(5)砂率对混凝土拌合料的流动性和粘聚性影响最大。泵送混凝土的砂率一般应控制在40~50%。使用粗骨料可适当增大砂率,用细砂而减少砂率。中砂的砂率一般控制在38~45%,细砂或特细砂的砂率以32~38%较为合适。
(6)泵送混凝土使用的外加剂一般为减水剂。高强混凝土若不加减水剂是无法泵送的。在选用减水剂时,要选含游离硫酸盐数量少的减水剂,否则水泥浆会很快变硬而不利于泵送。在夏季施工时,因气温太高,混凝土在短时间内的坍落度损失很大,尤其是远距离泵送很容易堵管。此时可适当加入一定量的缓凝剂,在选择时要注意羟基羟酸盐缓凝剂会增大混凝土的泌水,可使大水灰比低水泥用量的混凝土产生离析。
(7)在泵送混凝土中掺和磨细的粉煤灰,能使混凝土拌合物的流动性显著提高,且能降低泌水和干缩,改善混凝土的可泵性。在大体积混凝土结构,掺加一定的粉煤灰还可降低水泥的水化热,有利于控制温度裂纹的产生。由于掺加粉煤灰后,混凝土的缓凝作用明显,冬季施工时慎用。粉煤灰混凝土较普通混凝土总碱含量低,抗酸腐蚀较好,并可增加混凝土的流动性,对混凝土的浇筑条件有极其明显的改善。但其外观较差,只能将粉煤灰混凝土用于基础混凝土,大坝混凝土等隐蔽建筑中。掺加粉煤灰或矿物掺和料的混凝土在运输、浇筑
和振捣工序中也要考虑采取相应措施。如不宜用翻斗车,宜用罐车运输;不宜用手推车运送,宜用泵送浇筑(如用吊斗运送,需在下斜口加装附着式振捣器,以利出料);浇筑薄板混凝土时,不宜将插入式振捣棒插入拌合物并水平拖动振捣(振捣棒通过后物料回填困难,易离析并形成薄弱部位,且易开裂),宜采用小间距、浇插频换振点的办法;浇筑梁、柱或墙壁混凝土需要深插时,则应上下振动,垂直且缓慢拨棒,以免留下孔洞,振点同样需要加密,克服振动衰减明显的缺点。
(8)泵送设备应根据泵送能力,正确、合理地选择泵车型号,在制定方案时,要进行换算,得出施工条件下的实际排量和输送距离。若排出量较大,输送距离也较远时,沿着管道离泵越远,压力损失越大,泵送阻力越大,容易引起泵管堵塞。
(9)输送泵停放位置与浇灌地点的距离,该地点除满足施工现场需要外,还要保证从泵机出口到垂直输送管之间有7~10m长的水平管,www.lwabc.net利用该水平管的摩擦力抵消部分垂直管内混凝土自重造成的逆流压力。否则,水平管太短,泵的冲击力增大,易将管卡打爆,输送管的支撑系统遭到破坏。
(10)布管时,应使管道平顺,以保证接口对齐,尽量拧紧管卡,确保接头无泄漏,同时在复杂部位对管道加以固定。否则,轻者引起管道漏水泄压,坍落度损失大,出现堵管,重者会引起管道打爆,管卡炸裂,混凝土喷出伤人的现象。尽量使用半径较大和弯折角度小的
弯管,弯管半径越小弯折角度越大,混凝土的流动阻力越大,引发堵管的可能性也越大。(11)泵送机械操作时,由于混凝土运输停顿,在管内滞留时间过长,就极易造成混凝土的凝固堵管。但机械操作人员往往采取倒吸措施,即反向操作来缓解管内混凝土的初凝,这种频繁的操作就造成了管内混凝土的离析和堵管。
(12)在城市市区浇筑混凝土还应考虑到早晨、中
午、 傍晚各约2h交通高峰时间。应预备必要的商品混凝土搅拌车进行养泵,避免因断料而造成堵管。
3 混凝土的裂缝
在混凝土结构浇筑过程中,若施工工艺不合理,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。
(1)混凝土保护层过厚,使承受负弯矩的受力筋保护层加厚,导致构件的有效高底减少,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
(2)混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低,因硬化前混凝土沉实不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小时后发生裂缝。混凝土浇筑后4~5h左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分子急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝。为减少混凝土收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向截面处宜分层浇筑。振捣时间太短,振捣不密实,
形成混凝土强度不足或不均匀。振捣时间太长,造成分层,粗骨料沉入底层,细骨料留在上层,强度不均匀,上层易产生收缩裂缝。
(3)混凝土搅拌、运输时间过长,因水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。
(4)混凝土初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的裂缝。
(5)用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,使得混凝土体积上出现不规则裂缝。
(6)混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间产生裂缝。
(7)施工时模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。
(8)施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
(9)施工前对支架压实不足或支架刚度不足,浇筑混凝土后支架不均匀下沉,导致混凝土出现裂缝。
结合以上分析的原因,预防混凝土裂缝的措施有:
(1)原材料堆放处搭设凉棚,浇水等措施降低粗骨料的温度,增加混凝土搅拌时间。
(2)配制大体积混凝土使用低水化热水泥,要设置测温装置,同时采取保温措施确保内外温度差小于25°C。严格控制混凝土施工配合比,根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比,严格控制水和水泥用量。选择级配良好的粗骨料,减小空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。
(3)要高度重视对构筑物混凝土的养护。不同的养护,可使混凝土结构的抗裂能力成倍的变化,因此在浇筑混凝土后要及时覆盖养护,增加环境湿度。特别是对于竖向结构,养护同样重要,利用对拉杆双面满挂麻袋,并定期浇水湿润是一种较好的养护方法。
(4)混凝土在满足可泵性、www.lwabc.net和易性的前题下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量、掺和粉煤灰等混合村,如出现裂缝在混凝土终凝前进行二次抹面,然后及时洒水及覆盖。
(5)在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,在浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上传、上荷载和过早拆模。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。
4小结
目前建筑市场上,建筑主管部门、业主对建筑工程进度及质量要求较严,施工单位为了满足业主的要求,对混凝土浇筑施工的质量必
须加以注意和控制。本文根据实际经验对混凝土浇筑施工提出了几点看法,为类似施工提供参考。
建筑工程质量通病防治措施三(混凝土)
3.混凝土
3.1蜂窝 混凝土结构局部出现酥松、砂浆少、石子多、石子之间形成类似蜂窝的空隙。
原因分析1)混凝土配合比不当或砂、石子、水泥材料加水量计量不准,造成砂浆少、石子多。 (2)混凝土搅拌时间不够,未拌合均匀,和易性差,振捣不密实。 (3)下料不当或下料过高,未设串筒使石子集中,造成石子砂浆离析。 (4)混凝土未分层下料,振捣不实,或漏振,或振捣时间不够。 (5)模板缝隙未堵严,水泥浆流失。(6)钢筋较密,使用的石子粒径过大或坍落度过小。 (7)基础、柱、墙根部未稍加间歇就继续浇灌上层混凝土。
防治措施:认真设计、严格控制混凝土配合比,经常检查,计量准确,混凝土拌合均匀,坍落度合适;混凝土下料高度超过2m应设串筒或溜槽;浇灌应分层下料,分层捣固,防止漏振;模板缝应堵塞严密,浇灌中,应随时检查模板支撑情况防止漏浆,基础、柱、墙根部应在 下部浇完间歇1~5h,沉实后再浇上部混凝土,避免出现“烂脖子”。小蜂窝:洗刷干净后, 用1∶2或1∶2.5水泥砂浆抹平压实;较大蜂窝,凿去蜂窝薄弱松散颗粒,刷洗净后,支模 用高一级细石混凝土仔细填塞捣实;较深蜂窝,如清除困难,可埋压浆管、排气管、表面 抹砂浆或灌筑混凝土封闭后,进行水泥压浆处理。
3.2麻面 混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点,形成粗糙面,但无钢筋外露现象。
原因分析: (1)模板表面粗糙或黏附水泥浆渣等杂物未清理干净,拆模时混凝土表面被粘坏。 (2)模板未浇水湿润或湿润不够,构件表面混凝土的水分被吸去,使混凝土失水过多出现麻面。 (3)模板拼缝不严,局部漏浆。(4)模板隔离剂涂刷不匀,或局部漏刷或失效,混凝土表面与模板粘结造成麻面。 (5)混凝土振捣不实,气泡未排出,停在模板表面形成麻点。
