低溫及負溫下外加劑的質(zhì)量控制
摘 要:低溫及負溫混凝土施工所用混凝土外加劑存在質(zhì)量問題,如氯鹽量、硫酸鈉摻量過高、外加劑質(zhì)量差等,給建筑工程帶來極大隱患。針對上述影響因素,外加劑制生產(chǎn)企業(yè)、施工單位及質(zhì)量監(jiān)督部門必須采用相應的質(zhì)量控制措施,才能保證混凝土的質(zhì)量。
隨著整個國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展,我國的建筑業(yè)正不斷發(fā)展壯大。隨著建 筑企業(yè)管理水平的不斷提高,“時間就是效益”的觀念已深入人心。特別是在北方寒冷及嚴寒地區(qū),一年中可施工季節(jié)較短,而多數(shù)工程要求當年開工,當年竣工。 因此,在低溫或負溫條件下施工,就必須在混凝土中加入早強劑或防凍劑,同時為防止混凝土受凍破壞,要求迅速增加早強劑和防凍劑的用量。但是在大力推廣使用 早強劑和防凍劑的過程中,出現(xiàn)了許多由于早強劑和防凍劑質(zhì)量低劣而嚴重降低混凝土強度和耐久性的現(xiàn)象,給建筑工程帶來極大的隱患。筆者對低溫及負溫條件下 混凝土施工所用外加劑進行了全面了解,深感有必要將此方面存在的問題及改進措施提出來,供廣大施工及質(zhì)量管理部門參考。
1 低溫及負溫混凝土施工所用外加劑存在的質(zhì)量問題
1. 1 氯鹽摻量過高
氯鹽是一種性能價格比很好的早強劑和防凍劑成分,在混凝土中參入水泥 重量0. 5% ~1. 0%的氯鹽,可使混凝土3天強度比原來提高50%~100% , 7天強度比原來提高20% ~40% ,同時能降低混凝土中水的冰點,防止混凝土早期受凍。但是氯鹽的摻入會使混凝土中氯離子濃度增加,使鋼筋與氯離子之間產(chǎn)生較大的電極電位,使鋼筋易于銹 蝕,因此施工中必須控制摻量。在我國《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》(GBJ119)和《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》(GB50204)中對氯鹽的摻量 有如下限制: ①在無筋混凝土中,氯鹽摻量不得大于3%; ②在鋼筋混凝土中,氯鹽含量不得大于1%; ③在預應力混凝土中,不允許摻入氯鹽,而且由其他原料帶入的氯鹽總量不應高于水泥質(zhì)量的0. 1%;在潮濕環(huán)境下的混凝土中,不應高于水泥質(zhì)量的0. 25% ,以上氯鹽均以無水氯化鈣計。同時還規(guī)定在下列結構的鋼筋混凝土中不得摻用氯化鈣和含有氯鹽的復合早強劑或防凍劑: ①相對濕度大于80%的環(huán)境中使用的結構;處于水位升降部位的結構;露天結構或經(jīng)常受水淋的結構; ②與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位及有外露鋼筋預埋鐵件而無防護措施的結構; ③與含有酸、堿和硫酸鹽等侵蝕性介質(zhì)相接觸的結構; ④經(jīng)常處于環(huán)境溫度為60℃以上的結構; ⑤使用冷拉鋼筋和冷拔低炭鋼絲的結構; ⑥給排水構筑物、薄壁結構、中級和重級吊車的吊車梁、屋架、落錘或鍛錘基礎; ⑦電解車間和距離高壓直流電源100米以內(nèi)的結構; ⑧靠近高壓電源(發(fā)電站、變電所)的結構; ⑨預應力混凝土結構; ⑩含有活性骨料的混凝土結構。
即使在普通鋼筋混凝土結構中,為防止氯鹽對鋼筋的銹蝕,也須把氯鹽與阻銹劑復合使用,目前比較典型的阻銹劑是亞硝酸鈉,它能在整個鋼筋表面形成一層防護型氧化膜,從而抑制鋼筋的銹蝕。
目前某些早強劑和大多數(shù)防凍劑均以氯鹽為主,有的氯鹽含量遠遠超過 1% ,而且為了降低造價,有的廠家根本就不摻阻銹劑。另外,在產(chǎn)品說明書上,多數(shù)廠家不標明氯鹽含量,使得上述許多嚴禁摻入氯鹽的混凝土工程摻入了含有大量氯 鹽,甚至沒有摻入阻銹劑的早強劑或防凍劑。上述做法使鋼筋很容易生銹,大大縮短了建筑物的壽命,并留下了嚴重的質(zhì)量隱患,對此,必須引起足夠的重視。另 外,摻入過多的氯化鈣會使混凝土的收縮特別是早期收縮明顯增加,如早期澆水養(yǎng)護不利,則更易于產(chǎn)生裂紋。同時,摻入氯化鈣還會使混凝土抗硫酸鹽侵蝕能力有 所降低,對堿- 骨料反應有加劇趨勢,不按規(guī)范要求,隨便使用,會造成極大的危害。
1. 2 硫酸鈉摻量過高
