闡述了泵送混凝土在施工過程中經常出現的一些技術問題,以及產生這些問題的原因,并提出了在施工過程中應該采取的技術和組織防治措施,以提高泵送混凝土的施工質量。
建筑技術的發展已使泵送混凝土成為高層、大體積和大跨度混凝土施工的方向, 但是在工程施工中曾出現一些技術問題, 現分析如下。
1 混凝土強度等級不足問題
1.1 混凝土施工時水灰比過大
在目前一些施工單位未嚴格按標準要求選用混凝土的坍落度, 集中攪拌站提供的混凝土坍落度較大, 泵送不出。用水量和水泥用量加大, 混凝土產生裂縫的機會增多。造成實際生產的混凝土單位用水量大于配合比給定的用水量, 在水泥用量不增加的情況下, 實際生產的混凝土強度肯定要低于配制強度, 其造成的損失是較大的。影響混凝土強度的因素有原材料、配合比、施工方法、養護方法。而水泥品種和強度、水灰比是最重要的因素。根據實踐經驗表明:坍落度每增大10mm ,? 用水量需加大2%。
1.2 水泥活性低于水泥強度
水泥活性低于或高于水泥標號對混凝土強度的影響與水灰比有關。在水灰比為0.3、0.35、0.40時,水泥強度每增減1MPa,混凝土強度增減1.29MPa, 1.1 MPa 和0.9MPa 。由此可見, 水泥活性對混凝土強度的影響是明顯的。但是水泥強度均有出廠合格證和復試檢驗結果, 一般配合比設計時要用水泥活性來計算, 所不放心的是水泥存放時間較長, 活性大大降低時, 再用出廠的強度計算, 就可能降低混凝土的強度。
1.3 骨料質量差
砂石級配不良, 含泥量過大、石子針片狀較多、軟弱顆粒多、砂過細或砂率過低, 均會造成混凝土強度降低, 特別是C40 以上強度的混凝土。
1.4 泵送劑質量與摻量影響
泵送劑對混凝土強度的影響十分大。質量優異的泵送劑僅達到JC473292 混凝土泵送劑一等品的技術指標, 必須在滿足坍落度增加值的同時減少10 %~12 % 的水, 使單位用水量降低, 相應降低水灰比, 并達到抗壓強度比不小于115 %。否則泵送劑的減水率低, 在不減水的情況下, 只能加大坍落度, 而使抗壓強度比達不到不小于115 %的合格標準。
混凝土泵送劑對其質量的影響不僅是泵送劑的品種, 更與摻量有關。超大摻量在技術和經濟上均不合理;但摻量低必然會使坍落度的強度降低。因此選擇泵送劑的品種和摻量, 必須針對工程具體實際和采用的原材料、配合比、攪拌、運輸成型方式及環境有關。決不能借用外單位和以往資料, 不經試配即用于工程是十分危險的。
2 混凝土的可泵性問題
混凝土的可泵性是滿足拌合物在泵的輸送下順利進行的反映, 包括:混凝土拌合物在泵腔內易于流動并充滿所有空間;有良好的粘聚性、保水性, 在輸送中不分層離析和泌水;混凝土與管壁之間以及混凝土內摩擦阻力小。從使用角度分析, 混凝土拌合物的可泵性應以流變形式表達;根據經驗得到一定量值的方法來測定。最常用的方法是阿勃拉姆設計的坍落度測量法, 由于設備簡單測量容易, 既可測出流動性大小, 又能判別粘聚性和保水性好壞, 因而已被中國、美國、日本和國際標準化組織( ISO) 確定為測定流動性混凝土工作性的標準方法。最適宜泵送混凝土的最大坍落度值, 世界各國均有一定的要求值。德國為180 mm~220mm ; 日本為180mm~210mm ; 歐洲各國為230mm~250mm ; 我國為180mm~200mm 。為使混凝土具有良好的可泵性并達到設計強度、耐久性和經濟性,對混凝土的工作性特別是最小坍落度應嚴格控制。
3 泵送混凝土的裂縫問題
3.1 塑性收縮裂縫
澆筑后混凝土表面蒸發過快或被基礎、模板吸水過快, 造成初始凝固混凝土急劇脫水而產生的收縮裂縫屬塑性收縮, 當這種塑性收縮受基礎、模板或鋼筋的約束, 因混凝土強度大于零而產生裂縫。從混凝土中蒸發和吸收水分的速度越快, 裂縫越容易產生。降低單位用水量減小坍落度是防止塑性收縮的根本途徑;增加環境濕度、降低氣溫、減小蒸發量和良好的養生也是非常重要的。
3.2 沉降裂縫
產生沉降裂縫的主要原因是混凝土拌合料太稀, 坍落度過大, 沉陷量過高。這種裂縫在坍落度過大的商品混凝土澆筑結構中, 特別是板、墻表面系數過大的結構中容易出現。在混凝土沉陷時受到鋼筋抑制或模板、基礎沉陷或表面不平未壓實沉陷所致。這種裂縫在混凝土澆筑后2h~3h,? 表面明水消失時即出現。其防止辦法是將單位用水量控制在170 kg/m2~175 kg/ m2以下,? 基本滿足泵送需要坍落度降至最小。對已出現的沉陷裂縫在停止后, 將裂縫附近混凝土表面重新抹壓, 使之愈合。
3.3 干縮裂縫問題
水分蒸發是造成干縮和塑性裂縫的主要原因。但塑性是在硬化前短期內產生的, 而干縮是在硬化后較長時間產生的。混凝土干縮是因為水泥石干燥造成的。這種干燥、蒸發是由表及里逐漸發展的。這種裂縫發生在距表層很淺的位置, 常被人們所忽視。但必須注意的是, 干縮裂縫不僅嚴重損害薄壁結構的滲透和耐久性, 也會使大體積混凝土的表面裂縫發展成更嚴重的裂縫,? 對結構的承載力和安全使用影響嚴重。
影響混凝土干燥開裂的主要因素有如下幾點: 1) 水泥品種。水泥需水量越大, 混凝土的干縮率越大, 不同水泥混凝土干縮大小順序為:礦渣硅酸鹽類、普通硅酸鹽類、中低熱、粉煤灰水泥, 從減少收縮考慮采用中低熱水泥和粉煤灰水泥。
2) 水泥用量。干縮隨水泥用量的增加而加大, 減少水泥用量可減少干縮量。
3) 用水量。混凝土干縮受用水量影響最大, 干縮同用水量成正比關系;隨用水量的增加而急劇增大。
4) 砂率。混凝土干縮隨砂率的增大而增加, 但增加的數值不大。
5) 摻合料及外加劑。礦渣、硅藻土、赤頁巖等摻合料在混凝土中會增大干縮;但適量膨脹劑能起補償作用, 利于防止裂縫產生;減水劑、泵送劑和引氣劑有增大混凝土干縮的作用。
6) 養護。早期養護對減少收縮開裂有一定作用。