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建築質量問題頻發!原因究竟有哪些?(三)

2021/01/18 來源:中國順豐集運信息中心

本文將介紹混凝土配合比以及施工養護對混凝土質量的影響。......

青島某小區因混凝土問題返工重建、長沙新房出現問題、淄博某地出現“樓歪歪”……近期,大批建築工程爆發質量問題引發關注。  

建築工程的質量不僅關係到工程的適用性和建設項目的投資效果,而且關係到人民羣眾生命財產的安全。隨着我國現代化建設事業的蓬勃發展,建設規模不斷擴大,每年投資建設的各類工程項目達十幾億平方米,一旦發生工程質量問題,會直接影響公共利益和公眾安全,因此,建設工程質量必須引起重視。  

那麼影響建築質量的因素到底有哪些?  

事實上,工程設計、操作人員素質、機械設備、混凝土質量等都是影響建築質量的重要因素,其中,混凝土質量是影響建築質量高低的關鍵。混凝土質量的影響因素則包括了原材料(水泥、砂石骨料、摻合料、外加劑等)以及混凝土的配合比、養護施工等等,本文將介紹混凝土配合比以及施工養護對混凝土質量的影響。

混凝土配合比  

混凝土配合比是進行生產的依據,直接關係到混凝土的性能和生產成本,是混凝土質量控制的核心部分。根據配比方式的不同,可分為普通混凝土配合比設計、特種性能混凝土配合比設計及特種材料混凝土的配合比設計。但不論是哪種類型的混凝土配合比設計,都應依據實際工程的具體要求,從結構形式及施工條件的角度出發,確定混凝土的組成。  

混凝土配合比設計的四要素包括水膠比、漿骨比、砂石比和礦物摻和料用量。  

1水膠比  

對有耐久性要求的混凝土,按照結構設計和施工給出《混凝土技術要求》中的最低強度等級,按保證率95%確定配製強度;以最大水膠比作為初步選水膠比,再依次減小0.05~0.1百分點取3~5個水膠比試配,得出水膠比和強度的直線關係,找出上述配製強度所需要的水膠比,進行再次試配。或按無摻和料的普通混凝土強度-水灰比關係選擇一個基準水灰比,摻入粉煤灰後再按等漿骨比調整水膠比。一般,有耐久性要求的中等強度等級混凝土,摻用粉煤灰超過30%時(包括水泥中已含的混合材料),水膠比宜不超過0.44。  

2漿骨比  

在水膠比一定的情況下的用水量或膠凝材料總量,或骨料總體積用量即反映漿骨比。對於泵送混凝土,可按GB/T50746-2008《混凝土結構耐久性設計規範》對最小和最大膠凝材料的限定範圍,由試配拌和物工作性確定,取儘量小的漿骨比值。水膠比一定時,漿骨比小的,強度會稍低、彈性模量會稍高、體積穩定性好、開裂風險低,反之則相反。  

3砂石比  

通常在配合比中的砂石比,以一定漿骨比(或骨料總量)下的砂率表示。對級配良好的石子,砂率的選擇以石子松堆空隙率與砂的松堆空隙率乘積為0.16~0.2為宜。一般,泵送混凝土砂率不宜小於36%,並不宜大於45%。為此應充分重視石子的級配,以不同粒徑的兩級配或三級配後松堆空隙率不大於42%為宜。石子松堆空隙率越小,砂石比可越小。在水膠比和漿骨比一定的條件下,砂石比的變動主要可影響施工性和變形性質,對硬化後的強度也會有所影響(在一定範圍內,砂率小的,強度稍低,彈性模量稍大,開裂敏感性較低,拌和物粘聚性稍差,反之則相反。  

4礦物摻和料摻量  

礦物摻和料的摻量應視工程性質、環境和施工條件而選擇。對於完全處於地下和水下的工程,尤其是大體積混凝土如基礎底板、咬合樁或連續澆注的地下連續牆、海水中的橋樑樁基、海底隧道底板或有表面處理的側牆以及常年處於乾燥環境(相對濕度40%以下)的構件等,當沒有立即凍融作用時,礦物摻和料可以用到最大摻量(礦物摻和料佔膠凝材料總量的最大摻量粉煤灰為50%,磨細礦渣為75%);一年中環境相對濕度變化較大(冷天處在相對濕度為50%左右、夏季相對濕度70%以上)無化學腐蝕和凍融循環一般環境中,斷面小、保護層厚度小、強度等級低的構件(如厚度只有10~15cm)的樓板),當水膠比較大時(如大於0.5),粉煤灰摻量不宜大於20%,礦渣摻量不宜大於30%(均包括水泥中已含的混合材料)。  

施工養護  

混凝土養護是保證混凝土質量最直接、最有效和最經濟的方法,温度和濕度是混凝土養護的兩大要素。季節變化對温度、濕度等工況因素產生較大影響,也對混凝土養護提出了不同的要求。  

1春秋季混凝土施工養護  

春秋季晝夜温差較大,雨水較少、風速較大、一般均在4~5級;空氣乾燥濕度小(一般均<30%)。這些將給混凝土帶來頻繁幹縮風乾的裂縫,或其他一系列問題。  

1.1加強原材料質量把關  

嚴格控制砂、石材料含泥量,加大摻合料的檢測和使用摻量,因為此季節温度變化較大,混凝土強度增長不正常,應儘量減少摻合料的使用。杜絕使用不合格原材料,外加劑使用要多調整,外加劑對混凝土性能影響較大,温度或高或低使得混凝土凝結時間晝夜均不相同。  

