论机制砂混凝土外观质量的控制措施

2012-08-15宋超黄明王纳

山西建筑 2012年2期

宋超黄明王纳

1 概述

从20世纪60年代起，因为一些建设工程的环境条件所限，我国水电、建筑部门就开始用当地石材进行机制砂的生产工艺、技术性能和应用于混凝土和砂浆的研究，并开始在工程上使用。几十年大量的工程实践，证明了使用机制砂在经济上是合理的，技术上是成熟的。但与天然河砂相比，机制砂的颗粒级配稍差，对混凝土的工作性能以及外观质量有一定影响。因此，需要采取有效措施从多个角度来解决这些问题，提高机制砂混凝土的外观质量。

2 机制砂混凝土的外观特点

机制砂与天然砂最大的差异主要为:天然砂具有较浑圆的颗粒和光滑的表面，天然中砂细度模数多为2.6～3.0，级配较好，对混凝土的工作性十分有利;而机制砂则具有尖锐的颗粒和较多的棱角，粗糙的表面，细度模数多为3.0以上，大于2.5mm和小于0.08mm的颗粒偏多，导致混凝土的和易性较差，容易引起混凝土的外观质量缺陷，主要表现为外表面光洁度较差，有离析泌水现象等。

3 机制砂混凝土外观质量控制措施

3.1 模板制作及安装

结构混凝土施工，能否达到工程整体美观的要求，首先取决于模板，模板的制作安装质量是关键，混凝土的平整度、光洁度、色差度都与模板直接相关，如模板不平顺，板缝不严密，发生渗水、漏浆，甚至支架松动，模板跑模、变形等都将引起混凝土质量不良或外观粗糙现象。因此，对模板从设计到安装，必须严密策划、细化实施，在质量上必须达到标准，决不能仅满足于一般模板质量条件，必须牢固树立高标准、严要求的精品意识，制订内容明确、施工自控的质量标准。

3.2 机制砂混凝土原材料

1)水泥:应符合GB 175-2007通用硅酸盐水泥的要求。强度等级为不大于C30混凝土宜选32.5级，强度等级为C35～C45混凝土宜选42.5级。

2)机制砂:机制砂进场时，应检验颗粒级配、细度模数、泥块含量、石粉含量(含亚甲蓝试验)、松散堆积密度、压碎指标。并应采取措施保证机制砂的质量稳定，并加强机制砂的颗粒级配、细度模数、石粉含量(含亚甲蓝试验)的经常性检测。

3)碎石:应选用强度高、使用两种或两种以上单粒级掺配、同颜色、含泥量小和不带杂物的碎石。

4)外加剂:应符合GB 8076-1997混凝土外加剂、JG/T 223-2007聚羧酸系高性能减水剂的要求。机制砂混凝土宜采用减水率不小于18%的高减水剂，并具有保证混凝土1 h坍落度经时损失不大于30mm的能力。高效减水剂与水泥之间应有良好的相容性，采用混凝土拌和物性能和力学性能对比试验加以确定，相容性试验结果应满足工程施工的要求。

5)水:混凝土拌和用水应符合JGJ 63-2006混凝土用水标准的规定。

3.3 机制砂混凝土的配合比

1)机制砂混凝土单位用水量，仍根据天然砂混凝土坍落度要求进行初选。在不掺减水剂的情况下，达到相同坍落度，机制砂混凝土比相应天然砂混凝土的单位用水量宜适当增加，并且石粉含量越高，用水量越大。为避免提高机制砂混凝土用水量而增大水泥用量，机制砂混凝土的配制宜掺用减水剂;若掺有减水剂，则石粉对机制砂混凝土工作性的影响，最佳石粉含量范围一般为7%～10%。

