浅析钢筋混凝土施工质量通病成因及防治的措施
所属栏目:建筑施工论文
发布时间:2012-11-17 09:10:11 更新时间:2012-11-17 09:07:10
摘要:本文从钢筋混凝土施工质量通病的产生原因和防治方面进行探讨,从而指导施工人员在施工时如何进行有效的防治,最大限度的消除质量通病,保证工程结构安全。
关键词:混凝土施工质量通病;成因;防治措施。
混凝土工程施工过程中,经常发生一些质量通病,这些质量通病不能根除,在施工时只能进行防治,如何最大限度的消除质量通病,保证工程结构安全,是工程管理人员急需掌握的,本文就从质量通病的产生原因和防治方面进行探讨。
一、混凝土强度不满足要求,变异系数大产生的原因。
1、混凝土材料对其强度的主要影响
n 水泥:水泥是混凝土中的活性成分,其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。混凝土抗压强度与混凝土用水水泥的强度成正比,在配合比相同的条件下,所用的水泥标号越高,制成的混凝土强度越高。水泥细度对混凝土强度的影响也很大。随着细度增加,水化速率增大,就导致较高的强度增长率,但应避免细磨粉的含量。
n 水灰比:从混凝土强度表达式也看出,C/ W 即灰水比也与混凝土强度成正比,即水灰比越小,混凝土强度越高;水灰比越大,混凝土强度越低。充分密实的混凝土在任何水灰比程度下的毛细管孔隙率由水灰比所确定。水灰比和混凝土的振捣密实程度,两者都对混凝土体积有影响,当混凝土混合料能被充分捣实时,混凝土的强度随水灰比的降低而提高。在水泥标号相同的情况下,水灰比越小,与骨料粘结力越大,混凝土强度越高。
n 粗骨料:强度和弹性模量高的粗骨料可以制成质量好的混凝土。但过强、过硬的粗骨料不但没有必要,相反,还可能当混凝土因温度或湿度等原因发生体积变化时,使水泥石受到较大的应力而开裂。骨料颗粒的粒形、粒径、表面结构和矿物成分,往往影响混凝土过渡区的特性,从而影响混凝土的强度。试验表明:增加骨料粒径对高强混凝土起反作用,低强度混凝土在一定水灰比时,骨料粒径似乎无大的影响。粗集料的级配对混凝土强度影响很大,因而一定要控制和选择好粗集料级配。
n 细骨料:由于施工现场砂石质量变化相对较大,因此现场施工人员必须保证砂的质量要求,并根据现场砂含水率及时调整施工配合比,以保证混凝土配合比正确性,不能把试验配比与施工配比混为一谈。
2. 混凝土工艺对其强度的影响
n 使用活性矿物掺合料:粉煤灰、矿渣等掺合料对混凝土强度有较大作用,特别对于大体积混凝土,能够降低水化热,减少混凝土内部微裂缝的产生,提高后期度。并维持长久时间的强度增长。
n 使用特殊功效的外加剂:最常用的混凝土外加剂为减水剂,减水剂对混凝土强度至关重要,由于拌制混凝土需要一定的流动性才能施工,传统混凝土中总的加量是水泥水化所需水分的两倍以上,水化多余的水分从混凝土内部迁移出来,形成了大量的孔隙,致使混凝土强度降低,减水剂的作用是保证混凝土混合料在流动性及和易性的基础上降低混凝土拌合用水量,降低水灰比,从而提高混凝土强度。
3.混凝土施工技术对其强度的影响
n 模板工程质量:如果模板及支架在施工中出现问题,将会直接影响混凝土的强度。因此,对模板的检查除了要根据图纸对轴线、平面布置、断面尺寸及标高进行检查外,还要检查其牢固性、稳定性、严密性是否合乎要求。
n 混凝土浇筑质量:施工条件是确保混凝土结构均匀密实,硬化正常,达到设计要求强度的基本条件。在施工过程中必须把拌合物搅拌均匀,浇筑后必须振捣密实,且经良好的养护才能使混凝土硬化后达到预定的强度。采用机械搅拌比人工搅拌的拌合物更均匀,采用机械捣鼓比人工捣鼓的混凝土更密实,而且机械捣鼓可适用于更低水灰比的拌合物,获得更高的强度。同时,混凝土的振捣时间应均匀一致,以表面泛浆为宜,间距要均匀,浇筑完毕后,表面要压实、压平以防表面裂缝。振捣时要防止钢筋移位,确保钢筋位置正确,防止浇筑过程中跑模、跑浆和坍塌。
n 拆模质量:钢筋混凝土结构的拆模,持荷要按有关规定进行。混凝土强度不足时,过早拆除支撑模板,过早荷载作用或超堆荷载会使混凝土梁、板产生裂缝,导致强度降低。模板拆除后,不应受外力作用的破坏,结构表面不应受到破坏,冬季混凝土要注意拆模后被冻坏。如果需要混凝土提前拆模受力,需要提高混凝土强度等级或加入早强剂,提高硬化过程温度以提早达到拆模条件。
n 混凝土养护质量:混凝土成型后应在一定的养护条件(温度和湿度)下进行养护,才能使混凝土硬化后达到预定的强度及其他性能。周围环境的温度对水泥水化作用的进行有显著影响,温度升高,水化速度加快,混凝土强度的发展也快。
防治措施
n 材料控制:进场材料的好坏对混凝土的质量有直接影响,因此把好原材料进场质量关就显得尤为重要。除收料人员外,项目技术、质量人员必须参与材料验收,原材料进场时,材料合格证必须同时送达。所有质量把关人员必须从材料外观上对材料质量进行判断,不合格材料绝不容许进场。外观质量鉴定通过后,由技术人员在监理监督下取样送检。在材料投入使用前,必须得到复试报告,合格材料方可使用。
n 工艺控制:随着科学技术的不断发展,越来越多的新工艺被用于提高混凝土的强度。各种新型的外加剂和掺合料也被不断使用。因此,设计和施工单位可以结合经济预算,根据实际情况尽可能的采用较为先进的工艺,以提高混凝土强度。
n 施工控制:先进的施工技术和规范的施工管理是提高混凝土强度的重要保障。根据实际情况,尽可能的采用较为先进的振捣技术和养护工艺,力求最大程度发展混凝土的强度。另外混凝土浇筑、振捣和养护是一个连续性工作,对混凝土质量的好坏同样是一个不可忽略的因素。从施工角度,应对操作者进行技术教育和交底,以提高操作者业务能力,从施工角度加强监督力度,将责任落实到人,这样就不难解决因操作不当而引起混凝土出现质量问题的情况。
二、混凝土结构局部出现蜂窝现象的原因及防治措施
1. 蜂窝现象产生的主要原因:
n 混凝土配合比不当或砂、石予、水泥等材料以及加水量计量不准,造成砂浆少、石于多;
n 混凝土搅拌时间不够,未拌合均匀,和易性差,振捣不密实;
n 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,
n 混凝土未分层下料,振捣不实,或漏振,或振捣时间不够;
