第一篇:混凝土抗壓強度不合格的原因及防治
談談混凝土、砂漿試件抗壓強度不合格的原因與防治
在建筑工程質量日常檢查中,經常發現混凝土和砂漿試塊檢測報告單不合格的現象,致使施工單位不得不又委托、請求法定檢測單位采用回彈法或抽芯法等方法進行現場破損或非破損檢測。影響了工程的正常質量評定與驗收,給施工企業造成了額外的經濟損失,給工程帶來了不良的社會影響。筆者通過調研與分析,發現極少數是工程質量確實達不到設計要求,但更多的純屬試塊制作、養護不符合規范,致使試塊檢測不合格。
混凝土和砂漿試件抗壓強度不合格的主要現象有以下四種情況: 1.1 試件抗壓強度值低,不符合設計要求,這種情況最普遍。
1.2 試件抗壓強度值崎高,超過幾個設計等級。如:有的混凝土,設計強度為C20,而試塊抗壓強度則達到了C40以上;有的砌體砂漿,設計強度為M5.0或M7.5,而試塊抗壓強度則達到了M20、M25,有的砂漿試塊報告單,其強度值甚至為30MPa以上。有時,同一個工程,同一樓層,其砂漿試塊強度還遠大于混凝土試塊強度,其報告單的可信度、真實度不得不讓人產生質疑。
1.3 試件抗壓強度值無效,其結果不作評定依據。即:三個試件測值的最大值和最小值與中間值的差值均超過中間值的15%時,該組試驗結果應為無效。
1.4 試件抗壓強度值雖然符合設計要求,但根據《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107—87),采用非統計方法評定或者統計方法評定時,混凝土不合格。如,某批混凝土,當采用非統計方法評定時,其試件抗壓強度平均值必須大于或等于1.15倍的設計標準值,否則即使達到了設計要求,也仍然評定不合格。
混凝土和砂漿試件抗壓強度不合格的主要原因
通過調查分析,造成混凝土和砂漿試件不合格的主要原因是以下四個方面:
2.1 混凝土和砂漿試件制作、養護不符合要求。有的甚至隨心所欲,隨地亂放,隨意加料,隨便加溫,致使混凝土和砂漿試件抗壓強度不合格。2.2 混凝土和砂漿實物質量施工粗糙,母體本身不合格,試件自然也就不符合要求。
2.3 混凝土和砂漿配合比設計通知單出具不正確,造成按“單”施工不符合設計圖紙要求。
2.4 檢測機構的儀器設備有誤或人為因素操作影響。也不排除有的檢測單位和人員受經濟效益和經濟指標的驅使,為了創收和增加現場檢測費用收入,存在試件檢測不公正不科學的主觀現象。3 混凝土和砂漿試件抗壓強度不合格的防治
在實際工作中,許多混凝土和砂漿試件不合格的工程及其部位,通過采用回彈法或抽芯法進行檢測,結果發現現場實體質量良好,其檢測結果絕大部分都符合設計要求。如:筆者抽查了湖北陽新等部分市、縣近年來50項工程的300余份試件不合格的報告單,結果發現其回彈檢測報告值或鉆芯檢測報告值,95%以上都是符合設計要求的,其強度評定合格,極少數不合格的也與設計要求相距不大。因此正確預防混凝土和砂漿試件不合格,具有重要的現實意義。其主要防治途徑還是要保證試件的制作和養護規范有效,這是根本、是主流。根據《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》(GB/T50080-2002)、《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T50081-2002)和2009年6月1日新實施的《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》(JGJ/T70-2009),本文重點從如何按照規范制作、養護混凝土和砂漿試件方面作一闡述。3.1 正確制作、養護砂漿試件 3.1.1砂漿的取樣方法
1建筑砂漿試驗用料應從同一盤砂漿或同一車砂漿中取樣。取樣量不應少于試驗所需量的4倍。
2砂漿取樣方法應按相應的施工驗收規范執行,并宜在現場攪拌點或預拌砂漿卸料點的至少3個不同部位及時取樣。對于現場取得的試樣,試驗前應人工攪拌均勻。
3從取樣完畢到開始進行各項性能試驗,不宜超過15min。3.1.2砂漿試件的制作
