混凝土在工程中的常见问题及探讨

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混凝土在工程中的常见问题及探讨

山东茂隆新材料 2021-02-27 1925


混凝土是由胶结材料,骨料和水按一定比例配制,经搅拌振捣成型,在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,其用量越来越大;同时混凝土具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽,使其得到广泛使用。在混凝土的施工应用中也会出现一些问题,影响工程的建设,笔者结合一些常见的问题,进行分析和探讨。

  一、混凝土工程起灰起砂问题

  通常,混凝土结构建筑物的地面或墙面在施工完成和应用一段时间后,有些工程会出现起灰、起砂现象,这是混凝土常见的工程弊病。引起原因有两种,一是混凝土在正常使用条件下的磨损破坏;二是混凝土本身的原因。

  混凝土在正常使用条件下的起灰、起砂现象,一般出现的机率较低,只有经历很长时间后才会出现明显损坏,这种损坏属于材料正常使用的正常损坏。而病态混凝土的起灰、起砂不同于混凝土正常使用条件下的磨损破坏,它是在混凝土施工未启用之前即表现出了严重的结合强度不足和耐磨性差的问题。建筑物出现的病态起灰、起砂与混凝土的抗压强度没有直接的关系,与混凝土的粘结强度密切相关。解决病态混凝土的起灰、起砂措施和方法总体上有两类:

  一是在水泥基材料未成型之前采取预防措施,包括加强对水泥基材料原材料的控制、物料的配合比设计、施工作业规范化管理,以及加强过程控制,加强混凝土养护,避免环境对质量的影响等等。这些方法均为预防性措施,既便如此,水泥基材料的起灰、起砂现象仍时有发生。

  二是对已经出现起灰、起砂的混凝土进行处理和治理,以物理方法为主进行补救:1在不影响道路和建筑物的标高下,加铺一层水泥基材料,如自流平水泥、细石混凝土等。问题严重的可能需要除去原有的混凝土,重新浇注混凝土。2采用薄层材料进行弥补。例如施工一层2~3毫米的自流平水泥,采用聚合物改性的腻子刮施、环氧等树脂材料修补。由于病态混凝土的粘结强度很低,两种材料的结合界面很容易分离,造成起皮等新问题。3改变地面材料种类,如铺设瓷砖、水磨石、石材、地毯等,但会增加造价或增加单位面积重量。还可通过在建筑物的不同部位用Fluat混凝土增强剂进行涂刷。

  二、混凝土施工温度和裂缝

  混凝土的裂缝较为普遍,尽管在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍会有出现。究其原因,对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。

  1.温度应力分析

  根据温度应力的形成过程可分为三个阶段,早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。具有两个特征,一是水泥放出大量水化热,二是混凝上弹性模量急剧变化。由于弹性模量的变化,在混凝土内形成残余应力。中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这时期,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。

  2.温度控制和防止裂缝的措施

  为防止裂缝,减轻温度应力可从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

  控制温度的措施如下:

  1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中水泥用量;

  2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土浇筑温度;

  3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;

  4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;

  5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

  6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;

  改善约束条件的措施:(1)合理地分缝分块;(2)避免基础过大起伏;(3)合理安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。

  为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一,例如使用减水防裂剂。其主要作用:

  1)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

  2)水泥用量是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度条件下可减少15%水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。

  3)减水防裂剂可改善水泥浆稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。

  4)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土抗裂性能。

  5)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土抗裂性能。

  6)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效提高混凝土抗碳化性,减少碳化收缩。

  7)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来塑性收缩增加。

  3.混凝土早期养护

  实践证明,混凝土常见的裂缝,多数是不同深度的表面裂缝,主要原因是温度梯度造成,寒冷地区温度骤降也易形成裂缝。因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

  从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度。2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

  混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以

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期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。

  混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土容易且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视。


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