在混凝土生产过程中,混凝土裂缝是建筑工程中较为普遍存在的问题

摘要:   影响预制构件产品质量的因素有很多,如原材料、配方、生产工艺、生产条件以及操作者的技术水平和素质等,因此产生构件的质量波动在所难免。而与普通预制构件相比,在重大工程上应用的混凝土预制构件的技术参数趋向于达到绿色耐久性构件。这对其内在质量和外观质量要求更高,对其生产和施工要求更加严格,因此要求预制构件生产必须加大技术投入,健全技术管理制度,严格的质量控制和管理,包括原材料管理、建立高性能混凝土的制备及施工工艺、生产工艺参数和工艺条件优化和确保以及养护运输的把关等各环节。这也是有效防治预制混凝土构件生产周期出现裂缝的综合措施。   一、原材料的选择问题   原材料的选择应根据实际情况制定严格的可操作性控制标准,每个种类原材料的选择应以质量稳定为基础,使用质量控制水平稳定的品牌产品,不宜同时使用过多的不同品牌的同类材料。   (1) 材料选择关键是控制骨料品质情况,骨料的级配、最大粒径、粒形和表面结构都是间接地影响混凝土干缩的因素。其中骨料的弹性模量被公认为对干缩影响最大、最直接。在混凝土内部,对硬化水泥浆体的收缩起约束作用的主要是骨料。对其选择应从以下几方面进行:   ① 严格控制对骨料中的有害杂质(如粘土杂物),粘土的收缩大于水泥石的收缩,集料含有粘土会引起混凝土较高的收缩,都能增加混凝土的收缩,降低抗拉强度。所以应控制粗骨料含泥量小于 0.5%,细骨料含泥量小于 1.0% ;   ② 粗骨料需有较好的连续级配,形成最大堆积密度,使得混凝土骨架密实,收缩率少。   ③粗骨料的形状和表面特征对混凝土的强度影响很大。表面较粗糙的结构,可使骨料颗粒和水泥石之间形成较大粘着力。但是针片状骨料会影响混凝土的流动性和内部孔隙率,因此其针片状骨料含量宜小于 10% 。   ④细骨料宜选用石英含量高、颗粒形状浑圆、洁净、具有平滑筛分线的中粗砂,细度模数在 2.5—2.9 之间。   (2) 尽量使用强度等级高的或早期强度高的水泥,减少水泥掺量,适当采用双掺或三掺技术,使其复合、互补、叠加等效应达到最小收缩性能。   保持原材料的质量稳定是保证混凝土质量的重要条件。对原材料不仅要有专人采购和专人管理,并有固定堆放地点。各种原材料要有明显的标牌,标明材料名称、品牌、厂家和来料日期以及将要使用的部位。预拌混凝土搅拌站应设置存放矿物掺和料的料仓。购进的原材料都必须抽取有代表性的试样,进行严格复检。砂石的质量必须符合有关标准,才能提高混凝土质量,降低生产成本。集料的堆放场地应当有夯实或抹灰的地面,以免增加集料中的含泥量或惰性粉细料。   二、抗裂预构件配合比选择问题   2.1.混凝土抗裂配合比的选择方案:采用最大骨料堆积密度,以体积平衡法,以最小水泥用量,配合适当水胶比和适宜的砂率进行设计复配和试验。   (1)优化粗集料的级配可提高混凝土的匀质性,提高混凝土劈裂抗拉强度,减少收缩。良好的骨料级配、粒径相对大的,且空隙率及表面积都减小,在其它条件相同的情况下,能减小混凝土水泥用量,降低发热量,减缓温度收缩,防止混凝土开裂,同时混凝土密实度提高,强度也相应提高了。   (2)根据工程实际选取水泥和掺合料品种,结合所设计的混凝土强度等级,耐久性、施工工艺要求确定适当的水胶比和单方用水量。配制出的胶结材浆体要有一定的流动性和粘性。随着水胶比的增加,混凝土内部提供了更多的空间用于自由水的扩散,从而减少了混凝土抵抗变形的刚度,引起混凝土的收缩应变也随之增加。因此,要减少混凝土的收缩应变,应尽量采用较小的水胶比。   (3)砂率的设计一般以满足施工要求为前提,通常控制在 35%—42%,不同施工方法需求混凝土流动性和配置砂率有所不同。砂率亦应根据胶凝材料用量的不同而做适当的调整,如果胶凝材料用量较多,在满足施工性能下宜适当降低砂率。   2.2 试配中所有原材料取样应具有代表性,以避免偶然原因产生的偏差。为了减少试配量,试配前应对原材料进行严格检验。配合比确定后,实验室应向生产、质检部进行详细交底,指出生产该类混凝土的注意事项,落实施工质量保证的措施实验室还应根据生产现场的实际情况,不定期抽取生产用原材料进行复盘实验。而当现场原材料或生产工艺有变化时,必须重新试配。   2.3 增强混凝土的抗拉性能,增韧补偿混凝土的抗拉性能比较差是由混凝土自身的组成决定的,所以首先要保证混凝土的质量,让混凝土充分的发展自身的强度;其次就是可以加入纤维材料来改善混凝土的受拉性能,作为混凝土又一重要组分,纤维材料在提高混凝土韧性、抗弯拉强度和抑制裂缝等方面确实有着诸多的优异性。   三、预制构件生产工艺参数和工艺条件优化的问题   对于重大工程混凝土预制构件的生产在进行工艺布局及控制方面就应该细化,应针对普通构件生产中存在的问题和缺陷进行优化配置,生产过程控制的力度需加强,控制的指标需从严,对关键的技术控制点需重点把关。   对构件的混凝土生产中,搅拌条件和工艺的确立是生产离差较小混凝土的保证。这包括性能良好的搅拌机,适宜搅拌时间,和投料顺序。否则会使拌和物均匀性受到影响。混凝土的强度值也会产生很大的变异性。这都必须对混凝土配方经过反复试验得出。对生产工艺过程,包括半成品加工和成品加工。对于重大工程的混凝土预制构件对半成品质量和隐蔽安装工程的质量同样注重,技术进步和产品换代是预制构件行业的唯一出路。通过市场手段淘汰落后工艺、陈旧产品和作坊式的构件厂;对设备、技术、人员条件较好的构件厂通过技术改造推出适应市场需求的新预制构件产品,这是预制构件行业的发展方向。   四、预制构件工厂养护和储存及搬运安装的问题   (1) 对于预制混凝土构件的养护需改变以往的理念。由于预制混凝土构件体积较大,对其长期进行保温保湿的养护难度较大,所需设施较多,一般构件厂均根据现有资源按所制定的养护制度进行保湿养护,如浸水、喷淋或涂养护剂等,且相关的国家、行业规范也定出一定的需养护期,这可保证预制混凝土构件的强度和整体质量得到有效保证,但对于养护期过后的防护要求就显得尤为不足。特别是预制混凝土构件在露天堆放,受风吹、日晒、雨淋及化学侵蚀等影响,表面的龟裂在所难免,需对后期养护加以重视。   对预防预制混凝土构件后期龟裂的有效措施:   ① 保湿是关键,保持构件表面湿润使构件的干缩值降到最小,避免开裂,补水措施一定要到位。   ② 防晒是前提,构件表面干燥开裂主要是受暴晒而水分快速蒸发,混凝土表面层毛细孔的水分因蒸发而弯月面增大,使得张力亦增大,容易使得毛细孔垮塌,同时表面水分的蒸发,使得混凝土表面能亦增大,以至于容易产生表面龟裂。故遮荫防晒能达到有效防御。   ③ 覆盖是有效方法,单纯的覆盖叠堆构件的上层,效果并不理想,由于风干失水及周边外露,构件同样会因形成不同湿度梯度所产生的应力而开裂。应进行四周围蔽的紧贴覆盖,才能达到较佳效果。   (2) 预制混凝土构件的运输安装也是两个值得注意的质控的环节。在构件的搬运和安装时往往会对构件产生碰损,虽然对碰损破坏的地方进行了加强修补,但对于因碰撞而对构件表面和内在产生的微裂纹就难以估量了,这可影响到构件的耐久性使用效果。所以成品保护意识需得到重视,应上升到重点监控的层次。