防治措施: 模板表面清理干净,不得粘有水泥砂浆等杂物,浇灌混凝土前,模板应浇水充分湿润,模板缝隙,应用油毡纸、腻子等堵严;模板隔离剂应选用长效的,涂刷均匀,不得漏刷; 混凝土应分层均匀振捣密实,至排除气泡为止。表面作粉刷的,可不处理,表面无粉刷的, 应在麻面部位浇水充分湿润后,用原混凝土配合比去石子砂浆,将麻面抹平压光。
3.3孔洞 混凝土结构内部有尺寸较大的空隙,局部没有混凝土或蜂窝特别大,钢筋局部或全部露。
原因分析1)在钢筋较密的部位或预留孔洞和预埋件处,混凝土下料被搁住,未振捣就继续浇筑 上层混凝土。(2)混凝土离析,砂浆分离,石子成堆,严重跑浆,又未进行振捣。 (3)混凝土一次下料过多、过厚、下料过高,振捣器振动不到,形成松散孔洞。 (4)混凝土内掉入工具、木块、泥块等杂物,混凝土被卡住。
防治措施:在钢筋密集处及复杂部位,采用细石子混凝土浇灌,在模板内充满,认
真分层振捣密实或配人工捣固;预留孔洞,应两侧同时下料,侧面加开浇灌口,严防漏振,砂石中混有黏土块,工具等杂物掉入混凝土内,应及时清除干净。将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆 膜凿除,用压力水冲洗,支设带托盒的模板,洒水充分湿润后用高强度等级细石混凝土仔 细浇灌、捣实。
3.4露筋 混凝土内部主筋、副筋或箍筋局部裸露在结构构件表面。
原因分析1)浇筑混凝土时,钢筋保护层垫块位移,或垫块太少或漏放,致使钢筋紧贴模板外露。 (2)结构构件截面小,钢筋过密,石子卡在钢筋上,使水泥砂浆不能充满钢筋周围,造成露筋。 (3)混凝土配合比不当,产生离析,靠模板部位缺浆或模板漏浆。(4)混凝土保护层太小或保护层处混凝土漏振或振捣不实;或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢 筋,使钢筋位移,造成露筋。(5)木模板未浇水湿润,吸水粘结或脱模过早,拆模时缺棱、掉角、导致露筋。
防治措施: 浇灌混凝土,应保证钢筋位置和保护层厚度正确,并加强检查;钢筋密集时,应选用适当粒径的石子,保证混凝土配合比准确和良好的和易性;浇筑高度超过2m,应用串筒或 溜槽进行下料,以防止离析;模板应充分湿润并认真堵好缝隙,混凝土振捣严禁撞击钢筋, 在钢筋密集处,可采用刀片或振捣棒进行振捣;操作时,避免踩踏钢筋,如有踩弯或脱扣 等及时调直修正;保护层混凝土要振捣密实;正确掌握脱模时间,防止过早拆模,碰坏棱 角。表面露筋:刷洗净后,在表面抹1∶2或1∶2.5水泥砂浆,将充满露筋部位抹平;露筋 较深:凿去薄弱混凝土和突出颗粒,洗刷干净后,用比原来高一级的细石混凝土填塞压实。
3.5缝隙、夹层 混凝土内成层存在水平或垂直的松散混凝土
原因分析1)施工缝或变形缝未经接缝处理、清除表面水泥薄膜和松动石子或未除去软弱混凝土 层并充分湿润就浇筑混凝土。(2)施工缝处锯屑、泥土、砖块等杂物未清除或未清除干净。 (3)混凝土浇灌高度过大,未设串筒、溜槽,造成混凝土离析。 (4)底层交接处未灌接缝砂浆层,接缝处混凝土未很好振捣。
防治措施:认真按施工验收规范要求处理施工缝及变形缝表面;接缝处锯屑、泥土砖块等杂物应清理干净并洗净;混凝土浇灌高度大于2m应设串筒或溜槽;接缝处浇灌前应先洗5~10cm 厚原配和比无石子砂浆,或10~15cm厚减半石子混凝土,以利结合良好,并加强接缝处混 凝土的振捣密实。缝隙夹层不深时,可将松散混凝土凿去,洗刷干净后,用1∶2或1∶2.5 水泥砂浆强力填嵌密实;缝隙夹层较深时,应清除松散部分和内部夹杂物,用压力水冲洗 干净后支模,强力灌细石混凝土或将表面封闭后进行压浆处理。
3.6缺棱掉角 结构或构件边角处混凝土局部掉落,不规则,棱角有缺陷。 原因分析1)木模板未充分浇水湿润或湿润不够;混凝土浇筑后养护不好,造成脱水,强度低, 或模板吸水膨胀将边角拉裂,拆模时,棱角被粘掉。(2)低温施工过早拆除侧面非承重模板。 (3)拆模时,边角受外力或重物撞击,或保护不好,棱角被碰掉。 (4)模板未涂刷隔离剂,或涂刷不匀。
防治措施: 木模板在浇筑混凝土前应充分湿润,混凝土浇筑后应认真浇水养护;拆除侧面非承重模板时,混凝土应具有1.2MPa以上强度,拆模时注意保护棱角,避免用力过猛过急;吊运 模板,防止撞击棱角,运输时,将成品阳角用草袋等保护好,以免碰损。缺棱掉角,可将 该处松散颗粒凿除,冲洗充分湿润后,视破损程度用1∶2或1∶2.5水泥砂浆抹补齐整,或 支模用比原来高一级混凝土捣实补好,认真养护。
3.7表面不平整 混凝土表面凹凸不平,或板厚薄不一,表面不平。
原因分析1)混凝土浇筑后,表面仅用铁锹拍平,未用抹子找平压光,造成表面粗糙不平。 (2)模板未支承在坚硬土层上,或支承面不足,或支撑松动、泡水,致使新浇灌混凝土早期养护时发生不均匀下沉。 (3)混凝土未达到一定强度时,上人操作或运料,使表面出现凹陷不平或印痕。
防治措施: 严格按施工规范操作,浇筑混凝土后,应根据水平控制标志或弹线用抹子找平、压光,终凝后浇水养护;模板应有足够的强度、刚度和稳定性,应支在坚实地基上,有足够的支撑面积,并防止浸水,确保不发生下沉;在浇灌混凝土时,加强检查;混凝土强度达到1.2MPa以上,方可在已浇结构上走动。
3.8强度不够,均质性差 同批混凝土试块的抗压强度平均值低于设计要求强度等级。 原因分析1)水泥过期或受潮,活性降低;砂、石集料级配不好,空隙大,含泥量大,杂物多; 外加剂使用不当,掺量不准确。(2)混凝土配合比不当,计量不准,施工中随意加水,使水灰比增大。 (3)混凝土加料顺序颠倒,搅拌时间不够,拌合不匀。 (4)冬期施工,拆模过早或早期受冻。 (5)混凝土试块制作未振捣密实,养护管理不善,或养护条件不符合要求,在同条件养护时,早期脱水或受外力砸坏。
防治措施:水泥应有出厂合格证,砂、石子粒径、级配、含泥量等应符合要求;严格控制混凝土 配合比,保证计量准确,混凝土应按顺序拌制,保证搅拌时间和拌匀;防止混凝土早期受 冻,冬期施工用普通水泥配制混凝土,强度达到30%以上,矿渣水泥配制的混凝土,强度达 到40%以上,不可遭受冻结;按施工规范要求认真制作混凝土试块,并加强对试块的管理和 养护。当混凝土强度偏低,可用非破损方法(如回弹仪法、超声波法)来测定结构混凝土实 际强度,如应不能满足要求,可按实际强度校核结构的安全度,研究处理方案,采取相应 加固或补强措施。
3.9塑性收缩裂缝 裂缝在新浇结构、构件表面出现,形状不规则,类似干燥的泥浆面,裂缝较浅,多为中间宽两端细,且长短不一,互不连贯,大多在混凝土初凝后,当外界风速大、气温高、 空气湿度很低的情况下出现。
原因分析: (1)混凝土早期养护不好,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土强度很低,还不能抵抗这种变形应力而导致开裂。 (2)使用收缩率较大的水泥;或水泥用量过多;或使用过量的粉砂;或混凝土水灰比过大。(3)模板、垫层过于干燥,吸水大。 (4)浇筑在斜坡上的混凝土,由于重力作用向下流动的倾向,亦会出现这类裂缝。
防治措施:配制混凝土时,严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子,减小空隙率和砂 率;混凝土要振固密实,以减少收缩量;浇灌混凝土前,将基层和模板浇水湿透;混凝土 浇筑后,表面及时覆盖,认真养护;在高温、干燥及刮风天气,应及早喷水养护,或设挡 风设施。当表面发现细微裂缝时,应及时抹压一次,再护盖养护;或重新振捣方法来消除; 如硬化可向裂缝撒上水泥加水湿润、嵌实,再覆盖养护。
3.10沉降收缩裂缝 裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上断续出现,或在埋设件的附近周围出现,裂缝成棱形,宽度不等,深度不一,一般到钢筋上表面为止。多在混凝土浇筑后发生,混 凝土结硬后即停止。
原因分析: 混凝土浇灌振捣后,粗骨料沉降,挤出水分、空气,表面呈现泌水,而形成竖向体积缩小沉降,这种沉降受到钢筋、预埋件、模板或大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻 碍或约束,或混凝土本身各部相互沉降量相差过大,而造成裂
缝。
防治措施: 加强混凝土配制和施工操作控制,水灰比、砂率、坍落度不要过大,振捣要充分,但避免过度;对于截面相差较大的混凝土构筑物,可先浇灌较深部位,静停2~3小时,待沉 降稳定后,再与上部薄截面混凝土同时浇灌,以免沉降过大导致裂缝,适当增加混凝土的 保护层厚度。治理方法同“塑性收缩裂缝”。
3.11凝缩裂缝 混凝土表面呈现碎小的六角形花纹状裂缝,裂缝很浅,常在初凝期间出现。
原因分析1)混凝土表面过度的抹平压光,使水泥和细集料过多地浮到表面,形成含水量很大的 砂浆层,它比下层混凝土有更大的干缩性能,水分蒸发后,产生凝缩而出现裂缝。(2)在混凝土表面撒干水泥面压光,也常产生这类裂缝。
防治措施:混凝土表面刮抹应限制到最小程度;避免在混凝土表面撒干水泥面刮抹,如表面粗糙、含水量大,可撒较稠水泥砂浆或干水泥砂再压光。裂缝不影响强度,一般可不处理,对有美观要求的,可在表面加抹薄层水泥砂浆处理。
3.12干缩裂缝裂缝在表面出现,宽度较细,其走向纵横交错,无规律性,裂缝不均,梁、板类构件多沿短方向分布,整体结构多发生在结构截面处;地下大体积混凝土在平面较为多见,但 侧面也常出现,预制构件多产生在箍筋位置。
