目前,隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,我國的建筑工程建設(shè)的正處于發(fā)展高峰期,如果在生產(chǎn)過程中對砼質(zhì)量不夠重視,將會帶來很大的代價。而混凝土生產(chǎn)供應(yīng)是一個連續(xù)過程,但混凝土又是一種成品后不能馬上被后續(xù)檢驗工作完全證實是否合格而要立即澆筑使用的產(chǎn)品。在它的施工過程中常受不同方面因素影響,均會使生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量產(chǎn)生變異。優(yōu)質(zhì)的商品混凝土須是工作性能好、強度合格、耐久性好混凝土。三者是一個有機的整體,相互影響、缺一不可。而在更多的時候,我們對水泥混凝土的印象,往往只記得有強度和配合比的要求,而對于強度、配合比以外的其它內(nèi)在因素的了解,卻少之又少。但作為一名工程技術(shù)人員,為了能更好的管好工程,正確指導(dǎo)現(xiàn)場施工,對于水泥混凝土的認識,卻不能限于此,不能只知皮毛,而要潛心研究,對它的反應(yīng)原理、影響因素等進行深入學(xué)習(xí),只有這樣,才能準(zhǔn)確地掌握它的特性,才能對混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量管理進行有效控制。下面,本人將結(jié)合自身實踐,針對水泥混凝土這一特定物質(zhì),從工作性能、強度、耐久性等方面對它展開深入探討,以供業(yè)內(nèi)同行互相參考學(xué)習(xí)。
1 施工期間的結(jié)構(gòu)性能分析
1.1 工作性
混凝土在施工期間的結(jié)構(gòu)性能根據(jù)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足相應(yīng)的坍落度、含氣量、泌水率和溫度的不同要求。普通混凝土的工作性是用坍落度來評價的,從流變學(xué)的觀點看,坍落度表征的是拌合物的屈服值,只反映其流動能力的大小,而反映不出流動的快慢,這需要用塑性粘度的大小來反映,若坍落度相同,粘度大的流動慢,施工時填充模型的速度就慢,粘度過大就會增大施工難度,粘度小,流動快,施工方便,但粘度過小易產(chǎn)生離析與泌水使均勻性變壞,因此要控制好粘度的大小,對普通混凝土,由于用水量大,水膠比大,振搗施工,粘度的影響并不突出,用坍落度一項指標(biāo)就可以,但對混凝土來說,由于用水量少,水膠比低,摻有減水劑和礦物細摻料,使拌合物呈現(xiàn)出:坍落度大、粘度大、均勻性好(不離析、泌水少)的特點,而且多數(shù)是泵送施工,有的還是免振自流平施工,粘度的影響就十分突出,因此單靠坍落度一項指標(biāo)就不夠了,這需要一項表征粘度大小的指標(biāo),目前國際上已提出了很多種測試工作性的新方法試圖解決這一問題,常用的有L形流動試驗,O形(或V形)漏斗試驗、充填性試驗、鋼筋通過性試驗、砂漿流變試驗等等。據(jù)反映,上述方法尚不理想,正在不斷改進完善之中。
目前國內(nèi)一般的作法是:坍落度試驗
先按正規(guī)試驗方法,測出坍落度S與擴展度D兩個指標(biāo);再用倒置的坍落度筒,測定筒內(nèi)拌合物自由下落的排空時間ts。這就是粘性指標(biāo)。泵送混凝土坍落度S應(yīng)在120~200mm范圍,ts是粘度指標(biāo),當(dāng)ts=5~25s時,表示拌合物粘度良好,其擴展度D值宜>500mm,當(dāng)ts<5s時說明粘度太小或>25s時粘度又太大,都表示粘度不好工作性差,需再作調(diào)整[2]。
混凝土拌合物的工作性比強度還重要,是混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵。對僅要求高流動性和高可泵性時,坍落度應(yīng)大于180mm;要求免振時,坍落度應(yīng)大于250mm。拌合物應(yīng)體積穩(wěn)定、不離析、不泌水。
1.2 強度
對現(xiàn)澆混凝土,24h標(biāo)養(yǎng)試件抗壓強度≤12Mpa,目的是為了提高抗裂性,28d標(biāo)養(yǎng)試件與28d同條件養(yǎng)護試件抗壓強度,均要求滿足設(shè)計要求,56d標(biāo)養(yǎng)試件抗壓強度要求≥110%設(shè)計強度值,對預(yù)制構(gòu)件(如軌枕,電桿,預(yù)應(yīng)力梁等),其28d標(biāo)養(yǎng)與同條件養(yǎng)護的試件強度均應(yīng)滿足設(shè)計要求,56d標(biāo)養(yǎng)試件強度要求≥110%設(shè)計強度值[5]。