硫酸鈉在復合早強劑和防凍劑中普遍作為早強成分使用,商品工業(yè)硫酸鈉 主要有兩種:無水硫酸鈉(又名元明粉)和帶有10個結晶水的硫酸鈉(Na2 SO4 ·10H2O,又名芒硝) ,使用時產(chǎn)量以無水硫酸鈉為準。硫酸鈉對混凝土特別是低溫下硬化的混凝土早強作用顯著,因此我國的早強劑、早強減水劑、早強高效減水劑和防凍劑中幾乎都含 有硫酸鈉。但是摻入硫酸鈉對混凝土也有一些不良影響。首先,摻入硫酸鈉增大了混凝土中Na+含量,從而促進了堿- 骨料反應。在我國《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》(GBJ119- 98)中規(guī)定,預應力混凝土硫酸鈉摻量不應大于1%;潮濕環(huán)境下的鋼筋混凝土硫酸鈉產(chǎn)量不應大于1.5%.同時還規(guī)定,硫酸鈉強電解質(zhì)無機鹽早強劑還不得 用于下列結構: ①與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結構及有外露鋼筋預埋鐵件而無防護措施的結構; ②使用直流電源的工廠及使用電氣化運輸設施的鋼筋混凝土結構; ③含有活性骨料的結構。其次,由于摻入的Na+不能與水化生成物結合而留在液相中,在混凝土凝結硬化后這些鈉鹽晶體要在混凝土表面析出,即所謂鹽析,從而 在建筑物表面留下白色污染,影響美觀。因此,硫酸鈉的含量不宜過多,一般不超過2%.但是,在目前使用的早強劑中也存在著硫酸鈉含量嚴重超標,而且不標明 硫酸鈉含量,在任意情況下隨意使用的現(xiàn)象,這不但影響了外觀,對混凝土耐久性也有不利影響,還會降低混凝土的后期強度。
1. 3 生產(chǎn)設備簡單、外加劑質(zhì)量不均勻
在國家標準GB8076-1997中,對外加劑的均質(zhì)性有嚴格的規(guī) 定。但目前的外加劑生產(chǎn)企業(yè)普遍存在著生產(chǎn)及計量設備簡單,有的還采用人工混料現(xiàn)象,不能滿足生產(chǎn)早強劑或防凍劑的要求。特別是在混合像三乙醇胺這些摻量 僅0. 02%~0. 05%的液態(tài)成分時,用簡單的生產(chǎn)及計量設備很難滿足均質(zhì)性的要求。這種外加劑使用于混凝土中,會使混凝土不同部位的強度及耐久性產(chǎn)生嚴重的差異,嚴重降 低混凝土的質(zhì)量,甚至留下安全隱患,也必須引起足夠的重視。
2 低溫及負溫混凝土施工所用外加劑質(zhì)量控制措施
針對上述影響因素,外加劑生產(chǎn)企業(yè)、施工單位及質(zhì)量監(jiān)理部門必須分別采取相應的質(zhì)量控制措施,才能充分保證混凝土的質(zhì)量。
2. 1 外加劑生產(chǎn)企業(yè)
外加劑生產(chǎn)企業(yè)是控制混凝土外加劑質(zhì)量的關鍵。首先外加劑生產(chǎn)企業(yè)必 須認真學習《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》(GBJ119)和《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》(GB50204) ,明確規(guī)范中對氯鹽、硫酸鈉及外加劑均質(zhì)性等方面的限制,并指出不按規(guī)范生產(chǎn)所能帶來的危害。要端正思想,不能只盯著經(jīng)濟利益而把工程質(zhì)量以至人民的生命 安全拋在一邊。必須按照規(guī)范規(guī)定的標準,采用計量精確的設備進行生產(chǎn),并在產(chǎn)品說明書中標出產(chǎn)品是否含氯鹽或硫酸鈉、產(chǎn)品的應用范圍及不宜應用的工程。
2. 2 施工單位
施工單位在選用混凝土外加劑時,應進行充分的調(diào)研,選擇一些質(zhì)量信得 過的產(chǎn)品,不能僅僅考慮價格。比如說,以現(xiàn)在的原料價格測算,價格為幾百元的防凍劑一般來講不可能按規(guī)范要求摻加足夠的阻銹劑,有的甚至根本沒摻。另外, 在購買外加劑時,必須讓廠家提供產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢驗報告,以及產(chǎn)品說明書。并根據(jù)這種外加劑是否含氯鹽、硫酸鈉以及它的摻量情況確定是否適用于該混凝土 工程。
2. 3 質(zhì)量監(jiān)理部門
質(zhì)量監(jiān)理部門應嚴格進行把關,對無產(chǎn)品合格證,無檢驗報告或產(chǎn)品說明書表達不明確的外加劑不允許使用,對不適用于該工程的外加劑也要嚴禁使用。
3 結論
控制好低溫及負溫混凝土施工所用外加劑的質(zhì)量是一個涉及到許多方面的 復雜工作。首先生產(chǎn)、使用及質(zhì)量監(jiān)督管理部門的人員必須全面掌握國家制定的標準和規(guī)范,同時還要了解相關的法律法規(guī),做到有法必依,獎罰分明;其次要樹立 起強烈的責任感,并在全行業(yè)內(nèi)進行強化質(zhì)量觀念的宣傳,加強人性化施工和人性化管理的教育,把建筑施工和人民的生命財產(chǎn)緊密聯(lián)系起來。只要采取強有力的措 施,低溫及負溫混凝土外加劑的質(zhì)量就可以得到很好的控制。
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