商品混凝土質(zhì)量問題及技術控制措施
預拌混凝土也稱商品混凝土,其特點是集中拌制、商品化供應。近三四年來,攪拌站在中小城市猶如雨后春筍般發(fā)展起來,由于人們對預拌混凝土還不是十分了解和熟悉,施工中仍然以現(xiàn)場攪拌混凝土來看待商品混凝土,在實際工程使用過程中,存在一些技術上的爭議常引起生產(chǎn)和使用單位之間的糾紛,在一定程度上對預拌混凝土的發(fā)展起到阻礙作用。筆者現(xiàn)根據(jù)自己的實踐對預拌混凝土的質(zhì)量問題進行分析探討。
1 混凝土的強度問題
預拌混凝土具有商品的特性,是“半成品”,從出廠開始至形成最終產(chǎn)品需較長時間(如通常以28天強度作質(zhì)量驗收),其產(chǎn)品的最終形成必須依靠攪拌站與施工單位的相互配合,質(zhì)量結果不能在出廠時馬上準確地檢測出來。在實際應用中只要混凝土試件強度不合格,使用單位往往認定是攪拌站的責任,這種觀點比較偏頗,其原因分析如下:
1.1 現(xiàn)場與規(guī)范要求相差大
混凝土規(guī)范中對混凝土強度試驗有嚴格的試驗規(guī)程和統(tǒng)一的養(yǎng)護條件,但絕大多數(shù)施工單位不具備這些條件。首先取樣不規(guī)范,按預拌混凝土標準要求從攪拌車卸料的1/4~3/4之間取樣,每次取樣不少于0.02m3,但施工單位用未經(jīng)上崗培訓的民工取樣,往往車一卸就取樣且取量也不夠,缺乏代表性;其次是養(yǎng)護條件不符合標準要求,幾乎所有的施工現(xiàn)場都不設標養(yǎng)室,只是臨時砌一池子或焊一籠子(防止私自調(diào)換)在自然環(huán)境下養(yǎng)護,試件的強度受氣候影響很大;第三,為便于操作隨意在混凝土拌合料中加水,加水后再取樣,混凝土水灰比失去意義使強度偏低。
1.2 強度統(tǒng)計的問題
混凝土強度具有較大的離散性,在混凝土強度檢驗評定標準(GBJ107-87)中明確規(guī)定,混凝土強度應分批進行統(tǒng)計評定。對預拌混凝土站、預制混凝土構件廠和采用現(xiàn)場攪拌混凝土的施工單位,應按標準規(guī)定的統(tǒng)計方法評定混凝土強度;對零星生產(chǎn)的預制構件的混凝土或現(xiàn)場攪拌批量不大的混凝土,才按非統(tǒng)計方法評定。按GBJ107-87標準的規(guī)定,大批量混凝土按相近配合比生產(chǎn)的預拌混凝土允許有5%的試件小于標準值,允許的最小強度值要根據(jù)留樣組數(shù)來確定。當留樣組數(shù)在1~9組時,允許最小值是0.95倍標準值;當留樣組數(shù)在10~14組時,允許最小值是0.90倍標準值;當留樣組數(shù)大于15組時,允許最小值是0.8倍標準值。
在實際工程中,混凝土強度的統(tǒng)計規(guī)定并不為多數(shù)使用單位所認識,執(zhí)行最好的也是應付資料檢查。當某一組時間強度小于標準值時(即使大于允許最小值),常常被視為不合格,這是一種概念上的錯誤 。如果要求所有留樣試件強度都大于標準值,將會造成太大的強度富余量,對混凝土的耐久性造成潛在的隱患。如C30混凝土要求所有留樣的試件強度都大于30MPa,這是實際混凝土的強度等級已超過C35的要求,即正好超過一個強度等級。正是沒有按統(tǒng)計法進行強度統(tǒng)計,從而使混凝土預拌站不得不加大混凝土的富余量,這就是預拌混凝土往往超過強度過多的原因,對混凝土的開裂和耐久性造成不利的影響。
1.3 回彈及鉆芯取樣評定強度問題
