论混凝土结构施工质量的有效控制

论混凝土结构施工质量的有效控制
吴明喜任凌云
摘要: 根据混凝土的性质与特点,混凝土结构被广泛地应用于各类建筑工程中,本文对原材料的选用,混凝土的配制,混凝土的和易性,引起混凝土结构变形的原因进行了阐述,可供同行参考借鉴.
关键词: 混凝土结构; 施工质量;控制措施
1 原材料的质量控制
原材料的质量及其波动, 对混凝土质量及施工工艺有很大影响。如水泥强度的波动, 将直接影响混凝土的强度; 各级石子超逊径颗粒含量的变化, 导致混凝土级配的改变, 并将影响新拌混凝土的和易性, 骨料含水量的变化, 对混凝
土的水灰比影响极大。为了保证混凝土的质量,在生产过程中, 一定要对混凝土的原材料进行质量检验, 全部符合技术性能指标方可应用。骨料中含有害物质, 超过规范规定的范围内, 则会妨碍水泥水化, 降低混凝土的强度, 削弱骨料与
水泥石的粘结, 能与水泥的水化产物进行化学反应, 并产生有害的膨胀的物质。如果粘土、淤泥在砂中超过3%, 碎石、卵石中超过2%, 则这些极细粒材料在集料表面形成包裹层, 妨碍集料与水泥石的粘结。它们或者以松散的颗粒出现, 大大地增加了需水量。如使用有机杂质的沼泽水, 海水等拌制混凝土, 则会在混凝土表面形成盐霜。对混凝土集料来说, 影响配合比组成变异而导致混凝土强度过大波动的主要原因是含水率, 含泥量的变化和石子含粉量的影响。在混凝土生产过程中, 对原材料的质量控制, 除经常性的检测外, 还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律, 并拟定相应的对策措施。
2 科学配制混凝土是保证质量的先决条件
2.1 混凝土施工配合比的换算
试验室所确定的配合比, 其各级骨料不含有超逊径颗粒, 且以饱和面干状态。但施工时,各级骨料中常含有一定量超逊径颗粒, 而且其含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实测骨料超逊径含量及砂石表面含水率, 将试验室配合比换算为施工配合比。其目的在于准确的实现试验室配合比, 而不是改变试验室配合比。调整量=( 该级超径量与逊径量之和) -( 次一级超径量+ 上一级逊径量)
2.2 混凝土施工配合比的调整
试验室所确定的混凝土配合比, 其和易性不一定能与实际施工条件完全适合, 或当施工设备、运输方法或运输距离, 施工气候等条件发生变化时, 所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求, 需将混凝
土含水率及用水量做适当调整( 保持水灰比不变) 。
2.3 混凝土配合比, 需满足工程技术性能及施工工艺的要求, 才能保证混凝土顺利施工及达到工程要求的强度等性能。
水工素混凝土和少筋混凝土配制坍落度一般为3~5cm, 配筋率超过1%的钢筋混凝土配制坍落度一般为7~9cm, 对于桥梁施工中的箱梁采用泵送施工, 混凝土配制坍落度一般为10~14cm, 初凝时间在4 小时以上, 强度为45Mpa 的缓凝早强混凝土; 灌注桩要求配制强度为35Mpa, 凝结时间在10 小时以上, 坍落度一般为18~22cm 的大坍落度超缓凝混凝土。按通常的配制方法使混凝土达到上述工程技术性能是困难的, 为改善混凝土性能, 提高混凝土强度, 达到工程各部位对混凝土各种性能的要求,在混凝土中掺入不同类型的外加剂, 改善混凝土性能的科学配制, 优化混凝土的配合比, 在施工中效果明显。
灌注桩用混凝土, 按通常的配制方法, 当水泥用量为420kg/m3( 水灰比为0.56) 时, 混凝土的强度才能达到35Mpa, 但由于坍落度( 18~22cm) 过大, 均质性差, 和易性不好, 凝结时间也达不到缓凝10h, 以上的超大型缓凝要求。在配制混凝土中掺入1%的减水剂优化配合比。水泥用量每1m3 ,混凝土可节省40kg 左右, 而且在坍落度达18~22cm 情况下, 均质性、和易性良好, 凝结时间也可以缓凝到10h 以上。优化配合比后的混凝土和易性、缓凝作用良好, 在灌注桩混凝土施工中消除了卡管或断桩等事故, 保证了顺利施工。并且混凝土的7 天强度也比通常不掺外加剂配制的混凝土提高20%左右。