1.2配合比控制  

嚴格控制水灰比,減少摻合料和外加劑摻量。增加水泥和水用量,保證水灰比不變,外加劑摻量降低要防止凝時出現異常,坍落度能保證現場施工性能即可,不可一味要求加大坍落度。  

1.3施工現場控制  

保證混凝土在1~1.5小時內即時用完,防止坍落度因等待時間過長而損失變化,影響混凝土質量。凡進入施工現場的混凝土,嚴禁私自向攪拌車泵中加水,更要杜絕在澆築面上邊加水邊施工的行為發生。  

混凝土澆築完畢後要即時抹平,並在初凝前分別進行不少於2次的收光,收光完成後立即在表面覆蓋薄膜、草袋等,必要時要灑養護劑。在用磨光機進行樓面收光時,要在初凝前後進行,終凝後禁用此機械,否則因混凝土強度較小,易出現震動引起的微裂,此裂縫不易癒合。  

對梁板(樓面)混凝土澆築完畢後,切忌上力過早,吊裝材料要輕放及分散堆放,拆模不宜過早,在拆下層牆板、柱側模時亦要注意,不能產生大的震動,否則會影響樓面產生破壞性裂縫。  

2.夏季混凝土施工養護  

夏季是一年中持續高温、陰晴變化較為複雜的一個季節。在炎熱的夏季水的蒸發量大,新澆混凝土出現乾燥快(表面)、凝結速度快、假凝、凝時長、強度降低等現象,並會帶來裂縫現象,從而影響混凝土質量。  

2.1控制混凝土出機温度的要點  

2.1.1水泥温度。不能用剛出磨的水泥,控制入庫水泥不能隨即使用(入庫水泥温度最高能達90~100℃),需檢測水泥温度和使用時温度,可針對性地進行外加劑摻量的調整。  

2.1.2攪拌用水温度。以降低攪拌拌合物的温度為主,一般採用地下水較多,必要時可加冰塊控制拌合物温度。  

2.1.3其他骨料温度。可採用水噴淋等降温方式,改善骨料入機温度,從而改變混凝土拌合物的出機温度。  

2.2降低混凝土的水化速度(外加劑使用)  

夏季由於氣温較高水泥水化速度較快,混凝土的凝時較短,不利於混凝土的後期收光抹面,為了延緩水化速度,可適當提高外加劑(緩凝劑)用量以緩減水泥水化熱,減少坍落度損失,以達到現場施工要求。  

2.3雨天施工控制  

夏季雨水較多,有時在施工時會遇到雷陣雨、暴雨等天氣,若控制不好,會影響混凝土的質量和外觀。因此要密切關注天氣預報,儘量避開雨中施工,在施工過程中突遇可採取覆蓋、留施工縫等措施,避免雨水直接沖刷新澆混凝土。  

2.4其他措施  

避開高温時施工,可選擇在夜間澆築,此時混凝土受風和温度的影響較小,且可在接近日出時終凝,白天高温乾燥開裂的可能性將會大大降低。  

3冬季混凝土施工養護  

3.1氣温0℃左右:調整配合比方法  

3.1.1選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結果表明,應使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大,且在早期放出強度最高,一般3天抗壓強度大約相當於普通硅酸鹽水泥的7天強度,效果較明顯。  

3.1.2儘量降低水灰比,稍增水泥用量,從而增加水化熱量,縮短達到齡期強度的時間。  

3.1.3摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑後生成的氣泡,相應增加了水泥漿的體積,提高拌合物的流動性,改善其粘聚性及保水性,緩衝混凝土內水結冰所產生的水壓力,提高混凝土的抗凍性。  

3.1.4摻加早強外加劑,縮短混凝土的凝結時間,提高早期強度。應用較普通的有硫酸鈉(摻用水泥用量的2%)和MSF符合早強試水劑(摻水泥用量的5%)。  

3.1.5選擇顆粒硬度和縫隙少的集料,使其熱膨脹係數和周圍砂漿膨脹係數相同。  

3.2氣温-10℃左右:蓄熱法、抗凍劑  

主要用於結構比較厚大的工程,對原材料(水、砂、石)進行加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以後,還儲備相當的熱量,以使水泥水化放熱較快,並加強對混凝土的保温,以保證在温度降到0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單,施工費用不多,但要注意內部保温,避免角部與外露表面受凍,且要延長養護臨期。  

抗凍外加劑是指在-10℃以上的氣温中,對混凝土拌合物摻加一種降低水的冰點的化學劑,使混凝土在負温下仍處於液相狀態,水化作用能繼續進行,從而使混凝土強度繼續增長。  

3.3氣温-10℃以下:外部加熱法  

適用於構件並不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣,將熱量傳給混凝土,或直接對混凝土加熱,使混凝土處於正温條件下正常硬化。例如火爐加熱、蒸汽加熱、電加熱、紅外線加熱等。  

3.4低於-15℃:應採用加温和其他材料(如岩棉、苯板等)進行保温,其保温層厚度,材質應根據計算確定。

(責任編輯:李佳婷)

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