2)机制砂混凝土单位水泥用量，与天然砂混凝土相比，机制砂混凝土的配制无需增加水泥用量。特别是配制水灰比较大的中、低强度塑性混凝土或大坍落度混凝土时，机制砂的高石粉含量对改善混凝土的工作性和节约水泥用量非常重要，同时可利用机制砂中的石粉解决高强度等级水泥配制低强度等级或大坍落度混凝土时，混凝土强度富余过大与和易性较差之间的矛盾。

3)与相同情况天然砂配制的混凝土相比，机制砂普通混凝土的砂率宜较天然砂混凝土高2%～4%。机制砂细度模数越小，级配越好，石粉含量越大，合理砂率越小。在保证混凝土拌和物粘聚性良好的前提下，应尽可能选取较小的砂率，以保证混凝土的弹性模量和收缩。

4)机制砂表观密度一般较天然砂大，导致机制砂混凝土密度高，因此在采用假定容重法进行配合比设计计算时，机制砂混凝土的假定密度应控制比相应的天然砂混凝土高约20 kg/m3～40 kg/m3。

5)机制砂配制混凝土的减水剂掺量应按机制砂中石粉含量的高低增减。石粉宜作为改善普通中低强度机制砂混凝土和易性的手段，配制的混凝土强度等级越低，流动性越大，机制砂石粉含量宜控制越高。

6)机制砂配制混凝土的和易性对用水量的改变与砂率的变化比较敏感。一旦机制砂级配不良、砂率选择不当、用水量偏高、减水剂掺量过高，易造成机制砂混凝土在出机、卸料过程中离析，振后易泌水。在材料和浇筑方法允许的条件下，应采用尽可能低的坍落度和水灰比，以减少泌水的可能性。

7)如有可能，应在混凝土中适当加入粉煤灰，这样更加能够保证混凝土的外观质量。

3.4 机制砂混凝土生产及运输

1)采用电子计量系统计量原材料，严格按设计配合比要求进行称量，其允许偏差应符合下列规定(按质量计):胶凝材料±1%;化学外加剂±1%;粗、细集料±2%;拌和用水±1%。

2)机制砂混凝土宜采用双卧轴强制式搅拌机拌和，不得使用自落式搅拌机。由于机制砂不像天然河砂那样光圆，拌和时间应比天然砂混凝土延长，增强机制砂混凝土的和易性，可控制在2min～3min。

3)加强机制砂级配的抽检频率，进一步保证机制砂的质量。混凝土施工前，应采用现场原材料对配合比进行复盘，以验证现场原材料的质量稳定性。混凝土拌和前，应严格测定粗、细集料的含水率，准确测定因天气变化引起的粗、细集料含水率的变化，以便及时调整施工配合比。

4)拌和第一盘混凝土时，可增加10%水泥和砂用量，或减少粗集料用量1/3，并保持水胶比不变，以便搅拌机挂浆。在下盘材料装料前，搅拌机内的拌和料应全部卸清。搅拌设备停用超过30min时，应将搅拌筒彻底清洗后才能重新拌和混凝土。

5)化学外加剂宜采用液体外加剂，应从混凝土用水量中扣除溶液中的水量。

6)机制砂混凝土拌和过程中，应密切观察出机混凝土的拌和质量，加大坍落度、扩展度的检测频率。

7)由于机制砂的饱水性比较差，受外界影响，机制砂的含水量就会不均匀，这对混凝土的和易性、坍落度和质量等影响都比较大，宜采用混凝土罐车运输。保证混凝土在运输过程中保持均匀性，运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量等工作性能。

8)混凝土罐车到达浇筑现场时，应高速旋转20 s～30 s。当运至现场的混凝土发生离析时，应在浇筑前对混凝土进行二次拌和。当确有必要调整混凝土的坍落度时，严禁向运输车内添加计量外用水。