原因分析: (1)混凝土成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩小,表面收缩剧变受到内部混凝土的约束,出现拉应力而引起开裂; 或者平卧薄型构件水分蒸发过快,体积收缩受到地基垫层或台座的约束,而出现干缩裂缝(2)混凝土构件长期露天堆放,时干时湿,表面湿度发生剧烈变化。 (3)采用含泥量大的粉砂配制混凝土,收缩大,抗拉强度低。 (4)混凝土经过度振捣,表面形成水泥含量较大的砂浆层,收缩量加大。 (5)后张法预应力构件,在露天长久堆放而不张拉等。
防治措施: 控制混凝土水泥用量、水灰比和砂率不要过大;严格控制砂石含量,避免使用过量粉混凝土应振捣密实,并注意对板面进行二次抹压,以提高抗拉强度、减少收缩量;加 强混凝土早期养护,并适当延长养护时间;长期露天堆放的预制构件,可覆盖草帘、草袋, 避免爆晒,并定期适当洒水,保持湿润;薄壁构件应在阴凉地方堆放并覆盖,避免发生过 大湿度变化,其余参见“塑性裂缝”的预防措施。表面干缩裂缝,可将裂缝加以清洗,干燥后涂刷两遍环氧胶泥或加贴环氧玻璃布进行 表面封闭;深进的或贯穿的,就用环氧灌缝或在表面加刷环氧胶泥封闭。
3.13温度裂缝 温度裂缝有表面的、深进的和贯穿的。表面温度裂缝走向无一定规律性,梁板式或长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边,大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温 度裂缝,一般与短边方向平行或接近于平行,裂缝沿全长分段出现,中间较密。裂缝宽度 大小不一,一般在0.5mm以下,沿全长无大变化。表面裂缝多发生地在施工期间,深进的或 贯穿的裂缝多发生在浇灌完2~3个月或更长时间。缝宽受温度变化影响较明显,冬季较宽, 夏季较细。
原因分析: (1)表面温度裂缝,多由于温差较大引起,如冬期施工过早拆除模板、保温层,或受到寒潮袭击,导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,受到内部混凝土的约 束,产生较大的拉应力,而使表面出现裂缝。(2)深进和贯穿的温度裂缝,多由于结构温差较大,受到外界约束引起,如大体积混凝
土基础、墙体浇筑在坚硬地基或厚大混凝土垫层上,如混凝土浇灌时温度较高,当
混凝土冷却收缩,受到地基、混凝土垫层或其它外部结构的约束,将使混凝土内部出现很大拉应 力,产生降温收缩裂缝。裂缝为较深的,有时是贯穿性的,常破坏结构整体性。(3)基础长期不回填,受风吹日晒或寒潮袭击作用;框架结构的梁、墙板、基础等,由 于与刚度较大的柱、基础连接,或预制构件浇筑在台座伸缩缝处,因温度收缩变形受到约 束,降温时也常出现深进的或贯穿的温度裂缝。(4)采用蒸汽养护的预制构件,混凝土降温制度控制不严,降温过速,或养生窑坑急速 揭盖,使混凝土表面剧烈降温,而受到肋部或胎模的约束,常导致构件表面或肋部出现裂 缝。 防治措施: 预防表面温度裂缝,可控制构件内外不出现过大温差;浇灌混凝土后,应及时用草帘或草袋覆盖,并洒水养护;在冬期混凝土表面应采取保温措施,不过早拆除模板或保温层; 对薄壁构件,适当延长拆模时间,使之缓慢降温;拆模时,块体中部和表面温差不宜大于25℃,以防急剧冷却造成表面裂缝;地下结构混凝土拆模后要及时回填。预防深进和贯穿 温度裂缝,应尽量选用矿渣水泥或粉煤灰水泥配制混凝土;或混凝土中掺适量粉煤灰、减 水剂,以节省水泥,减少水化热量;选用良好级配的集料,控制砂、石子含泥量,降低水 灰比(0.6以下)加强振捣,提高混凝土密实性和抗拉强度;避开炎热天气浇筑大体积混凝 土,必须时,可采用冰水搅制混凝土,或对集料进行喷水预冷却,以降低浇灌温度,分层 浇灌混凝土,每层厚度不大于30cm,大体积基础,采取分块分层间隔浇筑(间隔时间为5~7天)分块厚度1.0~1.5m,以利水化热散发和减少约束作用;或每隔20~30m留一条0.5~1.0m宽间断缝,40天后再填筑,以减少温度收缩应力;加强洒水养护,夏季应适当延长养护 时间,冬季适当延缓保温和脱模时间,缓慢降温,拆模时内外温差控制不大于20℃;在岩 石及厚混凝土垫层上,浇筑大体积混凝土时,可浇一度沥青胶或铺二层沥青,油毡作隔离 层,预制构件与台座或台模间应涂刷隔离剂,以防粘结,长线台座生产构件及时放松预应 力筋,以减少约束作用;蒸汽养护构件时,控制升温速度不大于5℃/h,降温不大于℃/h,并缓慢揭盖,及时脱模,避免引起过大的温差应力。表面温度裂缝可采用涂两遍环氧 胶泥,或加贴环氧玻璃布进行表面封闭;对有防渗要求的结构,缝宽大于0.1mm的深进或贯 穿性裂缝,可根据裂缝可灌程度,采用灌水泥浆或环氧甲凝或丙凝浆液方法进行修补,或 灌浆与表面封闭同时采用,宽度小于0.1mm的裂缝,一般会自行愈合,可不处理或只进行表 面处理。3.14碳化收缩裂缝在结构的表面出现,成花纹状,无规律性,裂缝一般较浅,深1~5mm,有的至钢筋保护层全深,裂缝宽0.05~1.0mm,多发生在混凝土浇筑完后数月或更长时间。
原因分析1)混凝土水泥浆中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用,生成碳酸钙,引起表面体积 收缩,受到结构内部未碳化混凝土的约束而导致表面发生龟裂。在空气相对温度低(30%~50%)的干燥环境中最为显著。 (2)在密闭不通风的地方,使用火炉加热保温,产生大量二氧化碳,常会使混凝土表面加快碳化,产生这类裂缝。 防治措施:避免过度振捣混凝土,不使表面形成砂浆层,同时加强养护,提高表面强度;避免在 不通风的地方采用火炉加热保温。治理方法与“干缩裂缝”同
3.15化学反应裂缝 在梁、柱结构表面出现与钢筋平行的纵向裂缝;板或构件在板底面沿钢筋位置出现裂缝;有的在混凝土表面出现不规则的崩袭,裂缝成块状或大网格图案状,中心突起,向四 周扩散,在浇筑完半年或更长时间发生;有的混凝土表面出现大小不等的圆形或类似圆形 崩裂剥落,类似“出豆子”,内有白黄色颗粒,多在浇筑后两个月出现。
原因分析: (1)混凝土内掺有氯化物外加剂,或以海砂作集料,或用海水拌制混凝土,
使钢筋产生电化学腐蚀,铁锈膨胀而把混凝土胀裂(即通常所谓“钢筋锈蚀膨胀裂缝”)。有的保护层 过薄,碳化深度超过保护层,在水作用下,亦使钢筋锈蚀膨胀,造成这类裂缝。(2)混凝土中铝酸三钙受硫酸盐或镁盐的侵蚀,产生难溶而又体积增大的反应物,使混 凝土体积膨胀而出现裂缝(即通常所谓“水泥杆菌腐蚀裂缝”)。(3)混凝土集料中含有蛋白石、硅质岩或镁质岩等活性氧化硅与高碱水泥中的碱反应生 成碱硅酸凝胶,吸水后体积膨胀,而使混凝土崩裂(即通常所谓“碱骨料反应裂缝”)。 (4)水泥含游离氧化钙过多(多呈小颗粒),在混凝土硬化后,继续水化,发生固相体 积增大,产生体积膨胀,而使混凝土出现“小豆子”似的崩裂,多发生在土法生产水泥配制的混凝土工程上。
防治措施:严格控制冬季施工混凝土中掺加氯化物用量,使其在允许范围内,并掺加适量阻锈剂(亚硝酸钠);采用海砂作集料,氯化物含量应控制在砂重的0.1%以内;在钢筋混凝土结构中避免用海水拌制混凝土;适当增厚保护层或对钢筋涂防腐涂料;对混凝土加密封外罩;混凝土采用级配良好的石子,使用低水灰比,加强振捣,以降低渗透率,有效阻止电腐蚀。 采用含铝酸三钙少的水泥,或掺加火山灰掺料以减轻硫酸盐或镁盐对水泥的作用,或对混 凝土进行防腐,以阻止对混凝土的侵蚀;避免采用含硫酸盐或镁盐的水拌制混凝土,或采 用低碱性水泥和掺入火山灰的水泥配制混凝土,降低碱性物质和活性硅的比例,以控制化 学反应的产生。加强水泥的检验,防止使用含游离氧化钙多的水泥配制混凝土,或经处理 后使用。钢筋锈蚀裂缝,应把主筋周围含盐混凝土清除,铁锈用喷砂法清除、然后用喷浆 或加围套方法修补,其他参见“干缩裂缝”。
3.16沉陷裂缝 多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况而变化,有的在上部,有的在下部,一般与地面垂直,或是30°~45°角方向发展,较大的不均匀沉陷裂缝,往往上下左右有一定 差距,因载荷大小而异,且与不均匀沉降值成比例,裂缝宽度受温度变化影响较小。
原因分析: (1)结构、构件下面地基软硬不均,或局部存在软弱土未经夯实和必要的加固处理,混凝土浇筑后,地基局部产生不均匀沉降而引起裂缝。 (2)现场平卧产生的预制构件(如屋架、薄腹梁等),底模部分在回填土上,由于养护时
浸水局部下沉,而构件侧向刚度差,在弦、腹杆件或梁的侧面常产生裂缝。 (3)模板刚度不足,或模板支撑间距过大或底部支撑在松软土上泡水;混凝土未达到一定强度,过早拆模,也常导致不均匀沉降裂缝出现。 (4)结构各部荷载悬殊,未作必要的加强处理,混凝土浇筑后,因地基受力不均匀,产生不均匀下沉,造成结构应力集中而导致出现裂缝。
防治措施:对软弱土、填土地基应进行必要的夯(压)实和加固处理,避免直接在软弱土或填土 上平卧制作较薄预制构件,或经压、夯实处理后作预制场地;模板应支撑牢固,保证有足 够强度和刚度,并使地基受力均匀;拆模时间应按规定执行,避免过早拆模,构件制作场 地周围应做好排水设施,并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基;各部载荷悬殊的结构, 适当增设构造钢筋加强,以避免不均匀下沉造成应力集中。沉降裂缝应根据裂缝严重程度, 进行适当的加固处理,如设钢筋混凝土围套、加钢套箍等。
