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房建施工中混凝土质量通病及其防治技术分析

2024-03-19石蔚涛

建材发展导向 2024年5期
关键词:水灰比外加剂耐久性

石蔚涛

(阳泉市元承建业工程有限公司,山西 阳泉 045000)

混凝土作为房屋建筑中最常用的材料之一,其质量直接关系到房屋的结构安全和使用寿命。然而,在房建施工中,混凝土常出现一些质量问题,如空鼓、剥落、裂缝等表面缺陷,强度不达标和收缩变形问题,配合比失调和材料质量问题等。这些问题严重影响了混凝土的和易性、强度、变形和耐久性,因此,需要采取相应的防治技术来解决。

1 房建施工中混凝土质量通病

1.1 空鼓、剥落和裂缝等表面缺陷

空鼓是指混凝土与模板或基层之间存在空隙,导致混凝土表面产生空洞声响。剥落是指混凝土表面的一部分或全部脱落。裂缝则是由于混凝土收缩、弯曲或受力过大而产生的开裂现象。这些表面缺陷会降低混凝土的美观性和耐久性,同时可能导致水渗透和结构破坏。

1.2 强度不达标和收缩变形问题

混凝土的强度是衡量其质量的重要指标。强度不达标意味着混凝土无法承担设计荷载或使用条件所需的力学要求。收缩变形是指混凝土在干燥过程中由于水分流失而引起的体积缩小,可能导致开裂和变形。这些问题可能影响建筑物的结构安全性和使用寿命[1]。

1.3 配合比失调和材料质量问题

配合比是指混凝土中各种材料的比例关系。配合比失调可能导致混凝土坍落度不合适、孔隙率过高或过低,从而影响混凝土的密实性、强度和耐久性。此外,材料质量的问题,如质量差的水泥、骨料或掺合料,也会直接影响混凝土的性能和质量。

2 混凝土质量通病防治技术

2.1 使用高品质的原材料

使用高品质的原材料是确保混凝土质量的重要一环。以下对水泥、骨料和外加剂等原材料进行详细说明。水泥是混凝土的胶结材料,选择高品质的水泥可以提高混凝土的强度和耐久性。优质水泥应符合国家标准,并具备以下特点:良好的细度、均匀的成分、适当的矿物掺合料含量和较低的碱含量。购买水泥时需要注意检查包装完好,并储存于干燥通风的地方,避免受潮和团聚。骨料是混凝土中的粗集料,对混凝土的力学性能和耐久性有重要影响。选择质量好的骨料可以提高混凝土的抗压强度、抗冻融性和耐久性。常用的骨料包括粗砂、碎石、卵石等。优质骨料应具备以下特点:坚硬、强度高、无软弱颗粒和有机物污染。在施工过程中,要注意控制骨料的含水率和级配,以确保混凝土的均匀性和稳定性。外加剂是指添加到混凝土中的化学物质,可以改善混凝土的某些性能。常用的外加剂有减水剂、增塑剂、缓凝剂和早强剂等。选择适当的外加剂可以调节混凝土的坍落度、流动性、密实性和抗渗性等特性,合格的混凝土如图1所示。优质的外加剂应符合国家标准,并在施工过程中按照厂家说明正确使用。

图1 混凝土

除了选择高品质的原材料外,还需要注意储存和使用的细节。原材料应储存在干燥、通风的仓库中,避免受潮和污染。袋装水泥应放置在坚硬、干燥的地面上,避免接触地面潮湿而吸湿。骨料应储存在干燥堆场上,并采取覆盖措施防止雨水浸泡。在使用原材料之前,需要对其进行检查。检查水泥是否结块、变质或过期,骨料是否含有过多的细颗粒和有机物。避免使用劣质原材料,以免影响混凝土质量。在搅拌过程中,要确保水泥、骨料和外加剂的掺入均匀,充分混合[2]。

2.2 控制混凝土配合比

控制混凝土配合比是确保混凝土质量的关键步骤之一。混凝土配合比指的是水泥、骨料、砂子和水等成分的相对比例和配比方式。合理选择配合比可以通过以下方面来实现:均匀性、稳定性、孔隙率和缺陷控制以及强度和耐久性的提高。合理的配合比可以保证混凝土的均匀性和稳定性。通过精确控制水灰比(水与水泥质量的比值),可以使混凝土拥有适当的流动性和可塑性,从而确保混凝土在施工过程中能够均匀地填充模具或结构中的每个角落,减少空隙和孔洞的形成,提高混凝土的密实性和均匀性。合理的配合比有助于减少混凝土的孔隙率和缺陷。通过优化骨料和砂子的搭配比例,可以减少内部空隙的产生,并避免过多的细粒骨料聚集在一起。此外,添加适量的粉煤灰、硅灰或粉状矿渣等掺合料也可以填充混凝土中的微观孔隙,减少混凝土的渗透性和渗水性能。