當建設部門或質(zhì)量監(jiān)督部門懷疑混凝土強度不合格時,通常的做法是對混凝土構件進行非破損的回彈或鉆取芯樣評定,國家制定了相應的標準和規(guī)程。但這兩種方法評定都存在一些爭議問題。
1.3.1 回彈法
檢測建筑構件強度主要依據(jù)是回彈—強度曲線。目前采用的測強曲線主要是根據(jù)現(xiàn)拌混凝土強度與回彈值規(guī)律建立起的全國統(tǒng)一曲線。由于全國混凝土原材料、攪拌工藝有極大的地區(qū)差異性,使用全國統(tǒng)一曲線進行回彈評定其推定值與真實值相差較大。尤其預拌混凝土摻入粉煤灰及外加劑,將產(chǎn)生較大的偏差。經(jīng)對試件用回彈法測試和破型試驗發(fā)現(xiàn),回彈結果較標準成型試件強度低20%~30%。因此,各地區(qū)應盡快建立本地區(qū)回彈曲線,方可客觀測定混凝土強度。
1.3.2 鉆芯法
鉆芯法較能準確反映混凝土構件的實際強度,但取樣后如何評定混凝土的實際強度是否合格存在一些不同認識。主要問題是標養(yǎng)與現(xiàn)場養(yǎng)護對混凝土強度影響方面。據(jù)建科院結構所對使用墻板的取芯表明,齡期28d的芯樣強度換算值也僅為標準強度的86%、為同條件養(yǎng)護試塊的88%。
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要處理好商品混凝土強度問題的不同意見,一是預拌混凝土必須加強生產(chǎn)全過程的質(zhì)量控制,保證混凝土有足夠的富余量;二是通過培訓來提高建設和主管部門的認識,嚴格按規(guī)范要求進行取樣、成型、養(yǎng)護和試驗評定;三是對有爭議的規(guī)范條文應有主管部門或專業(yè)協(xié)會專家論證,合理解決有爭議的問題。
2 預拌混凝土裂縫問題
裂縫是最常見的質(zhì)量通病,與現(xiàn)場攪拌混凝土相比商品混凝土的裂縫更加受到工程人員的關注。預拌混凝土的裂縫主要有大面積樓板產(chǎn)生的裂縫,多出現(xiàn)在混凝土初凝前;多發(fā)生在梁板交接處、厚度突變處和梁板鋼筋的上部,初春和炎熱季節(jié)最容易出現(xiàn);地下室墻板裂縫的產(chǎn)生較有規(guī)律,即在墻體沿長度方向接近均勻的垂直裂縫,大多在拆模前已形成;混凝土路面也容易出現(xiàn)不規(guī)則的縱向、橫向裂縫。目前施工單位普遍認為商品混凝土裂縫出現(xiàn)的機會比現(xiàn)場攪拌混凝土出現(xiàn)的機會要大的多。筆者認為,裂縫雖多,正確判斷至關重要,是施工所致,還是自然屬性使然;是有害于結構安全,還是無害于房屋使用。還應注意區(qū)分兩個方面的問題,一是裂縫產(chǎn)生的原因和責任區(qū)分;另一個是預防裂縫應采取如何技術措施,否則將會出現(xiàn)推諉扯皮,造成對工程不利的局面。
2.1 預拌混凝土出現(xiàn)裂縫的三種類型:
2.1.1 應力裂縫
混凝土澆筑后,緩慢凝結,由于水泥的水化反應,內(nèi)部溫度升高,逐漸產(chǎn)生硬度,在硬度向外擴散的過程中,產(chǎn)生了拉應力,而混凝土初期抗拉強度較低,小于拉應力,于是在混凝土表面出現(xiàn)了不規(guī)則的微小裂縫。
2.1.2 干縮裂縫
就理論而言,混凝土配合比中的用水量能夠滿足水化應的需要。但由于天氣炎熱或氣候干燥,混凝土中的水分蒸發(fā)很快,導致水化反應受到阻礙?;炷量估瓘姸仍鲩L緩慢,表面收縮增大,產(chǎn)生了微裂縫,在實踐中觀察,當樓板厚度為18厘米或30厘米時,裂縫很少,如果是12厘米的樓板,則裂縫相對多些。