3.17冻胀裂缝 结构构件表面沿主筋、箍筋方向出现宽窄不一的裂缝,深度一般到主筋。后张法预应力构件,沿预应力筋孔道方向出现纵向裂缝。
原因分析1)冬期施工混凝土结构,构件未保温,混凝土早期遭受冻结,将表层混凝
土冻胀,解 冻后,钢筋部位变形仍不能恢复,而出现裂缝、剥落。(2)冬期进行预应力孔道灌浆,未采取保温措施,或保温不善,孔道内灰浆含游离水分 较多,受冻后体积膨胀,沿预应力筋方向孔道薄弱部位胀裂。
防治措施: 结构、构件冬期施工时,配制混凝土应采用普通水泥、低水灰比,并掺入适量早强、抗冻剂,以提高早期强度,对混凝土进行蓄热保温或加热养护,直至达到设计强度40%;避 免在冬期进行预应力构件孔道灌浆,应在灰浆中掺加早强型防冻减水剂或掺加气剂,防止 水泥沉淀产生游离水;灌浆后进行加热养护,直至达到规定强度。对一般裂缝可用环氧胶泥封闭;对较宽较深裂缝,用环氧砂浆补缝或再加贴环氧玻璃 布处理;对较严重裂缝,应将剥落疏松部分凿去,加焊钢丝网后,重新灌注一层细石混凝 土,并加强养护。
3.18张拉裂缝 预应力大型屋面板、墙板槽形板常在上表面或横肋纵肋端头出现裂缝;预应力吊车梁、桁架等则多在端头出现裂缝。板面裂缝多为横向,在板角部位呈45°角;端横肋靠近纵肋 部位的裂缝,基本平行于肋高;纵肋端头裂缝呈斜向,此外,预应力吊车梁、桁架等构件 的端头锚固区,常出现沿预应力方向的纵向裂缝,并断续延伸一定长度范围,矩形梁有时 贯通全梁;桁架端头有时出现垂直裂缝,其中拱形桁架上弦往往产生横向裂缝;吊车梁屋 面板在使用阶段,在支座附近出现由下而上的竖向裂缝。
原因分析: (1)预应力板类构件板面裂缝,主要是预应力筋放张后,由于筋的刚度差,产生反拱受拉,加上板面与纵筋收缩不一致,而在板面产生横向裂缝。 (2)板面四角斜裂缝是由于端肋对纵筋压缩变形的牵制作用,使板面产生空间挠曲,在四角区出现对角拉应力而引起裂缝。 (3)预应力大型屋面板端头裂缝是由于放张后,肋端头受到压缩变形,而胎模阻止其变形(俗称卡模),造成板角受拉,横肋其端部受剪,因而将横肋与纵肋交接处拉裂。另外, 在纵肋端头部位,预应力钢筋产生之剪应力和放松引起之拉应力均为最大,从而因主拉应 力较大引起斜向裂缝。(4)预应力吊车梁、桁架、托架等端头锚固区,沿预应力方向的纵向水平或垂直裂缝,主要是构件端部接点尺寸不够和未配制足够的横向钢筋网片或钢箍,当张拉时,由于垂直预应力筋方向的“劈裂拉应力”而引起裂缝出现。此外,混凝土振捣不密实,张拉时混凝土强度偏低,以及张拉力超过规定等,都会出现这类裂缝。 (5)拱形屋架上弦裂缝,主要是因下陷预应力钢筋拉应力过大,屋架向上拱起较多,使上弦受拉而在顶部产生裂缝。
防治措施:严格控制混凝土配合比加强混凝土振捣,保证混凝土密实性和强度;预应力筋张拉和 放松时,混凝土必须达到规定的强度;操作时,控制应力准确,并应缓慢放松预应力钢筋; 卡具端部加弹性垫层(木或橡皮),或减缓卡具端头角度,并选用有效隔离剂,以防止和减 少卡模现象;板面适当施加预应力,使纵肋预应力钢筋引起的反拱减少,提高板面抗拉度; 在吊车梁、桁架、托架等构件的端部接点处,增配箍筋、螺旋筋或钢筋网片,并保证外围 混凝土有足够的厚度;或减少张拉力或增大梁端截面的宽度。轻微的张拉裂缝,在结构受荷后会逐渐闭和,基本上不影响承载力,可不处理或采取 涂刷环氧胶泥、粘贴环氧玻璃布等方法进行封闭处理;严重的裂缝,将明显降低结构刚度, 应根据具体情况,采取预应力加固或钢筋混凝土围套、钢套箍加固等方法处理。
3.19其他施工裂缝 结构、构件制作、起模、运输、拼装、堆放、吊装过程中,由于各种原因而产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的或贯
穿的各种裂缝,特别是细长 薄壁结构构件更容易出现。裂缝的深度、部位和走向都随产生的原因而异,裂缝宽度、深 度和长度不一,无一定规律性。
原因分析: (1)用木模浇制的结构或构件,浇筑混凝土前模板未浇水湿透,或隔离剂失效,模板与混凝土粘结,模板大量吸水膨胀,常沿通常方向将柱、梁边角拉裂。 (2)结构或构件成型或拆模时,受到剧烈振动或大量施工载荷作用;起模只撬一角,或用猛烈振动的办法脱模;胎模刚度不够,起吊脱模时受扭;构件过早拆模,混凝土强度不 够,常导致出现沿钢筋的纵向或横向裂缝。构件翻身脱模时,因受振动过大,或地面砂子 摊铺不平,也常使混凝土开裂。(3)后张预应力构件或多孔板成孔时,如抽芯过早芯管弯曲,托管支架不平稳,抽管速 度过快,转动方向不一致,不均匀,常使混凝土塌陷或出现裂缝,抽芯过晚,芯管与混凝 土粘结,混凝土容易被拉裂。(4)构件运输、堆放时,支承垫木位置不当,上下颠木不在一条直线上或是悬排过长;运输时构件受到剧烈的颠簸、冲击;或急转弯产生扭转;拼装时,屋架倾斜,支撑不牢。下沉或倾倒都可能使构件发生裂缝。
(5)构件起吊时,由于混凝土底模粘接,吊点位置不当,起模时构件受力不匀或受扭; 吊装时,桁架等侧向刚度差的构件,侧向未采取临时加固措施,安装时下放速度太快或突 然刹住,使动量转变成冲击载荷;构件放反,常使构件出现纵向、横向或斜向裂缝。
防治措施: 浇筑混凝土前,应对模板浇水湿润;结构构件成型或拆模,防止受到剧烈冲击振动,脱模应使构件受力均匀;翻转模板产生构件,应在平整、坚实的铺砂地面上进行翻转,脱 模就平稳,避免振动;预留构件孔洞的芯管应平直,预埋前应除锈刷油;混凝土浇灌后, 要定时(15min左右)转动钢管;轴抽管时间以手指按压混凝土表面湿不显印痕为宜,抽管 时应平稳缓慢均匀,转动方向应一致;预制构件胎模应选用有效的隔离剂,起模前先用千 斤顶均匀松动,再平缓起吊,防止构件受力不匀或受扭;混凝土堆放场地应平整,应按其 受力状态设置垫块,重叠堆放时,垫块应在一条竖线上;同时,板、柱构件应做好标志, 避免倒放,反放;运输时,构件之间应设垫木并互相绑牢,防止晃动、碰撞;急转弯和急 刹车;拼装时,要用支架撑牢,防止斜放或支撑失稳倾倒;屋架、柱、薄腹梁、支架等大 型构件吊装,应按规定设置吊点;对于屋架等侧向刚度差的构件,要用脚手杆横向加固, 并设牵引绳,防止吊装过程中晃动、巅簸、碰撞,同时下放要平稳,防止下放速度太快和 急刹车。纵向裂缝,一般可采取水泥浆或环氧胶泥进行修补;当裂缝较宽时,应先沿缝凿成八 字形凹槽,再用水泥砂浆或细石混凝土修补;由于运输、堆放、吊装等原因引起的表面较 细的横向裂缝,清洗、干燥后,用环氧胶泥涂刷表面或粘贴环氧玻璃布封闭;当裂缝较深 时,可根据受力情况,采用灌环氧浆液或甲凝浆液、包钢丝网水泥或钢板套箍等方法处理; 裂缝贯穿整个截面的构件,不得使用。
商品混凝土产生气泡的原因
我国是世界最大的水泥生产国,混凝土工程量也居世界之首,近年来对于混凝土技术研究虽然发展较快,但经调查,混凝土表面的气泡消除却存在较少研究。目前,混凝土表面出现的气泡,引起了建设单位、监理单位、商品混凝土供应单位以及施工单位多方的扯皮纠纷时有发生,每年发生的频率无法统计。
在混凝土应用技术规范中规定,当混凝土含气量每增加1%时,28天抗压强度下隆5%。但若是加入优质的引气剂,可以在混凝土中形成直径20-200μm的微小气泡,使气泡不仅分布均匀而且密闭独立,在混凝土施工过程中有一定的稳定性。从混凝土结构理论上来讲,直径如此小的气泡形成的孔隙属于毛细也范围或称无害也、少害孔,它不但不会降低强度,还会大大提高混凝土的耐久性。而当混凝土表面的气泡大于以上标准时,对混凝土将会带来不利影响。 现就工程中存在的质量问题进行分析。 一、商品混凝土结构气泡产生的原因 (一)外加剂掺量
作为商品混凝土,为了保持长时间的运输和搅拌以及砼泵送的要求,必须要添加外加剂方可施工。现在市场使用的外加剂基本上均为引气型的减水泵送剂,这种外剂加入后,在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡。有了这些微小的气泡,砼的保水性、和易性、可泵性等性能将会大大加强,同时对预拌混凝土的坍落度经时损失率将会大幅降低。但随着引气减水剂的类型和掺量的不同,所产生的气泡的数量和大小将会随之改变。 (二)搅拌时间
混凝土搅拌时的时间对混凝土内部产生的气泡也会有不同的影响。混凝土在搅拌过程中,如果搅拌不匀,同样的水胶比,外加剂多的地方所产生的气泡就会多,而未拌合到外加剂的部门则会出现坍落度不均、坍损大、离析的现象。但同时,过分的搅拌混凝土又会使混凝土的搅拌
的过程中所夹带进入的空气气泡越来越多,从而会产生一个负面的作用。
(三)脱模剂的作用
由于有些施工单位延用了老的脱模剂的使用习惯,常常使用的是机构厂回收下来的废机油,这种废机油对气泡具有极的吸附性,混凝土内存在气泡一经与之接触,便会吸附在模板上而成型于混凝土结构的表面。还有一种脱模剂,即使是水性脱模剂但对混凝土产生的气泡仍然有吸附的作用,使混凝土内的气泡无法随机械振捣而随着模板的接触面逐步上升,从而无法排出混凝土内部所产生出来的气泡。 (四)振捣情况
由于施工中振捣的环境不一,振捣手的操作对混凝土表面出现气泡的多少也有着根本的不同。作为混凝土结构,振捣越好混凝土的内部结构就会越密实,这要从两个方面来解释,一是分层振捣的高度,二是振捣的时间。从多次的试验中可以看出,分层的高度即每次下料的高度越高,则混凝土内部的气泡就越不容易往上排出。但振捣的时间越长(超振)或越短(欠振)以及未振捣到的地方(漏振)对混凝土的表面气泡缺陷就会越来越多。超振会使砼内部的微小气泡在机械作用下出现破灭重组,由小变大。欠振和漏振都会使混凝土出现不密实而导致的混凝土自然也洞或空气型的不规则大气泡。 (五)混凝土配合比
