浅谈混凝土工程的质量控制.docx
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浅谈混凝土工程的质量控制.docx
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浅谈混凝土工程的质量控制
浅谈混凝土工程的质量控制
1绪论
1.1本课题设计的背景
随着全球化经济的高速发展,像高层建筑、水坝和地下工程等大型工程被广泛需要,也变得越来越多,对混凝土的使用量也越来越大,施工技术也不断成熟,但是很多工程仍然出现不同程度的裂缝,轻者的造成渗漏水,影响建筑美观、舒适,重者影响建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故,给人民群众的生命安全带来威胁;在高层建筑的地下框架结构中,底板裂缝的情况占到了大约20%,地下室外墙的混凝士裂缝情况占到了同类建筑的80%左右
混凝土裂缝是混凝土建筑领域一贯的质量通病,影响了框架结构的耐久性和整体性。
因此,采取有效的措施控制裂缝,减少甚至杜绝裂缝的出现相当有必要。
1.2国内外研究状况
建筑物的裂缝问题是个较复杂的问题,早在二十世纪三十年代,就有学者开始了这方面的探索和研究。
至今,在某些专题上(如钢筋混凝土构件在简单受力条件下的裂缝问题)国内外取得了不少成果,编制了一些规程、规范,有了一些计算公式,也解决了一些实际问题。
随着人们对建筑行业的日益关注,尤其对混凝土裂缝的研究和探讨也越来越丰富,相关范等形式从实务上制定了对建筑专业的基本要求,例如《混凝土裂缝检测预防、控制及故障鉴定修复新技术与国家强制性标准实用手册》,广大的学者也以专著、论文等形式对混凝土裂缝进行了研究。
1.3课题研究方法
文章以混凝土裂缝问题为研究对象,在介绍混凝土裂缝的基础之上,分析了混凝土裂缝的具体原因,从而提出了混凝土裂缝的对策建议,旨在为提升建筑行业发展,探索一些可行的措施,同时为建筑行业的发展提供一些借鉴之据。
文章涉及混凝土裂缝等多个方面的多个问题,通过调查问卷、实证研究、逻辑推理、文献法等多种方法展开研究。
2.混凝土原材料控制
2.1水泥质量控制
水泥是混凝土的核心原材料。
从某种意义上说,水泥的优劣决定了混凝土的优劣。
水泥是混凝土强度、抗冻抗渗、泌水和假凝、裂缝、干缩、徐变、碳化、耐久性等的最主要、最直接的影响因素。
水泥在进入施工现场使用前,除应持有生产厂家的合格证外,还应做强度、凝结时间、安定性等常规检验,检验合格方可使用,切勿先用后检或边用边检;不同品种的水泥要分别存储或堆放,不得混合使用,大体积混凝土尽量选用低热或中等水泥,降低水化热,在钢筋混泥土结构中,严禁使用含氯化物的水泥。
2.2骨料的质量控制
骨料是制作混凝土最重要的原材料之一。
骨料的级配、含有的有害物质、粒径大小等,都会影响混凝土的质量。
骨料强度对混凝土的影响也不容忽视,特别是粗骨料,对混凝土的许多性能有重要影响,如抗冻、抗渗、干缩、耐久性等,都与粗骨料有密切关系。
河砂等天然砂是建筑工程的主要用砂,但随着河砂资源的减少和价格的上升,不少工程已使用山砂和人工砂。
用于混凝土的砂应控制泥和有机质的含量。
砂进场后应做筛分试验、含泥量试验、视比重试验、有机质含量试验。
普通混凝土宜优先选用细度模数2.4~2.6之间的中砂,泵送混凝土用砂对0.315mm筛孔的通过量不宜小于15%,且不大于30%;对0.16mm筛孔的通过量不应小于5%。
石子一般选用粒径4.75~40mm的碎石或卵石,泵送高度超过50mm时,碎石最大粒径不宜超过25mm;卵石最大粒径不宜超过30mm。
石子进场后做压碎值试验、筛分试验、针片状含量试验、含泥量试验、视比重试验。
储料场对不同规格、不同产地、不同品种的石子应分别堆放,并有明显的标示。
2.3拌和混凝土用水
拌和用水可使用自来水或不含有害杂质的天然水,不得使用污水搅拌混凝土。
预拌混凝土生产家不提倡使用经沉淀过滤处理的循环洗车废水,因为其中含有机油、外加剂等各种杂质并且含有不确定,容易使预拌混凝土质量出险难以控制的波动现象。
2.4外加剂质量控制
外加剂可改善混凝和易性,调节凝结时间、提高强度、改善耐久性。
应根据使用处混凝土的性能要求、施工工艺及气候条件,结合混凝土的原材料性能、配合比以及对水泥的适应性等因素,通过试验确定其品种和渗量。
低温时产生结晶的外加剂在使用前应采取防冻措施。
预拌混凝土生产产家不得直接使用粉状外加剂,应使用水性外加剂。
必须使用粉状外加剂时,应采取相应的搅拌匀化措施,并确保计量准确的前提下,方可使用。
工程师应对外加剂的选择加以限制,避免出现品种多而杂的情况。
2.5掺合料质量控制
在混凝土中掺入掺合料,可节约水泥,并改善混凝土的性能。