科学配制混凝土,早期强度明显提高,加快模板周转,加快施工速度,其技术、经济综合效益十分显着。

掺入外加剂可使预制混凝土获得早强、高强缓凝的特性,预制混凝土中可以加入减水剂还可大量减少用水量,从而提高强度、减少收缩。另外加入的粉煤灰等掺合料在保持预制混凝土同等强度的情况下可以减少水泥用量,从而也可减少收缩。

4.正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分考虑不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。

人是指直接参与施工的组织者、指挥者和操作者。人作为控制的对象,是要避免产生失误;作为控制的动力,是要充分调动人的积极性,发挥人的主导作用。为此,除了加强政治思想教育、劳动纪律教育、职业道德教育、专业技术培训、健全岗位责任制外,还需要根据工程特点,从确保质量出发,人的技术水平,人的心理行为,人的错误行为等方面来控制人的使用。禁止无技术资质的人员上岗操作;对不懂装懂,图省事、碰运气,有意违章的行为必须及时制止。

水泥的品种不同收缩不同,应选择收缩小的水泥品种。水泥的强度等级越小、单位体积用量越小收缩越小。

2.对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。

5混凝土受各种因素影响而产生变形也要引起足够重视。

外加剂和掺合料

3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。

3和易性是决定混凝土质量的主要因素和易性是混凝土拌和物的流动性,粘聚性,保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌和和易性不良时,则混凝土可能振捣不实或发生离析现象,产生质量缺陷。混凝土的和易性良好,混凝土易振实,且不发生离析,能够获得均质密实良好的混凝土浇筑质量。通常一些人配制混凝土选用低水量、低坍落度,强调以振实工艺来保障混凝土质量,其实这样易产生蜂窝,孔洞等质量缺陷。实践表明,和易性良好的混凝土才便于振实,且应具有大些的流动性或可塑性,以利于浇筑振实,且应具有较好的粘聚性和保水性,以免产生离析,泌水现象。现在通过掺高效减水剂来提高混凝土的和易性。

施工前的准备

4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

对混凝土集料来说,影响配合比组成变异而导致混凝土强度过大波动的主要原因是含水率,含泥量的变化和石子含粉量的影响。在混凝土生产过程中,对原材料的质量控制,除经常性的检测外,还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律,并拟定相应的对策措施。如砂石的含泥量超出标准要求时,及时反馈给生产部门,及时筛选并采取能保证混凝土的其它有效措施。砂子含水率,通过干炒法,及时根据测定的含水率来调整混凝土配合比中的实际用水量和集料用量。对于相同标号之间水泥活性的变异,是通过胶砂强度试验的快速测定,根据水泥活性结果予以调整混凝土的配合比。水泥、砂、石子各性能指标必需达到规范要求。

骨料包含石子、沙子等,骨料对水泥的收缩有限制作用,所以应选择弹性高、级配良好不含杂质的骨料。另外骨料粒径越小,砂率越高,收缩越大。

2.混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当,严重增加混凝土收缩。

工民建中的民用住宅、办公楼(梁、板、拄、基础),水工建筑中的厂房(基础、梁、板、柱)、大坝、隧洞衬砌、渡槽、桥梁等工程建筑物的结构安全和防渗等绝大多数由混凝土和钢筋混凝土承担,因此混凝土的质量在工程建筑物中显得尤其重要。

适当增加预制混凝土构件的配筋率,钢筋与预制混凝土之间的握裹力也能部分抵抗预制混凝土的收缩;设置后浇带也能减少或杜绝收缩裂缝的产生。

1.在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施;而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。

4混凝土浇筑振捣过程是混凝土质量控制的主要环节混凝土配合比设计、原材料的质量、配料准确、搅拌均匀运输,浇筑振实成型,养护等整个施工环节中,浇筑振实成型是主要的环节。

合理的施工方法

二、裂缝的控制措施

5.1.4混凝土受到过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层。

合理的构造措施

混凝土配合比原因

2.1混凝土施工配合比的调整试验室所确定的混凝土配合比,其和易性不一定能与实际施工条件完全适合,或当施工设备、运输方法或运输距离,施工气候等条件发生变化时,所要求的混凝土坍落度也随之改变。

预制混凝土在运输和浇筑中不得离析,还要注意夏季施工时温度不能过高,冬季施工时温度不能过低;浇筑预制混凝土前要用水把基层和模板浇透。大体积预制混凝土要分层或分段施工,为了防止内外温差过大还可以在预制混凝土内部埋设冷水管,使预制混凝土内外温差小于25℃。

4.水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大,越易开裂。

原材料的质量及其波动,对混凝土质量及施工工艺有很大影响。如水泥强度的波动,将直接影响混凝土的强度;各级石子超逊径颗粒含量的变化,导致混凝土级配的改变,并将影响新拌混凝土的和易性,骨料含水量的变化,对混凝土的水灰比影响极大。为了保证混凝土的质量,在生产过程中,一定要对混凝土的原材料进行质量检验,全部符合技术性能指标方可应用。骨料中含有害物质,超过规范规定的范围内,则会妨碍水泥水化,降低混凝土的强度,削弱骨料与水泥石的粘结,能与水泥的水化产物进行化学反应,并产生有害的膨胀的物质。如果粘土、淤泥在砂中超过3%,碎石、卵石中超过2%,则这些极细粒材料在集料表面形成包裹层,妨碍集料与水泥石的粘结。它们或者以松散的颗粒出现,大大地增加了需水量。如使用有机杂质的沼泽水,海水等拌制混凝土,则会在混凝土表面形成盐霜。

配合比不同预制混凝土的收缩不同,施工中应严格按照施工配合比搅拌,不可随意改变预制混凝土配合比。应严格控制水灰比,水灰比越大收缩越大。

5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

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