从混凝土配比的设计中,当采用的水灰比越大,则混凝土结构表面所产生的气泡就会越多。这主要是因为当混凝土搅拌所用的水达到饱和
后,多余的水份就会被引气剂将水珠从混凝土中游离出来而排出并吸附于混凝土结构的表面,当混凝土的强度在增长后,多余水份就会被混凝土自身养护而吸收或随着空气而蒸发发。原有混凝土内部或吸附于模板表面的水珠气泡就会自然形成。
商品混凝土早期裂缝的成因及防治措施
随着建设规模的不断扩大及人们对建筑工程质量重要性认识的提高,商品混凝土以其技术、经济上的优越性,尤其是稳定、可靠、优良的质量深受建设单位的青睐。但是,目前使用商品混凝土施工的工程出现质量事故的现象也很多,其中最常见的当数裂缝问题,尤其是表面系数大的板、墙以及大体积混凝土施工工艺不良等原因造成混凝土出现裂缝的问题,引起了很多不必要的纠纷,有些早期裂缝如果早发现早处理的话是不会影响结构物的外观及使用的。
混凝土是由固、液、气组合而成的非均质复合材料,在成型后随着温度、湿度等环境条件的影响下会形成肉眼看不到的微裂缝,由于混凝土的组成材料和微观构造不同以及受环境影响的不同,混凝土产生裂缝的原因很复杂,本文中笔者仅就工程实际中遇到的情况对早期裂缝的成因及预防略加说明。
1、混凝土骨料塑性沉落引起的裂缝
混凝土在浇注时,由于振动棒和重力的作用,骨料下沉、水泥浆上升,这种沉落直到混凝土硬化时方停止,当这种塑性沉落受到模板、钢筋及预埋件的抑制(或者模板沉陷、移动时)就会出现裂缝,这种裂缝大多出现在混凝土浇注后半小时至3小时之间,混凝土尚处在塑性状态,
混凝土表面消失水光时立即产生,沿着梁及板上面钢筋的走向出现,主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。
预防的措施是在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度,施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振,且在第一次振捣后间隔20~30mm后,进行第二次复振。如果产生这种裂缝,在混凝土终凝前将混凝土裂面用木抹子重新抹平搓毛,可使裂缝愈合。 2、塑性收缩裂缝
混凝土浇注后仍处于塑性状态时,由于表面水分蒸发过快而产生的裂缝,这类裂缝隙多在表面出现,形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状,深度一般不超过50mm,但薄板结构如果混凝土中掺有含泥量大的粉砂则可能被穿透。产生的原因主要是混凝土浇注后3~4小时左右表面没有被覆盖,特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快,或者是被基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩,到此时混凝土强度趋近于零,不能抵抗这种变形应力而导致开裂,从混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快,塑性收缩裂缝越易产生,而商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性、出机时混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多,再加上夏季施工中及大体积混凝土中掺加缓凝剂,早期强度低所以其水分特别容易散失,表面容易形成裂缝。
预防的办法是施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护,增加环境湿度,商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量、掺加粉煤灰等混合材,如出现裂缝在混凝土终凝前进行二次抹光,然后及时洒水或覆盖。
一般的塑性沉落裂缝和塑性收缩裂缝都属于非结构性裂缝,对结构性能无大影响,GB50164-92《混凝土质量控制标准》中也有明确规定。塑性沉落和收缩有时没有明显区别,交织在一起,混凝土所用原材料质量有一定影响,但不起决定作用。我们曾遇到一工程在浇板过程中,正值8月份炎热季节,上午浇注的混凝土到中午就开始出现裂缝,至下午我们建议未终凝的部分进行二次抹光,裂缝消失(注:二次抹光的时机要掌握好,因初凝前作用很小,终凝后抹不动)但是已终凝的部分裂缝大部分已穿透板面,并呈龟裂状,傍晚浇注的混凝土通过调整配比,去掉其中掺用的细砂,未再发现裂缝。但是之后此工地使用相同配合比及相同原材料又浇注了两次板,上午浇注还是有裂缝出现而午后浇注的基本上未发现。且相同的混凝土不同的施工队伍裂缝程度不同,此说明施工工艺与环境条件对混凝土非结构性裂缝起决定性作用。 3、大体积混凝土的温度裂缝
水泥水化过程产生一定的水化热,并且其大部分热量是在3天以内放出,混凝土是热的不良导体,特别是大体积混凝土,产生的大量水化热不容易散发,内部温度不断上升,而混凝土表面散热较快,使内外截面产生温度梯度,特别是昼夜温差大时,内外温度差别更大,内部混凝土热胀变形产生压力,外部混凝土冷缩变形,产生拉应力,由于混凝土
此时抗拉强度较低,当混凝土内部拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土便产生裂缝,这种裂缝隙一般较深,有时是贯穿性的,有一工程地下室为有肋梁筏片基础,肋梁截面900×1600mm表面系数小,而每方混凝土水泥用量为425#R普硅水泥522kg,水泥水化热高,浇注后3天拆模,在13.5℃的大气温度下,表面降温快,形成温度梯度,混凝土抗拉强度低,因而引起梁裂缝。
预防措施是配制大体积混凝土宜使用低水化热水泥如矿渣水泥、掺加膨胀剂,更重要的是施工单位要设置测温装置,同时采取保温措施,如采用塑料薄膜和草袋履盖以确保内外温差小于25℃。 4、施工方面原因造成裂缝
施工单位为赶进度,浇注混凝土未达到设计强度,甚至在浇注后不到24小时即开始上人,堆放荷载,经常导致板开裂。 商品混凝土早期裂缝的原因往往是很复杂的,但从混凝土的性质来看,单靠提高混凝土自身的质量、施工方在施工养护方面不采取措施是不能保证混凝土最终质量的,这些方面国家标准《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95及《混凝土质量控制标准》GB50164-92中都有详细而严格的要求。因此只有供应单位和施工单位双方密切配合并严格遵照商品混凝土的有关标准、规范进行管理生产和施工才能切实保证混凝土的质量。
房建工程现浇钢筋混凝土楼板裂缝施工处理方案
在现代建筑工程快速发展进步的今天,为更好的满足现代建筑施工标准的要求,除了需要依靠完善的施工技术的指导外,还需要对施工材料质量进行严格管理。由于传统的预应力空心板楼盖已
不能适应现代化的建筑施工的要求,强度性较高、施工简便、抗沉降能力强、整体连接性较强的现浇钢筋混凝土楼板应运而生,成为现代建筑工程楼板施工的首要选择方向。然而,由于混凝土材料对于温度、湿度等条件的敏感性,使其在施工过程中经常会出现裂缝等问题,严重影响了建筑工程结构形式的质量安全,成为建设者所亟待解决的关键性问题之一。 1现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因 1.1钢筋混凝土的材料特性
1.1.1混凝土收缩变形。混凝土作为由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料,在施工技术后随着水分的大量蒸发,混凝土体积势必随之收缩产生变形。但是由于现浇混凝土楼板受到梁、柱、墙等周边支座的约束力,并不能自由收缩变形。当约束应力超过混凝土的极限承受能力时,就会造成现浇混凝土楼板的开裂。这样的裂缝通常出现在板角等应力相对较为集中区域。
1.1.2 混凝土温度裂缝。钢筋混凝土楼板浇筑初凝过程中,由于水化热的作用会导致钢筋混凝土内部温度较高,根据相关监测数据发现温度差最高可达50℃以上,从相关资料可以看出在养护期14 天内,混凝土内外温差一直处于较大水平。混凝土楼板表面由于具有较好的热量散失条件温度基本相对较低,现浇钢筋混凝土楼板的内外温差导致温度应力的产生,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,便会导致裂缝的产生。 1.2 钢筋混凝土施工工艺控制不完善
1.2.1 模板支撑体系施工措施不当。在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中,模板施工不满足设计规范要求也是导致现浇混凝土楼板开裂的主要原因。支模过程中模板的间距过大,上下层之间的支撑不垂直,垂直支撑面与现浇楼板接触位置松动等等都会造成模板支撑体系变形,使混凝土楼板内产生过大的应力变形,造成裂缝的发生。此外,拆除模板过早,由于现浇钢筋混凝土尚未达到设计承载能力,在荷载的作用下楼板结构受荷超过承载能力也会造成楼板的开裂。1.2.2 管线埋设处理不当。现阶段现浇混凝土埋设的电暖等各类管线主要为pvc 管,这在一定程度上导致了混凝土楼板内的有效截面减小,而且pvc 管与混凝土两种材料的线性膨胀系数差别较大,粘结力不强,造成现浇钢筋混凝土的密实度不足,极易导致由于应力集中而造成的楼板开裂。
