預(yù)拌(商品)混凝土質(zhì)量問題及技術(shù)控制措施
1、混凝土的強(qiáng)度問題
預(yù)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(shí)間(如通常以28天強(qiáng)度作質(zhì)量驗(yàn)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(jié)果不能在出廠時(shí)馬上準(zhǔn)確地檢測出來。在實(shí)際應(yīng)用中只要混凝土試件強(qiáng)度不合格,使用單位往往認(rèn)定是攪拌站的責(zé)任,這種觀點(diǎn)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(qiáng)度試驗(yàn)有嚴(yán)格的試驗(yàn)規(guī)程和統(tǒng)一的養(yǎng)護(hù)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(yù)拌混凝土標(biāo)準(zhǔn)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(xùn)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(hù)條件不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,幾乎所有的施工現(xiàn)場都不設(shè)標(biāo)養(yǎng)室,只是臨時(shí)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(hù),試件的強(qiáng)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(qiáng)度偏低。
1.2 強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)的問題
混凝土強(qiáng)度具有較大的離散性,在混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)(GBJ107-87)中明確規(guī)定,混凝土強(qiáng)度應(yīng)分批進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評定。對預(yù)拌混凝土站、預(yù)制混凝土構(gòu)件廠和采用現(xiàn)場攪拌混凝土的施工單位,應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的統(tǒng)計(jì)方法評定混凝土強(qiáng)度;對零星生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)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(jì)方法評定。按GBJ107-87標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,大批量混凝土按相近配合比生產(chǎn)的預(yù)拌混凝土允許有5%的試件小于標(biāo)準(zhǔn)值,允許的最小強(qiáng)度值要根據(jù)留樣組數(shù)來確定。當(dāng)留樣組數(shù)在1~9組時(shí),允許最小值是0.95倍標(biāo)準(zhǔn)值;當(dāng)留樣組數(shù)在10~14組時(shí),允許最小值是0.90倍標(biāo)準(zhǔn)值;當(dāng)留樣組數(shù)大于15組時(shí),允許最小值是0.8倍標(biāo)準(zhǔn)值。
在實(shí)際工程中,混凝土強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)規(guī)定并不為多數(shù)使用單位所認(rèn)識(shí),執(zhí)行最好的也是應(yīng)付資料檢查。當(dāng)某一組時(shí)間強(qiáng)度小于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)(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(cuò)誤 。如果要求所有留樣試件強(qiáng)度都大于標(biāo)準(zhǔn)值,將會(huì)造成太大的強(qiáng)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(qiáng)度都大于30MPa,這是實(shí)際混凝土的強(qiáng)度等級(jí)已超過C35的要求,即正好超過一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。正是沒有按統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行強(qiáng)度統(tǒng)計(jì),從而使混凝土預(yù)拌站不得不加大混凝土的富余量,這就是預(yù)拌混凝土往往超過強(qiáng)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(qiáng)度問題
當(dāng)建設(shè)部門或質(zhì)量監(jiān)督部門懷疑混凝土強(qiáng)度不合格時(shí),通常的做法是對混凝土構(gòu)件進(jìn)行非破損的回彈或鉆取芯樣評定,國家制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)件強(qiáng)度主要依據(jù)是回彈—強(qiáng)度曲線。目前采用的測強(qiáng)曲線主要是根據(jù)現(xiàn)拌混凝土強(qiáng)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(jìn)行回彈評定其推定值與真實(shí)值相差較大。尤其預(yù)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(yàn)發(fā)現(xiàn),回彈結(jié)果較標(biāo)準(zhǔn)成型試件強(qiáng)度低20%~30%。因此,各地區(qū)應(yīng)盡快建立本地區(qū)回彈曲線,方可客觀測定混凝土強(qiáng)度。
1.3.2 鉆芯法
鉆芯法較能準(zhǔn)確反映混凝土構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度,但取樣后如何評定混凝土的實(shí)際強(qiáng)度是否合格存在一些不同認(rèn)識(shí)。主要問題是標(biāo)養(yǎng)與現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)對混凝土強(qiáng)度影響方面。據(jù)建科院結(jié)構(gòu)所對使用墻板的取芯表明,齡期28d的芯樣強(qiáng)度換算值也僅為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的86%、為同條件養(yǎng)護(hù)試塊的88%。