2.1.3 界面裂縫
混凝土是粗細骨料和膠凝材料組合而成的復合材料,水泥石與骨料界面結合的過渡區(qū)是混凝土的薄弱部位,在此處存在的應力集中,收縮壓力和較低的粘貼力使混凝土表面產(chǎn)生間斷的、不連續(xù)的微裂縫。
2.2 預拌混凝土裂縫原因及預防措施:
2.2.1 大面積現(xiàn)澆板、路面結構
新澆筑的混凝土,在終凝硬化前,是基本沒有強度的。在不采取覆蓋保水措施的情況下,表面水分將不斷蒸發(fā),內(nèi)部水分通過泌水作用遷移到表面進行補充,這對提高混凝土密實度和減小實際水灰比是有一定好處的。但是,一般混凝土面板厚度僅有十多厘米,但表面積大,加上風大使混凝土表面極易蒸發(fā),內(nèi)部水分通過泌水作用遷移到表面,表面水分蒸發(fā)的速度超過了內(nèi)部水分向表面遷移補充的速度,從而產(chǎn)生混凝土收縮裂縫;另一方面,由于商品混凝土摻加了粉煤灰及緩凝減水劑,延緩了混凝土水化反應過程,延長混凝土初凝及終凝時間,水分的大量蒸發(fā)缺乏應有的水分補充,是造成裂縫出現(xiàn)的另一重要原因。
收縮裂縫的控制主要在于控制濕度的變化,使結構、構件具有相對穩(wěn)定的濕度,為此,可采取以下措施:①加強混凝土的早期養(yǎng)護,混凝土澆筑完后,裸露表面應及時用草墊、草袋或塑料薄模覆蓋,并灑水濕潤養(yǎng)護。在氣溫高、濕度低、風速大的天氣要及早覆蓋、噴水霧養(yǎng)護,并適當延長養(yǎng)護時間。②加強混凝土表面的抹壓,但應避免過分抹壓。③采用密封保水方法,如在混凝土表面噴養(yǎng)護劑或覆蓋塑料薄膜,使水分不易蒸發(fā),或采用其他減少空氣流動(如設擋風墻、罩等)、延緩混凝土表面水分蒸發(fā)的辦法。
2.2.2 墻板結構
對于墻板混凝土成型至拆模前,一直處于模板的封閉之中,外界水分無法交換補充,拆模時常看到垂直裂縫,這是由于自身收縮和溫度收縮引起的。當采用較小水灰比生產(chǎn)時,薄壁處及薄弱部位最容易開裂,這時由于混凝土自收縮與混凝土降溫引起的熱收縮相互疊合,產(chǎn)生較大拉應力,而此時混凝土的強度還很低不能抵抗這種拉應力而產(chǎn)生開裂。
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根據(jù)工程實踐經(jīng)驗,筆者認為采取以下兩種措施較為可行:一是對于地下薄壁剪力墻,商品混凝土攪拌站應適當加大水灰比,減少外加劑的用量,以彌補水化游離水分的不足;二是適當掌握墻體模板的拆除時間,對于低強度(C30)混凝土由于水化熱引起的絕對值不會很高拆??梢栽缫恍粚τ趶姸容^高的混凝土,在混凝土終凝后松開模板支撐,從板縫中澆入水養(yǎng)護,養(yǎng)護到一定強度再拆除模板,然后用草簾或麻袋在側面保溫又保濕,只有這樣才能減少因干縮和熱收縮引起的裂縫,減少地下室墻板開裂的機會。
總之,預拌混凝土有其固有的規(guī)律性,施工單位應按照事物的內(nèi)在屬性來對待和處理,也許是減少預拌混凝土開裂的最好方法。
3 結束語
商品混凝土具有許多現(xiàn)場攪拌混凝土無可比擬的優(yōu)點,是顯而易見的,能夠代表先進的生產(chǎn)力。在我們中小城市尚屬發(fā)展和完善階段,對待商品混凝土出現(xiàn)的強度及裂縫問題,商品混凝土生產(chǎn)單位與施工單位應積極配合,以發(fā)展的眼光進行預防和控制。
參考文獻
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