掺合料进场时,必须具有质量证明书,同时按不同品种、等级分别存储在专用的仓罐内,并做好明显标记,防止受潮和环境污染。
3.混凝土的配合比质量控制
配合比是混凝土的灵魂。
混凝土的性能、质量和耐久性的好坏都与配合比有直接或间接的关系。
工程的设计强度明确以后,现场工程师首先要考虑的是如何做好配合比。
混凝土的配合比应根据设计的混凝土强度等级、耐久性、坍落度的要求,按《普通混凝土配合比设计规程》规定试配确定,不得使用经验配合比。
试验室应结合原材料实际情况,确定一个既满足设计要求,又满足施工要求,同时经济合理的混凝土配合比。
泵送混凝土配合比应考虑混凝土运输时间、坍落度损失、输送泵的管径、泵送的垂直高度和水平距离、弯头设置、泵送设备的技术条件、气温等因素,必要时应通过试泵送确定。
设计出合理的配合比后,要测定现场砂、石含水率,将设计配合比换算为施工配合比。
4.混凝土的浇筑质量控制
4.1浇筑前的检查
混凝土浇筑前要检查混凝土的生产原料资料,坍落度及外观,混凝土原料资料包括水泥的品种、骨料的品种、掺合料和外加剂的用量等必须有混凝土生产厂家的合格证。
现场检测坍度与要求的坍落度之间的偏差是否满足允许偏差范围。
且混凝土的和易性要好,不出现离析现象。
满足以上要求后,方可进场浇筑。
同时按规定要求留置标准养护试块和同条件试块。
4.2浇筑模板的控制
浇筑时,要目测与用工具检查模板承载力、刚度、致密性,观测浇筑过程中位移、变形、漏浆现象。
4.3浇筑的方式选择
浇筑混凝土时,应由低处向高处分层、由远至近浇筑。
同一区域的混凝土应按先竖向结构后水平结构的顺序分层浇筑。
每层的厚度应根据捣实工具和方法、结构的配筋情况等因素确定,一般分层厚度应该在300至500mm之间。
当水平结构的混凝土浇筑厚度超过500mm时,可按1/6至1/1.2之间的坡度分层浇筑,且上层混凝土应超前覆盖下层混凝土500mm以上。
此外,在浇筑中不能出现离析现象;若浇筑结构物高出3m,应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。
在混凝土浇筑过程中应经常检查模板、支架、钢筋、预埋件、预留孔洞的情况,若有变形、移位现象时,应及时采取措施进行处理。
4.4混凝土的布料选择
在浇筑竖向结构混凝土时,布料设备的出口离模板内侧面不应小于50mm,且不得向模板内侧面直冲布料,也不得直冲钢筋骨架。
浇筑水平结构混凝土时,不得在同一处连续布料,应在2~3m范围内水平移动布料,且宜垂直模板下料。
4.5浇筑后的捣实
混凝土的捣实是为了使混凝土下模后顺利成型达到密实的目的,保证混凝土结构构件外形正确、表面平整、内部密实、强度及其他性能符合设计要求。
所以混凝土浇筑入模后应立即进行充分的振捣,使新人模的混凝土充满模板的每角落,排出气泡,使混凝土达到最大的密实度和均匀性的效果。
4.6浇筑后的检查
混凝土浇筑后,要检查混凝土是否均匀密实,是否浇筑整个模板空间,新旧混凝土是否结合良好,混凝土表面是否平整光洁。
5.混凝土存在问题对策
5.1混凝土裂缝处理对策与措施
5.1.1混凝土配制选材方面
一是宜选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。
二是选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。
三是外掺胶凝材料一般选择细度要与水泥颗粒相当,烧失量小,含硫量和含碱量低,需水量比较小的。
四是外加剂应选择减水、引气、膨胀、缓凝复合型的外加剂。
5.1.2混凝土施工方面
混凝土施工浇筑过程中在振捣时,振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜,间距要均匀,浇筑完毕后,表面要压实、抹平,以防止混凝土表面出现裂缝。
其次施工规范要求浇筑混凝土要求分层浇筑,分层流水振捣,同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。
5.1.3混凝土温度控制方面
一、是混凝土高温浇筑时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热或采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。
二、是拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土出机温度,预留温度收缩比例。
三、是加强混凝土结构物的温度养护。
混凝土开裂裂缝的修补措施主要有以下一些方法:
表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。