要處理好商品混凝土強(qiáng)度問題的不同意見,一是預(yù)拌混凝土必須加強(qiáng)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(xùn)來提高建設(shè)和主管部門的認(rèn)識(shí),嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行取樣、成型、養(yǎng)護(hù)和試驗(yàn)評定;三是對有爭議的規(guī)范條文應(yīng)有主管部門或?qū)I(yè)協(xié)會(huì)專家論證,合理解決有爭議的問題。
2、預(yù)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(guān)注。預(yù)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(rèn)為商品混凝土裂縫出現(xiàn)的機(jī)會(huì)比現(xiàn)場攪拌混凝土出現(xiàn)的機(jī)會(huì)要大的多。筆者認(rèn)為,裂縫雖多,正確判斷至關(guān)重要,是施工所致,還是自然屬性使然;是有害于結(jié)構(gòu)安全,還是無害于房屋使用。還應(yīng)注意區(qū)分兩個(gè)方面的問題,一是裂縫產(chǎn)生的原因和責(zé)任區(qū)分;另一個(gè)是預(yù)防裂縫應(yīng)采取如何技術(shù)措施,否則將會(huì)出現(xiàn)推諉扯皮,造成對工程不利的局面。
2.1 預(yù)拌混凝土出現(xiàn)裂縫的三種類型:
2.1.1 應(yīng)力裂縫
混凝土澆筑后,緩慢凝結(jié),由于水泥的水化反應(yīng),內(nèi)部溫度升高,逐漸產(chǎn)生硬度,在硬度向外擴(kuò)散的過程中,產(chǎn)生了拉應(yīng)力,而混凝土初期抗拉強(qiáng)度較低,小于拉應(yīng)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(yīng)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(dǎo)致水化反應(yīng)受到阻礙。混凝土抗拉強(qiáng)度增長緩慢,表面收縮增大,產(chǎn)生了微裂縫,在實(shí)踐中觀察,當(dāng)樓板厚度為18厘米或30厘米時(shí),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(xì)骨料和膠凝材料組合而成的復(fù)合材料,水泥石與骨料界面結(jié)合的過渡區(qū)是混凝土的薄弱部位,在此處存在的應(yīng)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(yù)拌混凝土裂縫原因及預(yù)防措施:
2.2.1 大面積現(xiàn)澆板、路面結(jié)構(gòu)
新澆筑的混凝土,在終凝硬化前,是基本沒有強(qiáng)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(jìn)行補(bǔ)充,這對提高混凝土密實(shí)度和減小實(shí)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(fēng)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(bǔ)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(yīng)過程,延長混凝土初凝及終凝時(shí)間,水分的大量蒸發(fā)缺乏應(yīng)有的水分補(bǔ)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(jié)構(gòu)、構(gòu)件具有相對穩(wěn)定的濕度,為此,可采取以下措施:①加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑完后,裸露表面應(yīng)及時(shí)用草墊、草袋或塑料薄模覆蓋,并灑水濕潤養(yǎng)護(hù)。在氣溫高、濕度低、風(fēng)速大的天氣要及早覆蓋、噴水霧養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。②加強(qiáng)混凝土表面的抹壓,但應(yīng)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(hù)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(dòng)(如設(shè)擋風(fēng)墻、罩等)、延緩混凝土表面水分蒸發(fā)的辦法。
2.2.2 墻板結(jié)構(gòu)
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(bǔ)充,拆模時(shí)??吹酱怪绷芽p,這是由于自身收縮和溫度收縮引起的。當(dāng)采用較小水灰比生產(chǎn)時(shí),薄壁處及薄弱部位最容易開裂,這時(shí)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(yīng)力,而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度還很低不能抵抗這種拉應(yīng)力而產(chǎn)生開裂。
根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)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(yīng)適當(dāng)加大水灰比,減少外加劑的用量,以彌補(bǔ)水化游離水分的不足;二是適當(dāng)掌握墻體模板的拆除時(shí)間,對于低強(qiáng)度(C30)混凝土由于水化熱引起的絕對值不會(huì)很高拆??梢栽缫恍粚τ趶?qiáng)度較高的混凝土,在混凝土終凝后松開模板支撐,從板縫中澆入水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)到一定強(qiáng)度再拆除模板,然后用草簾或麻袋在側(cè)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(jī)會(huì)。
總之,預(yù)拌混凝土有其固有的規(guī)律性,施工單位應(yīng)按照事物的內(nèi)在屬性來對待和處理,也許是減少預(yù)拌混凝土開裂的最好方法。
3、結(jié)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(diǎn),是顯而易見的,能夠代表先進(jìn)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(qiáng)度及裂縫問題,商品混凝土生產(chǎn)單位與施工單位應(yīng)積極配合,以發(fā)展的眼光進(jìn)行預(yù)防和控制。
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