混凝土的強度一般都很高,而且早期強度也高,高強混凝土多數(shù)是混凝土,但混凝土不一定是高強的。由于用水量少,水膠比低,摻有礦物摻合料,在強度發(fā)展與檢查性試件的測試上,具有與普通混凝土不同的特點。試件強度與結(jié)構(gòu)實際強度的差別按現(xiàn)行規(guī)范,結(jié)構(gòu)物的強度都是以標(biāo)養(yǎng)的試件強度來表征的,這對普通混凝土結(jié)構(gòu)來講是合適的,但對混凝土來說就不合適了。因為結(jié)構(gòu)物體積大,由于混凝土的水膠比小,用水量低,水泥用量多,內(nèi)部水化熱很大,混凝土溫升就很高,一般都大大超過20℃,強度發(fā)展就很快,而試件體積小,標(biāo)養(yǎng)溫度為20℃,混凝土溫升低,強度發(fā)展慢,所以標(biāo)養(yǎng)強度大大低于結(jié)構(gòu)物實際強度,因此標(biāo)養(yǎng)的試件強度就不能代表結(jié)構(gòu)物的實際強度,如果采取試件與結(jié)構(gòu)物同條件現(xiàn)場養(yǎng)護,兩者強度相差也很大,因此有人提出試件按“溫度跟蹤養(yǎng)護”(同溫養(yǎng)護),即在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部布點測溫,按測定的溫度養(yǎng)護試件,并隨時調(diào)整養(yǎng)護溫度,使試件與結(jié)構(gòu)物內(nèi)部保持相同溫度。這樣處于同溫養(yǎng)護的試件強度才能代表結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的真實強度。養(yǎng)護,以對實際結(jié)構(gòu)中的混凝土強度作出明確評估。因此《高強混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工指南》指出,對于重要工程,應(yīng)同時抽取多組標(biāo)準(zhǔn)立方體試件,分別進行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護、密封下同溫養(yǎng)護和密封下的標(biāo)準(zhǔn)溫度。
1.3 耐久性
混凝土6大耐久性指標(biāo)是指混凝土的抗裂性、護筋性、耐蝕性、抗凍性、耐磨性、抗堿骨料反應(yīng)性?;炷量沽研砸钥沽言嚰?cè)面出現(xiàn)裂紋越晚、裂紋寬度越小為越好;混凝土保護層滿足設(shè)計的規(guī)定;混凝土的抗堿骨料反應(yīng)性能應(yīng)滿足設(shè)計的規(guī)定:骨料的堿硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率或堿碳酸鹽反應(yīng)巖石柱膨脹率應(yīng)小于0.10%,當(dāng)骨料的堿硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率在0.10%~0.20%時,除了混凝土的堿含量小于3kg/m3外,還在混凝土中摻加具有明顯抑制效能的礦物摻和料和復(fù)合外加劑,并應(yīng)證明抑制有效;抗凍性大于F200次;抗?jié)B性大于P20[5]。
混凝土材料的耐久性對結(jié)構(gòu)物的使用壽命、維護和安全具有重要的作用,歷來統(tǒng)計資料表明,結(jié)構(gòu)物在使用過程中的失效、破壞、突發(fā)事故的發(fā)生,都是由于耐久性不夠引起的,而不是強度欠缺所致。就國內(nèi)來說,據(jù)1995年國家統(tǒng)計的和建設(shè)部的統(tǒng)計,在60億m2的城鎮(zhèn)房屋中,就有半數(shù)需要進行修繕和加固,其中有30億m2,需亟待加固改造才能正常使用。另據(jù)2008年統(tǒng)計,在90億m2城鎮(zhèn)民用建筑中,有50億m2需要加固,其中15億m2急需修理加固。
1.4 環(huán)境因素對混凝土的影響
①炎熱干燥氣候收縮引起混凝土開裂;
②水泥水化不充分,混凝土強度降低;
③混凝土中微細孔中某些化合物結(jié)晶產(chǎn)生的結(jié)晶壓;
④水的滲透凍融交替引起從混凝土表面剝落開始的破壞;
⑤Cl-離子的滲透腐蝕鋼筋;
⑥硫酸鹽侵蝕造成混凝土膨脹、開裂、強度下降;
⑦化學(xué)侵蝕、軟水侵蝕、溶蝕;
⑧堿——集料反應(yīng);
⑨膠凝材料中CaO和MgO的水化生成物中過量的鈣礬石引起體積膨脹;
⑩大氣中CO2引起的鋼筋銹蝕;
2 結(jié)束語
混凝土在施工期間性能的好壞,既影響建筑物的安全,也影響建筑物的造價,影響混凝土施工期間的結(jié)構(gòu)性能的因素很多,我們要綜合考慮。因此在施工中我們須對混凝土的施工結(jié)構(gòu)性能有足夠的重視。