同时,合理的配合比对混凝土的强度和耐久性起着至关重要的作用。通过选用合适的水泥种类、控制骨料的颗粒形状和大小以及添加化学掺合剂等方式,可以提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和耐久性,使其能够承受更大的荷载和外界环境的侵蚀。在选择混凝土配合比时,需要综合考虑工程的具体要求和使用条件。不同的施工项目和结构设计对混凝土的性能有不同的需求,因此,需要根据工程要求、材料特性和可行性进行合理调整。此外,还需要参考相关国家或地区的混凝土标准和规范,以确保配合比符合建筑行业的要求和标准。

2.3 控制水灰比

控制水灰比是确保混凝土质量的重要步骤之一。水灰比是指混凝土中水与水泥质量之比,直接影响混凝土的强度、耐久性和工作性能等关键特性。合理控制水灰比对混凝土具有重要影响。水灰比是影响混凝土强度的主要因素之一。较低的水灰比可以减少水分在混凝土中的占比,使水泥颗粒更好地结合起来,从而形成致密的胶凝体结构,提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度。水灰比的选择也与混凝土的耐久性密切相关。较低的水灰比可以降低混凝土的孔隙率,减少渗透介质(如水、气体、盐等)侵入混凝土内部的机会,从而提高混凝土的耐久性。降低渗透性可以减少混凝土内部的化学反应、腐蚀和开裂等问题,延长混凝土的使用寿命。水灰比还与混凝土的工作性能密切相关,较低的水灰比会使混凝土变得更加粘稠,从而降低混凝土的流动性和可塑性。在施工过程中,适当的工作性能对于混凝土的摊铺、振捣和成型等操作至关重要。因此,需要根据具体施工要求,在保证强度和耐久性的前提下选择合适的水灰比,以满足施工工艺的需求[3]。

为了合理控制水灰比,以下方面需要注意。根据工程设计要求和结构的特点,确定合适的强度和耐久性要求。不同的工程项目对混凝土强度和耐久性有不同的需求,因此水灰比的选择应与工程相匹配。考虑所选用的水泥品种、骨料特性以及外加剂的影响。不同的材料组合对混凝土的水泥胶体形成和水化反应有不同的影响。因此,需要综合考虑材料特性来选择适宜的水灰比。通过试验,确定不同水灰比下混凝土的强度、收缩性和耐久性等性能指标,以找到最佳的水灰比范围。在施工过程中,确保准确的配合比计量和严格控制水泥、骨料和水的用量。此外,合理的施工方式和养护措施也对混凝土的质量和水灰比起着重要作用。

2.4 使用掺合料和外加剂改善混凝土性能

使用掺合料和外加剂是改善混凝土性能的常用方法,可以提高混凝土的强度、耐久性和工作性能,同时降低成本和环境影响。掺合料是指在混凝土中添加替代部分水泥的材料,如粉煤灰、硅灰、矿渣粉等。掺合料能够通过以下方式改善混凝土性能:掺合料的使用可以部分替代水泥,减少了水泥的用量,降低了成本,并且对环境有积极的影响。某些掺合料具有细微颗粒的填充效应,可以填补混凝土内部的微观孔隙,减少收缩和开裂的发生。掺合料能够改善混凝土的致密性和孔隙结构,降低渗透介质(如水、气体、盐等)进入混凝土内部的机会,进而提高混凝土的抗渗性能。一些掺合料可以通过活化水泥颗粒和加速水化反应,提高混凝土的强度和耐久性。一些掺合料能够抑制碱-骨料反应的发生,减少混凝土因此而引起的开裂和损坏。

外加剂是指在混凝土中添加的化学物质,如减水剂、增塑剂、缓凝剂、早强剂等。外加剂能够通过以下方式改善混凝土性能:减水剂和增塑剂可以降低混凝土的黏性,提高流动性和可塑性,从而使混凝土更易于施工和摊铺。缓凝剂和早强剂可以调节混凝土的凝结和硬化时间,以适应不同的施工要求和环境条件。一些外加剂能够促进水泥的水化反应,形成致密的胶凝体结构,从而提高混凝土的强度和耐久性。外加剂可以改善混凝土的排气性能,减少气孔和表面缺陷的产生,提高混凝土的质量和外观[4]。