9)为避免日晒、雨淋和寒冷气候对混凝土质量的影响，防止局部混凝土温度升高或受冻时应将运输混凝土的容器加上遮盖物或保温隔热材料。

3.5 机制砂混凝土浇筑

1)在浇筑混凝土前，应先计算混凝土总量和每层混凝土用量，并控制每次下料的混凝土数量。混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m;当大于2m时，应采用串筒、溜槽、导管等设施辅助下落，串筒出料口距混凝土浇筑面的高度不宜超过1m，以保证混凝土不出现分层离析现象。混凝土布料要均匀，分层连续推移的方式进行浇筑，其分层厚度不宜大于30cm。严格控制振捣时间和振捣棒插入下一层混凝土的深度，保证深度在5cm～10cm，振捣时间应以混凝土翻浆不再下沉和表面无气泡泛起为止，一般振捣持续时间宜为20 s～30 s。机制砂混凝土比同坍落度的天然砂混凝土易于液化离析，尤要避免过振。当振捣完毕，需变换振捣棒在混凝土拌和物中的水平位置时，应边振捣边竖向缓慢提出振捣棒，以免产生空洞;然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在拌和物内平拖，也不得用振捣棒驱赶下料口处堆积的混凝土拌和物，以免引起混凝土离析。在振捣过程中严禁振捣器碰到钢模板。在混凝土的入仓和振捣过程中混凝土浆不可避免地要溅到模板上，并且有可能形成初凝。为此，要求操作人员随着浇筑高度的上升，位置的变化，不断用干净的粗毛巾抹去溅点，保持模板表面的清洁。

2)混凝土浇筑过程中，应控制混凝土的均匀性和密实性，不应出现露筋、空洞、冷缝、夹渣、松散等现象，特别是构件棱角处。使接缝严密，防止在混凝土振捣过程中出现漏浆。对混凝土表面操作应仔细周到，以使混凝土表面光滑、无水囊、气囊或蜂窝。

3)混凝土振捣完成初步刮平后，应及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用篷布、塑料布等进行覆盖)，防止表面水分蒸发。待暴露面混凝土初凝前，应掀起覆盖物，用抹子搓压表面至少两遍，进行终饰，使之平整后再次覆盖。此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面。

4)高温天气下浇筑混凝土，混凝土入模的温度不应高于30℃。应避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40℃。宜尽可能安排在傍晚或夜间浇筑而避开炎热的白天，也不宜在早上浇筑，以免气温升到最高时加剧混凝土内部温升。

3.6 机制砂混凝土拆模及养护

1)拆模的时间控制不好会对混凝土外观造成影响，拆模过早会导致混凝土面粘模、缺棱掉角，过晚会增加拆模难度。一般混凝土强度达到2.5mPa才能拆除侧模。

2)机制砂混凝土的拆模时间还应考虑到拆模时的混凝土温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂，更不能在此时洒凉水养护。拆模时，结构或构件内部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均不应大于20℃。大风或气温急剧变化时不宜拆模。在寒冷季节，若环境温度低于0℃时不宜拆模。在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模，边拆边盖的拆模工艺。

3)机制砂混凝土拆模后的养护对保证混凝土质量至关重要。养护不及时或不到位都会造成混凝土强度不达标，还会造成混凝土表面裂缝、起皮等缺陷。

混凝土带模养护期间，可采取包覆、浇水、喷淋洒水等措施进行保湿养护。混凝土去除表面覆盖物或拆模后，应及时对混凝土采用蓄水、浇水或覆盖洒水等措施进行潮湿养护，覆盖物可选用粗麻布、棉毡、土工布等。包覆期间，包覆物应完好无损，彼此搭接完整。在混凝土发热阶段最好采用喷雾养护，避免混凝土表面温度产生骤然变化。

4)特别是高石粉含量的机制砂混凝土，比天然砂混凝土在施工早期更易发生塑性收缩和干燥收缩开裂，尤要注意加强早期的及时养护并适当延长养护时间2 d～3 d。在任意养护时间，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时，两者间温差不得大于15℃。当气温低时，应覆盖保温，不得洒水养护。