可见, 科学配制混凝土, 早期强度明显提高, 加快模板周转, 加快施工速度, 其技术、经济综合效益十分显著。
3 和易性是决定混凝土质量的主要因素
和易性是混凝土拌和物的流动性, 粘聚性,保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌和和易性不良时, 则混凝土可能振捣不实或发生离析现象, 产生质量缺陷。混凝土的和易性良好, 混凝土易振实, 且不发生离析, 能够获得均
质密实良好的混凝土浇筑质量。通常一些人配制混凝土选用低水量、低坍落度, 强调以振实工艺来保障混凝土质量, 其实这样易产生蜂窝, 孔洞等质量缺陷。实践表明, 和易性良好的混凝土才便于振实, 且应具有大些的流动性或可塑性,
以利于浇筑振实, 且应具有较好的粘聚性和保水性, 以免产生离析, 泌水现象。现在通过掺高效减水剂来提高混凝土的和易性。
4 混凝土浇筑振捣过程是混凝土质量控制的主要环节
混凝土配合比设计、原材料的质量、配料准确、搅拌均匀运输, 浇筑振实成型, 养护等整个施工环节中, 浇筑振实成型是主要的环节。
在混凝土浇筑成型时, 由于没有振实所产生的外观上的气孔、麻面、蜂窝、孔洞、裂隙等质量问题, 易引起重视, 但由于振捣不良, 所产生的内部蜂窝、孔洞所导致的内在质量问题, 人们容易忽视。而混凝土内在质量缺陷, 同样引起混凝土结构物的破坏。所以, 混凝土振捣应引起施工人员足够重视, 质检员应采取相应的有效措施, 使混凝土振捣良好。
5 混凝土受各种因素影响而产生变形也要引起足够重视。
混凝土的变形主要有硬化过程的自生体积变形, 湿胀干缩变形, 温度变形和在荷载作用下的变形。混凝土的湿胀干缩是由于混凝土中水分的变形而引起的, 干缩裂缝产生的原因是:
a.混凝土成形后, 养护不良, 受到风吹日晒, 表面水分蒸发快、体积收缩受到内部混凝土的约束,出现拉应力, 引起混凝土表面开裂; 或者构件水分蒸发, 产生的体积收缩受到地基或垫层的约束, 而出现干缩裂缝。b.混凝土构件长期露天堆放, 表面湿度经常发生剧烈变化。c.采用含泥量多的粉砂配制混凝土, d.混凝土受到过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层。e.后张法预应力构件露天生产后长期不张拉等。
大体积混凝土所产生的裂缝, 大多数属于温度裂缝, 其中表面裂缝又占绝大多数。由于贯穿裂缝将危及大坝安全运行, 而少数表面裂缝在一定条件下, 可能继续发展成贯穿裂缝, 因此分析工程特性, 坝址、气候和工程特点, 合理地确定混凝土抗裂指标, 稳定温度场, 分缝分块,温控标准及防裂措施对于保证混凝土质量至关重要的。
混凝土结构及构件产生裂缝是一种常见的质量通病, 要进行事先控制, 从以下几点注意:
a.材料、半成品质量的控制。水泥安定性良好;砂石级配通过试验要优良, 砂不要过细, 砂石含泥土、石粉不能超标, 不能使用反应性骨料, 科学地采用合理的配合比, 根据外界环境温度采用水化热适宜的水泥。b.建筑和结构构造进行检查, 结构整体性和变形缝设置应合理; 结构受力上, 应进行设计断面、应力情况、超载、抗裂验算。c.施工工艺方面控制。水泥用量与用水量不宜过多; 混凝土拌和要均匀; 配合比控制要准;浇筑要按一定顺序进行; 浇筑方法要妥当; 浇筑速度不能过快, 振捣要实; 模板不能变形、漏水漏浆; 钢筋保护层要适宜, 浇筑中不能碰撞钢筋; 施工缝处理好; 拆模、加荷不能过早; 施工不能超载; 及时养护, 不要受冻。d.注意地基变形和温、湿度变形。e.混凝土不能受到酸碱腐蚀,火灾、高温、地震也会使混凝土受到破坏。