(1)表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。
通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
(2)灌浆、嵌逢封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。
常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。
常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
(3)结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。
结构加固中常用的主要有以下几种方法:
加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
(4)混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。
常用的置换材料有:
普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
(5)电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。
阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。
这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。
(6)仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
5.2混凝土蜂窝麻面问题的对策
(1)严格按《混凝土泵送施工技术规程》中的规定执行,每层混凝土浇注厚度不应大于50cm。
(2)选择使用优质的引气剂或消泡剂。
优质的引气剂在混凝土中引入的气泡直径在10—200μm,气泡在混凝土中分布比较均匀。
如果水泥中含有引气组分,在拌制混凝土时应在其中加入消泡剂。
(3)降低混凝土黏稠度。
适当调整混凝土水灰比、砂率、胶结材料用量以及外加剂的组分,改善混凝土的黏稠性。
(4)控制新拌混凝土的和易性。
如果混凝土离析泌水,严格控制振捣时问,必须适时进行复振。
(5)混凝土入模时间要控制在一个小时内连续浇筑,严防石子堆积影响质量。
在混凝土浇筑前先清理模板内和垫层上的杂物,并用水湿润模板,防止混凝土溅落在模板上,混凝土采用细石混凝土。
5.3露筋
5.3.1原因分析
1.砼振捣时垫块移位,或垫块太少及厚度不够;
2.构件断面小,钢筋过密,石子级配不好;
3.砼坍落度较小,振捣不密实;
4振捣棒撞击钢筋,使钢筋发生位移,造成露筋。
5.3.2解决措施
1.砼浇筑前垫足垫块,保证厚度,固定到位;
2.控制石子粒径在5-25mm之间,浇筑柱时接口处需要砂浆做引浆;
3.适当放大坍落度,便于振捣;
4.振捣棒尽量避开钢筋,无法避免处振捣后应使钢筋复位。
5.4现场堵泵堵管
5.4.1原因分析
1骨料级配不连续
2.坍落度过小或过大离析,或现场随意加水;
3.管道布置不合理,弯头太多,或是在软管前接太多硬管;
4.管道在上次浇筑完毕后未及时清理干净积料。
5.4.2解决措施
1.控制好泵送砼骨料的粒径、针片状含量和细骨料的细度模数;
2.控制好砼到现场的坍落度,禁止随意加水;
3.布管道时要遵循宁直勿弯的原则,软管前面禁止接硬管;
4.泵送完毕后,要将泵送管道内清洗干净,不得留有残余砼料
5.5施工预防
(1)混凝土从搅拌机中卸出后,其运输延续时间受混凝土温度高低限制,当混凝土温度20℃~30℃时,不超过1h;10℃~19℃时,不超过1.5h;5℃~9℃时,不超过2h。
若长距离运输宜采用混凝土运输搅拌车来运输,时间应在1h以内。
当采用泵送混凝土应保证混凝土泵连续工作,泵送前先用适量的与混凝土成分相同的水泥砂浆或水泥浆润滑输送管道。
混凝土从卸料、运输到泵送完毕时间不得超过1.5h,夏季还应缩短。
泵送过程中,泵的受料斗内应充满混凝土,防止吸收空气形成阻塞。
(2)混凝土自由倾落高度不宜超过2m,否则应用串筒、斜槽、溜管或振动溜管下落。
当用串筒时,最后一节应拉成垂直,间距不宜大于3m;若用斜槽,坡度不宜大于60°,出口处应设有垂直挡土板,防止发生离析现象。
(3)每层浇筑厚度按下列规定:
用插入振捣棒捣时,为振动器作用部分的1.25倍;表面振动器为200mm;人工振捣时,基础或配筋稀疏的结构250mm;配筋密肋结构为150mm,每次浇筑向前推进长度宜为1.0~1.5m。
(4)对钢筋密集处,采用细石混凝土或水泥砂浆,适当增大混凝土的坍落度,采用片式、针式振动器振捣或辅以人工振捣。