1.2.3 混凝土泵送浇捣施工存在质量问题。在房屋建筑工程施工过程中,现浇钢筋混凝土一般采取泵送的方式,这就要求混凝土的坍落度在120-220 之间,水泥用量以及水灰比均较大。同时为了缓解运输过程中出现初凝,部分混凝土中还掺加了缓凝剂,极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆,造成浇筑混凝土的均匀性较差,表面收缩量增加,因而出现裂缝。 1.3钢筋混凝土养护措施不规范
规范合理的养护措施可以有效降低混凝土的收缩量,试验研究表明混凝土保湿养生两周相比于不足一周的养护时间,收缩量可以降低25%左右,这对于控制混凝土现浇楼板的裂缝具有重要的作用。但
是部分施工单位对于混凝土浇筑结束后的保湿养生重视不足,难以按照相关规范要求进行养护,造成现浇钢筋混凝土裂缝的出现。 2现浇钢筋混凝土楼板裂缝预防措施
2.1严格控制原材料混凝土质量。由于钢筋混凝土现浇楼板大多使用商品混凝土,因此为避免由于混凝土材料原因出现裂缝,必须严格控制水泥、砂石等原材料的质量,严格按照设计以及规范要求进行配合比设计及计量。对于进场使用的混凝土,处进行坍落度等必要的试验验收外,仍需留置混凝土试块,以确保用于浇筑施工的混凝土质量。
2.2完善钢筋混凝土现浇过程施工工艺,规范混凝土养护作业。对于模板支撑体系施工作业,首先应该根据工况及相关要求进行设计验算,综合考虑施工过程中吊装等各种荷载对模板稳定性的影响。对于钢筋的绑扎,应该确保保护层的厚度与设计要求一致,避免保护层过厚导致现浇板有效厚度降低而出现裂缝。电暖等管线的铺设应尽可能的与钢筋交叉布置或者与现浇板短跨方向平行铺设。避免多层管线相互叠放造成1.2.2 管线埋设处理不当。现阶段现浇混凝土埋设的电暖等各类管线主要为pvc 管,这在一定程度上导致了混凝土楼板内的有效截面减小,而且pvc 管与混凝土两种材料的线性膨胀系数差别较大,粘结力不强,造成现浇钢筋混凝土的密实度不足,极易导致由于应力集中而造成的楼板开裂。
1.2.3 混凝土泵送浇捣施工存在质量问题。在房屋建筑工程施工过程中,现浇钢筋混凝土一般采取泵送的方式,这就要求混凝土的坍
落度在120-220 之间,水泥用量以及水灰比均较大。同时为了缓解运输过程中出现初凝,部分混凝土中还掺加了缓凝剂,极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆,造成浇筑混凝土的均匀性较差,表面收缩量增加,因而出现裂缝。 1.3钢筋混凝土养护措施不规范
规范合理的养护措施可以有效降低混凝土的收缩量,试验研究表明混凝土保湿养生两周相比于不足一周的养护时间,收缩量可以降低25%左右,这对于控制混凝土现浇楼板的裂缝具有重要的作用。但是部分施工单位对于混凝土浇筑结束后的保湿养生重视不足,难以按照相关规范要求进行养护,造成现浇钢筋混凝土裂缝的出现。 2现浇钢筋混凝土楼板裂缝预防措施
2.1严格控制原材料混凝土质量。由于钢筋混凝土现浇楼板大多使用商品混凝土,因此为避免由于混凝土材料原因出现裂缝,必须严格控制水泥、砂石等原材料的质量,严格按照设计以及规范要求进行配合比设计及计量。对于进场使用的混凝土,处进行坍落度等必要的试验验收外,仍需留置混凝土试块,以确保用于浇筑施工的混凝土质量。2.2完善钢筋混凝土现浇过程施工工艺,规范混凝土养护作业。对于模板支撑体系施工作业,首先应该根据工况及相关要求进行设计验算,综合考虑施工过程中吊装等各种荷载对模板稳定性的影响。对于钢筋的绑扎,应该确保保护层的厚度与设计要求一致,避免保护层过厚导致现浇板有效厚度降低而出现裂缝。电暖等管线的铺设应尽可能的与钢筋交叉布置或者与现浇板短跨方向平
行铺设。避免多层管线相互叠放造成应力集中,如不得已需要在各种管线集中位置增加钢筋加强网或采取预埋线盒等保护措施。对于混凝土的浇筑捣实作业,应根据不同混凝土的初凝时间,确保初凝前完成捣实以及找平。在现浇混凝土终凝时间之前应完成板面的抹压工作,以便于及时进行混凝土保湿养生。规范合理的混凝土养护措施,是提高钢筋混凝土现浇板整体强度,预防裂缝发生的有效措施。养护作业的关键要点在于确保混凝土处于潮湿状态下,避免混凝土表面水分的蒸发。通常情况下混凝土养护采用覆盖塑料薄膜或者使用薄膜养生液,保湿养生时间不得低于一周,对于使用外掺剂的混凝土应适当延长养生时间。 3 现浇钢筋混凝土楼板裂缝的处理
3.1 混凝土裂缝表面封闭法。对于混凝土裂缝小于 0.15mm 难以使用填充材料的微缝,可以通过表面封闭的方式进行处理,以提高钢筋混凝土现浇板的防水性,避免水分浸入对钢筋的锈蚀。表面封闭法的施工工艺为首先清洗处理干净现浇楼板表面,待充分干燥后使用黏度相对较低的液态树脂或者是表面涂料胶均匀的填充涂刷裂缝表面,形成对裂缝的封闭处理。
3.2 压力灌浆法。压力灌浆主要包括水泥灌浆以及化学灌浆两种方式,一般情况下用于处理宽度介于0.15-0.5mm之间的裂缝,其处理方式为通过一定的压力条件将水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝内部实现混凝土现浇楼板裂缝的修复。压力灌浆法施工步骤主要
包括:清洁裂缝、确定灌浆口、裂缝封闭、安设底座及灌浆设备、压力灌浆及封口,最后作业结束后清理灌缝表面的封缝胶。 3.3 开槽填补法。对于宽度超过 0.5mm 而且较长的现浇混凝土楼板裂缝,一般采用开槽填补的方式处理。首先利用切割机沿裂缝发展方向将裂缝扩大,使其形成v 型槽的形式,之后将处理后的裂缝清洗干净,将槽底通过水泥浆处理后分层填充环氧砂浆、水泥砂浆或者其他密封材料,密封裂缝后将现浇楼板表面抹平压实。 4 结语
现浇钢筋混凝土楼板由于受原材料以及施工工艺的影响因素较多,楼板裂缝难以完全避免。但是针对裂缝形成的不同原因,有目的性的采取预防处理办法,加强施工过程中的质量控制管理,完善施工监管及质量验收手段,可以有效的缓解现浇钢筋混凝土裂缝的发生,对于提高工程项目整体建设质量也具有重要的意义。
混凝土裂缝成因与控制
混凝土的裂缝是建筑工程中较普遍存在的问题。朔黄线桥梁横向联结施工之初,这一现象有部分存在,下面就混凝土裂缝的成因与控制谈谈我个人的看法。 一、裂缝的成因
裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。
(一)设计原因
1.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂
缝。
2.设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应
力过大等)。
3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如桥梁隔
板、顶层湿接)。
4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
5.设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩
不利。
(二)材料原因
1.粗细料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良
或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。
2.骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水
量增多,收缩量增大。
3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加
混凝土收缩。
4.水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收
缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。
5.水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越
细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。
(三)混凝土配合比设计原因
1.设计中水泥等级或品种选用不当。 2.配合比中水灰比(水胶比)过大。
3.单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度
越大,收缩越大。
4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致
混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值。
5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。 (四)施工及现场养护原因
1.现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过
快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
2.高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。
3.对大面积混凝土施工,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。