n 模板缝隙未堵严,水泥浆流失;
n 钢筋较密,使用的石子粒径过大或坍落度过小。
2. 防治的主要措施:
n 认真设计、严格控制混凝土配合比,经常检查,做到计量准确,混凝土拌合均匀,坍落度适合;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。
n 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,凿去蜂窝处薄弱松散颗粒,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。
三、混凝土局部表面出现麻面现象的原因及防治措施
1. 麻面现象产生的主要原因:
n 模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理于净,拆模时混凝土表面被粘坏;
n 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;
n 摸板拼缝不严,局部漏浆;
n 模扳隔离刑涂刷不匀,或局部漏刷或失效.混凝土表面与模板粘结造成麻面;
n 混凝土振捣不实,气泡未悱出,停在模板表面形成麻点。
2. 防治的主要措施:
n 模板去面清理干净,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,应用油毡纸、腻子等堵严,模扳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;
n 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。
四、混凝土结构内部孔洞现象产生的原因及防治措施
1. 孔洞现象产生的主要原因:
n 在钢筋较密的部位或预留孔洞和埋件处,混凝上下料被搁住,未振捣就继续浇筑上层混凝土;
n 混凝上离析,砂浆分离,石子成堆,严重跑浆,又未进行振捣。
n 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;
n 混凝土内掉入工具、木块、泥块等杂物,混凝土被卡住。
2. 防治的主要措施:
n 在钢筋密集处及复杂部位,采用细石混凝土浇灌,在模扳内充满,认真分层振捣密实,预留孔洞,应两侧同时下料,侧面加开浇灌门,严防漏振,砂石中混有粘土块、模板工具等杂物掉入混疑土内,应及时清除干净;
n 将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆膜凿除,用压力水冲洗,湿润后用高强度等级细石混凝土仔细浇灌、捣实 。
五、混凝土主筋、箍筋出现露筋现象产生的原因及防治措施
1. 露筋现象产生的主要原因:
n 灌筑混凝土时,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;
n 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;
n 混凝土配合比不当,产生离折,模板部位缺浆或模板漏浆。
n 混凝土保护层太小或保护层处混凝土振或振捣不实;或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋,使钢筋位移,造成露筋;
2. 防治的主要措施:
n 浇灌混凝土,应保证钢筋位置和保护层厚度正确,并加强检验查,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;浇灌高度超过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,操作时,避免踩踏钢筋,如有踩弯或脱扣等及时调整直正;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。
n 表面漏筋,刷洗净后,在表面抹1:2或1:2.5水泥砂浆,将允满漏筋部位抹平;漏筋较深的凿去薄弱混凝上和突出颗粒,洗刷干净后,用比原来高一级的细石混凝土填塞压实 。
六、结构或构件边角处混凝土局部掉落,不规则,棱角有缺陷产生的原因及防治措施
1. 棱角缺陷产生的主要原因:
n 低温施工过早拆除侧面非承重模板;
n 拆模时,边角受外力或重物撞击,或保护不好,棱角被碰掉;
n 模板未涂刷隔离剂,或涂刷不均。
2. 防治的主要措施:
n 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。
n 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。
七、混凝土表面凹凸不平,表面不平产生的原因及防治措施
1. 表面不平产生的主要原因:
n 混凝土浇筑后,表面仅用铁锹拍子,未用抹子找平压光,造成表面租糙不平;
n 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;
n 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
2. 防治的主要措施:
n 严格按施工规范操作,灌筑混凝土后,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;
n 模板应有足够的强度、刚度和稳定性,应支在坚实地基上,有足够的支承面积,并防止浸水,以保证不发生下沉。
八、钢筋砼常见裂缝产生的原因及防治措施
1. 裂缝产生的主要原因:
n 材料质量:材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好,若工程上用了这等不合格的材料就会产生“豆腐渣工程”。所以说只有材料的质量关把好了,工程质量才会在根本上得到保证。