(5)墩、柱、墙连成整体的梁板结构:
应在浇筑墩、柱、墙及基础的混凝土之后,停歇1~1.5h,再浇筑梁板或突出部分的混凝土,避免水平与垂直构件交接处产生裂缝。
(6)浇筑竖向结构或大体积结构时,底部应先填以5~10cm厚与所用混凝土成份相同的水泥砂浆,以免形成离层。
对大体积结构混凝土还应该采取有效的防裂措施,严格控制混凝土出现裂缝。
(7)混凝土尽可能地连续浇筑,必须间歇时应尽量缩短时间,并不超过2h,在前层混凝土凝结之前,必须将次层混凝土浇筑完成。
若因施工技术、工艺或组织上的原因不能继续浇筑,应准确地留设混凝土施工缝,混凝土达到1.2Mpa强度才能继续浇筑,浇筑前应剔除掉施工缝处水泥薄膜、松动石子或钢筋上浮浆及斑锈,加以湿润并冲洗干净,铺抹水泥浆或与混凝土成分相同的水泥砂浆一层。
(8)加强混凝土养护,做好表面保温措施(如蓄水养护或覆盖潮湿的草垫等适当延长拆模时间,以使混凝土表面缓慢散热;对于大体积混凝土,控制入模温度,并进行测温跟踪,控制混凝土内外温度差在25℃以内。
5.6设计预防措施
(1)建筑平面造型在满足使用要求的前提下,力求简单,平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力。
(2)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。
如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施。
(3)控制建筑物的长高比,长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。
(4)正确设置变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理。
(5)合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。
(6)限制伸缩缝间距。
对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,可以和其它结构缝合并使用。
(7)部分窗台砌体应加强。
对宽大的窗台下部宜设置钢筋砼梁,以适应窗台的变形,防止窗台处产生竖直裂缝。
(8)构件配筋要合理,间距要适当。
断面较大的梁应设置腰筋。
大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。
主梁在集中应力处,宜增加附加横向钢筋。
(9)减少地基的不均匀沉降,在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度,不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。
(10)层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝。
(11)积极采用补偿收缩混凝土技术:
在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。
要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。
(12)重视对构造钢筋的认识:
在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
6结语
钢筋混凝土结构开裂是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面,建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各种开裂出现,是不可避免的,其有害程度是可以控制的,有害与无害的界限是由结构使用功能决定的。
因此加强钢筋混凝土结构出现开裂原因的分析是非常重要的,设计、施工、材料等方面因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、相互制约的,必须全面系统的考虑。
从开裂的分类入手,弄清开裂出现的原因,对开裂采取措施加以正确的处理,能够避免钢筋混凝土结构开裂的产生或者使开裂尽可能将其有害程度控制在允许范围之内,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防开裂的出现和发展,钢筋混凝土结构开裂问题将会逐渐得到圆满的解决。
保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
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