4.大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作
不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。
5.现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。 6.现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。
7.现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。 (五)使用原因(外界因素)
1.模板加固不牢固,造成不均匀沉降,产生沉降裂缝。 2.使用荷载超负。
3.野蛮施工,随意拆除模板或振动等,引起裂缝。
4.周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。
5.意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。二、裂缝的控制
措施
(一)设计方面
1.设计中的‘抗’与‘放’。
在建筑设计中应处理好构件中‘抗’与‘放’的关系。所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。
设计人员应灵活地运用‘抗一放’结合、或以‘抗’为主、或以‘放’为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。
2.设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型
方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施。
3.积极采用补偿收缩混凝土技术:
在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果是很好的。
4.重视对构造钢筋的认识:
在现场施工中,施工人员应重视对于构造钢筋的检查,特别是两端隔板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的复合。
5.对于大面积混凝土,建议在施工中考虑采用长大龄期混凝土强度值
作为现场施工的经验值,减少混凝土单方用灰量,并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
(二)材料选择和混凝土配合比设计方面
1.根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽
量避免采用早强高的水泥。
2.选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。
3.积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝
土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
4.正确掌握好砼补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不
同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
5.配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作
水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。
(三)现场3~-T-操作方面
1.浇捣工作:浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土
坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
2.混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,对新浇混凝土的
早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要
是控制好构件的湿润养护,对于大面体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为7—14天。
3.混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应
充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
4.避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
5.对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝有利。 6.夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温人模、低温养护,必
要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。
综上所述,对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。
随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。
一种控制混凝土裂纹的有效方法
摘 要: 严格控制混凝土裂纹,是大体积混凝土施工中的一道难题。通过项目实践,根据膨胀剂的原理及应用特点和物理特性,提出施工过程中使用SY-G 膨胀抗裂剂是一种控制混凝土裂纹十分有效的方法。并根据实践经验提出使用抗裂膨胀剂SY-G 时应注意的事项,
以供参考。
严格控制混凝土裂纹,是大体积混凝土施工中的一道难题,在重要的大坝工程中,也发生过混凝土裂纹现象,怎样才能有效地控制裂纹的产生值得我们去认真研究探讨,笔者通过几个项目的实践,在混凝土中掺入一种新型膨胀剂,S Y - G 膨胀抗裂剂是一种有效的方法。
1 膨胀剂原理及应用
钢筋混凝土产生裂缝的原因复杂,就材料而言,混凝土干缩和冷,缩是主要原因,因此,在混凝土中掺入才能达到补偿其收缩的膨胀剂是较为理想的办法,膨胀剂加入剂普通混凝土中,拌水生成大量膨胀结晶水化物——水化硫铝酸钙,使混凝土产生适度膨胀,在钢筋邻位的约束下,在结构中建立0.2~0.7Mpa 预压应力,这一预压力可大致抵消混土在硬化过程中产生的收缩拉应力,同时,推迟了收缩的产生过程,当混凝土开始收缩时,其抗拉力正是以抵抗收缩应力,从而大大提高了混凝土结构的抗裂防渗性能,采用膨胀剂配制补偿收缩混凝土,是代替普通解决建筑物裂渗的理想材料。 从应变角度考虑,不仅要研究变形—收缩与膨胀,还要研究对变形的限制变形与限制这对主要矛盾贯穿混凝土补偿收缩的全过程,因在自由与限制条件下,膨胀与收缩将产生不同后果,见表1 。 背向变形使混凝土质点的间距拉大,而相向变形则使混凝土质
点的间距缩小,在实际应用中,混凝土的变形总是受到钢筋,相邻部位,基础或构筑物整体性等条件的限制,同时,混凝土的变形最常见的是收缩变形,为此,限制收缩是混凝土开裂的最常见也是主要原因,而限制膨胀这类有利的相向变形,恰好用来抵消有害的限制由缩,从而达到避免或大大减少混凝土 开裂的目的,这正是微膨胀防水砼能抗裂的理论依据。
2 膨胀剂配制的补偿收缩混凝土的作用 2.1 实现混凝土结构自防水
普通混凝土由于收缩开裂,形成渗水通道,破坏了混凝土的整体防水功能,因此,防水的前提是抗裂,抗裂比抗渗更重要。用膨胀剂配制的补偿收缩混凝土,可以实现混凝土结构自防水,取消外防水,防水费用仅为普通防水措施的1 / 3 。
2.2 超长混凝土结构无缝施工
考虑混凝土收缩变形,设计规范规定每30~40m 须留伸缩缝,经过40~60d 才能用膨胀混凝土回填,工期延长,而且后浇缝清现十分麻烦,特制地地下室工程,对渗水要求严,填缝不好还会留下隐患。该方法的原理是在结构收缩应力最大的地方给予较大的膨胀
应力。从已实施的工程来看,效果良好。 2.3 大体积混凝土温度裂缝控制
大体积混凝土因为水化热度,混凝土内外温差大,采用普通砼,只能采取复杂的费用高的温控措施,使温差控制在25 ℃以内。否则往往因温差应力而产生开裂,在三峡大坝浇筑混凝土时,由于直接关系到坝体是否出现裂缝,其温度控制显得尤其重要。防止混凝土在浇筑过程中形成的水化热导致浇筑湿度过高,施工人员在将砂石料、水泥、粉煤等主要原材料放入拌和机时,还需不断地往炉内加装冰块,以确保其出机温度不超过10℃,浇筑温度不超过14℃。在一般的施工实践中,掺入膨胀剂的混凝土,可使温差有效放宽,从而有效控制裂缝的发生。2.4 预应力砼工程
用膨胀剂配制补偿收缩混凝土与预应力技术相结休整,可以有效地解决施加预应力前的混凝土收缩开裂,弥补砼因收缩为余变等对预应力值的影响,该项技术在首者机场,武汉国际会展中收等等超大型高强混凝土结构中得到良好技术经济效果。 2.5 桩基工程
随着建筑向高层,超高层方向发展,桩基发展迅猛异常,为提高单桩承载力,工程实践中从桩孔形状,桩身材料,施工等方面对此进行了大量研究和应力表明,内掺膨胀剂的膨胀灌注桩,单桩承载力比普通混凝土桩提高15%~35%.