n 施工工艺:施工工艺涉及的面很广,不可能一一叙述,一般常涉用到的有:(1)水分蒸发、水泥结石的砼干缩通常是导致砼裂缝的重要原因。(2)砼是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后砼的均匀性和密实程度。因此砼的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因。(3)模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成砼开裂。施工过程中,钢筋表面污染、砼保证层太小或太大,浇筑中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝,施工控制不严,超载堆荷,也可能导致出现裂缝。(4)砼养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切,混凝土尚处于未完全硬化状态时,如干燥过快,则产生收缩裂缝,通常发生在表面上,裂缝不规则,宽度小,另外水泥在水化及硬化过程中,散发大量热量,使砼内外部产生温差,超过一定值时,因砼的收缩不一致而产生裂缝。 (5)避免在极端天气条件下施工,可以减少砼结构的开裂情况。
n 地基变形:在钢筋砼结构中,造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的。
n 温度变形:砼具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/℃。当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过砼的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积砼的裂缝等。
n 湿度变形:砼在空气中凝固时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般为0.2~0.4‰,其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的构筑物,通常是掺加微膨胀剂等,这样可基本解决砼的早期干缩问题。
n 结构受荷:结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件,在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。普通钢筋砼构件在承受了30~40% 的设计荷载时,就可能出现裂缝,肉眼一般不易察觉,而构件的极限破坏荷载往往是在设计荷载的1.5倍以上,所以在一般情况下钢筋砼构件是允许带裂缝工作的。在使用过程中,改变原来使用功能,在钢筋砼设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2~0.3mm。对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许出现裂缝则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。
n 设计欠周全:如截面不够、梁的跨度过大、高度偏小,或者由于计算错误,受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当等
n 徐变:砼徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也和很常见。据文献记载受弯构件截面砼受压徐变,可以使构件变形增大2~3倍,预应力结构因徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。
2. 防治的主要措施:
n 材料选用:
(1)水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。
(2)粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。
(3)细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。
(4)外掺加料:宜采用减水剂等外加剂,以改善砼工作性能,降低用水量,减少收缩。
n 配料:
(1)配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量。
(2)禁止任意增加水泥用量。
(3)配制砼时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀,离析的砼必须重新拌匀后,方可浇筑。
n 配筋:
(1)钢筋品种、规格、数量的改变、代用,必须考虑对构件抗裂性能的影响。
(2)钢筋的位置要正确,保护层过大或过小都可能导致砼开裂,钢筋间距过大,易引起钢筋之间的砼开裂。
n 模板工程:
(1)模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致砼裂缝。
(2)模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。
(3)合理掌握拆模时机,拆模时间过早,应保证早龄期砼不损坏或不开裂,但也不能太晚,尽可能不要错过砼水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。
n 砼浇筑:
(1)砼浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。
(2)加强砼的早期养护,并适度延长养护时间,在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护,在浇水养护有因难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保湿材料等方法。
结束语: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技术水平的不断提高,相信混凝土质量通病诸问题将会逐渐得以圆满地解决。
参考文献:1、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
2、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011
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