2.5 控制施工工艺

控制施工工艺是保证混凝土质量的关键环节之一。合理操控混凝土的搅拌时间、浇筑方式和养护条件等施工工艺,可以有效减少混凝土的缺陷和质量问题,确保最终建筑结构的稳定性和耐久性。搅拌时间是指混凝土在搅拌机中的混合时间。合理控制搅拌时间对混凝土的均匀性、流动性和强度具有重要影响。搅拌时间过短可能导致混凝土不够均匀,出现团聚和孔隙;搅拌时间过长则会引起水分挥发和混凝土早期凝结,降低混凝土的强度。因此,需要根据混凝土配合比、外部温度等因素合理确定搅拌时间,以确保混凝土的质量。浇筑方式包括:浇注、振捣、覆盖等方式。合理选择浇筑方式对混凝土的密实性、均匀性和表面质量具有重要影响。在浇注过程中,需要确保混凝土均匀地流向模板各个部位,避免产生空隙和孔洞。同时,振捣操作可以提高混凝土的密实性和抗渗性,有效排除混凝土中的气泡。在大体积混凝土结构的浇筑中,还需采取适当的覆盖方式(如图2所示),以防止混凝土表面的早期干燥和温度变化过快。

图2 混凝土养护

养护是指在混凝土硬化阶段提供适宜环境,促进水泥胶体的水化反应和混凝土的强度发展。合理控制养护条件可以改善混凝土的强度、耐久性和表面质量。养护包括湿养护和保温养护2种形式。湿养护可以通过持续浸泡或覆盖湿布等方式,保持混凝土表面湿润,促进水化反应进行。保温养护则可以保持混凝土的温度,在合适的温度范围内加速水化反应。养护时间也需要根据混凝土的类型、外部温度和强度要求等因素进行合理安排。除了上述施工工艺,还需采取其他措施来控制施工质量。这包括定期检查混凝土的坍落度、测量混凝土的含水率和温度、避免过早脱模和负温差养护等。同时,合理组织施工队伍,培训施工人员的技能和意识,确保施工人员具备正确的操作技巧和施工经验。

2.6 加强养护管理

加强养护管理是确保混凝土质量的重要措施之一。在混凝土养护期间,适宜的湿度和温度条件能促进水泥胶体的水化反应和混凝土的硬化,从而提高混凝土的强度和耐久性。同时,养护期间需要采取保护措施,以防止外力破坏和环境污染。混凝土养护期间需要保持一定的湿润程度,以防止混凝土早期干燥和收缩。湿度控制可通过以下方式实现:在浇注完成后立即进行湿包覆,使用湿布或遮阳网等材料覆盖混凝土表面,并保持湿润。这可以减少混凝土表面的水分蒸发,帮助水泥充分水化。每天对混凝土进行喷雾湿养护,使其保持湿润状态。喷雾时间和次数需根据环境温度和相对湿度调整,以保持适宜的湿度。在大体积混凝土结构中,可以采用覆盖浸泡的方法,将混凝土表面持续浸泡在水中,保持湿润状态[5]。

适宜的温度有利于水泥胶体的水化反应,加快混凝土的强度发展。温度控制可通过以下方式实现:使用保温材料(如保温棉、保温剂等)覆盖混凝土表面,以防止混凝土过早失去热量,提供适宜的温度条件。保温时间需要根据混凝土类型和环境温度来确定。在高温季节或强日光照射下,要采取遮阳措施,避免混凝土表面的温度过高。在养护期间,还需要注意保护混凝土,避免外力破坏和环境污染。在刚浇注的混凝土上不要踩踏或施加重压,以防止混凝土表面变形和损坏。在混凝土初凝前,应避免使用振动设备或重物震动混凝土,以防止产生空隙和孔洞。在低温季节,要采取防冻措施,避免混凝土受到冻融损害。可使用保温材料覆盖,或加入防冻剂。

3 结语

在房建施工中,混凝土质量问题是需要高度重视和有效防治的。通过对混凝土质量的严格控制和管理,可以提高房屋结构的安全性和耐久性,确保建筑物的质量和可靠性。

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