3 SY-G膨胀抗裂剂的物理性能
SY-G 膨胀抗裂剂是一种新型混凝土外加剂,主要矿物成分为氧化铝,三氧化硫,同时添加一些改性组份及混凝土活性剂。抗裂原理是在弱碱性溶液中水化生成钙矾石,呈针状结晶体,填充了砼孔隙,失去了砼结构的收缩空间,起到了补偿收缩作用,达到抗裂作用,提高砼的密实度。
1)掺量:8%~1 0 % (占胶凝材料) ,当配筋定在0.25~2% 范围内,能产生0.2~0.7 M P a 自应力值,抗渗与不掺相比可提高二倍以上,对钢筋无锈蚀,含碱量小于0.6%,可有效地防止混凝土产生碱骨料反应,保证了工程质量。 2)物理性能
加入sy-g 后混凝土力学见表2。4 使用抗裂膨胀剂SY-G 时应注意的事项:
首先根据砼设计强度等组,抗渗标号,施工季节,施工方法和结构尺寸选择抗裂膨胀剂的品种,掺量通过混凝土试配确定。 膨胀混凝土配合比设计与普通水泥混凝土相同,掺膨胀剂的补偿收缩混凝土的膨胀效能在限制条件下才能首开预压应力,构造钢筋的设计和特殊部位的附加筋的处理,对控制结构的有差缝十分重要,对低配筋或无钢筋砼膨胀剂的掺量应取下限,取掺量小于等于1 0 % 为好。
浇倒砼时,要特别注意振捣密实,不要漏振,也不要过振,在混凝土终凝前要反复拌压三遍,防止塑性和沉降裂缝出现。砼硬化后及时进行养护,施工膨胀加强带时,先将带内杂物清理干净,用水清洗,润湿后,改用大膨胀砼进行浇捣。
总之,在大型混凝土过程中,如地下室停车场,人防工程,地铁,水利水电工程,涵洞等使用S Y - G 抗裂膨胀来控制裂缝的发生不失为一种有效的方法。 5 抗裂膨胀剂SY-G的应用及其推广
随着研究技术的不断提高,多功能型SYG膨胀抗裂剂也投入生产,多功能型S Y - G膨胀是在S Y - G 型的基础上配制特别流化剂,除具有补偿收缩性能,抗裂防渗性外,还具有早强、缓凝,泵送,减水等多种功能, 内掺胶凝材料8 % ~ 1 2 % ,减水率18%~25%,凝结时间延长4~6 小时,限制膨胀率0.02%~0 . 0 4 % ,抗渗> P 3 0 ,抗冻>D200;早期强度提高10~20%,后期强度高于基准砼。 SY-G 膨胀抗裂剂在现代大型工程建设中应用领域非常广泛,具有使用方便,技术可靠,经济适用,在要求抗裂,防渗、填充用混凝土工程和构件,都可以使用膨胀剂配制补偿收缩混凝土,特别用于:地下室建筑物和地下构筑物,如地下停车场,地下仓库,人防工程, 地下人行道等。建造水池,游泳池,污水处理池,沉淀池,水塔、贮罐等。建造地铁,隧道,水利水电,海工等防水构筑物等。
超长楼板、体育看台,防辐射砼构筑物等。刚性防水屋面,梁柱接头,后浇缝的填充混凝土,机械设备和补强的二次灌注等。水泥制品:自应力、预应力与钢套预应力砼水管、砼和钢筋砼排水管、防水屋面板等。
要求抗裂性好、外观完并完善的重要建筑物,如体育场看台、城市雕塑像、博物馆、宾馆等。
高速公路路面、桥梁砼面板、涵洞等。在生产领域,多功能型SY-G 膨胀抗裂剂在不断丰富,对工程建设产生重大影响。高效膨胀剂,其配制补偿收缩砼为取代胶凝材料的8~10%,配制填充性砼掺量为10~12%,抗渗标号≥ P20,抗冻标号≥ D200,碱含量小于0 . 5 % 。
缓凝泵送型膨胀剂,用母料与特制缓凝泵送剂复合而成,它具有补偿收缩性能,抗裂防渗功能,同时具有缓凝泵送性能,最佳使用温度15~40℃。抗渗标号大于P30,降低水化热,达到抗渗裂效果,混凝强度和其它力学性能与空白砼相同,后期强度稳定增长。
早强泵送型膨胀剂,用母料与特制早强泵送剂复合而成,它具有补偿收缩性能,抗裂防渗性能和良好的泵送性能,最佳使用温度0~2 0 ℃, 减水率为1 8 % ~2 4 % ,坍落度提高10CM 以上,补偿收缩砼内掺10%~12%,填充性砼内掺1 4 % ~1 5 % ,膨胀率0 . 0 2 % ~0 .04%,可在砼中建立0.2% ~0.7MPa 预压应力,抗渗标号大于P20,早期强度提高20%~30%,28 天强度提高10% 以上,其它性能与普通砼基本相同。 抗冻型膨胀剂,用母料与特制抗冻剂与减水剂复合而成,它具有抗裂防渗性和抗冻性能,适用于15℃以上的环境下施工的混凝土。
掺量:补偿收缩砼内掺10%~12% ,填充性砼内掺14~15%,其技术性能与不掺砼相比, 可防止砼受冻,同时使砼在负温仍保留 部分自由水,继续水化,提高低温砼的早期强度,坍落度提高10cm 以上,减水率18% ~24%,凝结时间正常,膨胀率为0.02%~0.04%,可在砼中建立0.2%~0.7Mpa 预应力,抗渗标号> P 3 0 。 高性能膨胀剂,是用母料与特制流化剂等复合而成,补偿收缩砼内掺10%~12%,填充性砼内掺14% ~15%,使砼具有高强、高抗渗、高耐久性,抗冻和抗裂的综合性能,强度提高10%~20%,抗渗标号大于P30,抗冻标号大D300,凝结时间延长2~4h ,水化热降低20%,膨胀率0.02~0.04%,可在砼中建立0.2~0.7MPa 预压应力,提高砼抗裂性,与普通砼相比,坍落度提高10cm以上,减水率18~2 5 % , 可泵性好,不泌水,不离析。
从以上实际数据表明,新型高效能多用途膨胀剂在提高工程质量,方便施工,具有极其重要的作用,值得我们不断推广应用,不断丰富发展。
钢筋砼楼板贯通开裂的主要原因分析
钢筋砼楼板贯通开裂的主要原因析 裂缝产生的原因
1.混凝土水灰比、塌落度过大,或使用过量粉砂
混凝上强度值对水灰比的变化十分敏感,基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外渗混合材料外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝,泵送砼为了满足泵送条件:坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
混凝土施工过程中过分振捣,模板、垫层过于干燥
混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
2.混凝土浇捣后过分抹干压光和养护不当 过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护,由于受风吹日晒,混凝土板表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季,因昼夜温差大,养护不当最
易产生温差裂缝。
3.楼板的弹性变形及支座处的负弯矩
施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护,把板面负筋踩弯等,将会造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。此外,大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负穹矩造成横向裂缝。 4.后浇带施工不慎而造成的板面裂缝
为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡搓;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。
5.砼早期受震而导致裂缝出现,如碰撞预留钢筋,过早承受施工荷载而震裂。 -
6.早期受冻导致开裂即冻融破坏. 7.未充分考虑承载力导致的施工超载。
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