1試模:應為70.7mm×0.7mm×70.7mm的帶底試模,符合《混凝土試?!稪G237-2008的規定選擇,應具有足夠的剛度并拆裝方便。每組為3個立方體試件;
鋼制搗棒:直徑為10mm,長度為350mm,端部磨圓;
3應采用黃油等密封材料涂抹試模的外接縫,試模內應涂刷薄層機油或隔離劑。應將拌制好的砂漿一次性裝滿砂漿試模,成型方法應根據稠度而確定。成型時振搗方式為兩種,當稠度大于50mm時,宜采用人工插搗成型;當稠度小于或等于50mm時,宜采用振動臺振實成型,這是由于當稠度小于或等于50mm時人工插搗較難密實且人工插搗宜留下插孔影響強度結果。成型方式的選擇以充分密實、避免離析為原則。
l)人工插搗:應采用搗棒均勻地由邊緣向中心按螺旋方式插搗25次,插搗過程中當砂漿沉落低于試??跁r,應隨時添加砂漿,可用油灰刀插搗數次,并用手將試模一邊抬高5—10mm各振動5次,砂漿應高出試模頂面6—8mm;
2)機械振動:將砂漿一次裝滿試模,放置到振動臺上,振動時試模不得跳動,振動5-10s或持續到表面泛漿為止,不得過振;
應待表面水分稍干后,再將高出試模部分的砂漿沿試模頂面刮去并抹平。
3.1.3 砂漿試件的養護
1試件制作后應在溫度為20±5℃的環境下靜置24€?h,對試件進行編號、拆模。當氣溫較低時,或者凝結時間大于24h的砂漿,可適當延長時間,但不應超過2d。試件拆模后應立即放入溫度為20±5℃,相對濕度為90%以上的標準養護室中養護。養護期間,試件彼此間隔不得小于10mm,混合砂漿、濕拌砂漿試件上面應覆蓋,防止有水滴在試件上;
從攪拌加水開始計時,標準養護齡期應為28d,非標準養護齡期一般為7天或14天。3.1.4砂漿試件的抗壓強度試驗步驟
l試件從養護地點取出后應及時進行試驗,避免試件內部的溫度發生顯著變化。試驗前應將試件表面擦拭干凈,測量尺寸,檢查其外觀,并應計算試件的承壓面積。當實測尺寸與公稱尺寸之差不超過lmm時,可按照公稱尺寸進行計算;
2將試件安放在試驗機的下壓板或下墊板上,試件的承壓面應與成型時的頂面垂直,試件中心應與試驗機下壓板或下墊板中心對準。開動試驗機,當上壓板與試件或上墊板接近時,調整球座,使接觸面均衡受壓。承壓試驗應連續而均勻地加荷,加荷速度應為0.25—1.5kN/s,砂漿強度不大于2.5MPa時,宜取下限。當試件接近破壞而開始迅速變形時,停止調整試驗機油門,直至試件破壞,然后記錄破壞荷載。試驗方法必須規范,不能為所欲為的盲目操作。
3.2正確制作、養護混凝土試件 3.2.1混凝土的取樣方法
1普通混凝土力學性能試驗應以三個試件為一組,每組試件所用的拌合物應從同一盤混凝土或同一車混凝土中取樣。取樣量應多于試驗所需量的1.5倍;且宜不小于20L。
2混凝土拌合物的取樣應具有代表性,宜采用多次采樣的方法。一般在同一盤混凝土或同一車混凝土中的約1/4處、1/處和3/4處之間分別取樣,從第一次取樣到最后一次取樣不宜超過15min,然后人工攪拌均勻。3從取樣完畢到開始做各項性能試驗不宜超過5min。
4試模應符合《混凝土試?!罚↗G237-2008)中技術要求的規定,定期對試模進行自檢,自檢周期宜為三個月。3.2.2混凝土試件的制作
l成型前,應檢查試模尺寸并符合有關規定;試模內表面應涂一薄層礦物油或其他不與混凝土發生反應的脫模劑。
2取樣或試驗室拌制的混凝土應在拌制后盡短的時間內成型,一般不宜超過15min。
3取樣或拌制好的混凝土拌合物應至少用鐵锨再來回拌合三次。
4根據混凝土拌合物的稠度確定混凝土成型方法,坍落度不大70mm的混凝土宜用振動振實;大于70mm的宜用搗棒人工搗實;檢驗現澆混凝土或預制構件的混凝土,試件成型方法與實際采用的方法相同。1)用人工插搗制作試件應按下述方法進行:
a.混凝土拌合物應分兩層裝入模內,每層的裝料厚度大致相等;
b.插搗應按螺旋方向從邊緣向中心均勻進行。在插搗底層混凝土時,搗棒應達到試模底部;插搗上層時,搗棒應貫穿上層后插入下層20~30mm;插搗時搗棒應保持垂直,不得傾斜。然后應用抹刀沿試模內壁插拔數次; C.每層插搗次數按在10000mm2截面積內不得少于12次;
d.插搗后應用橡皮錘輕輕敲擊試模四周,直至插搗棒留下的空洞消失為止。
2)用插入式振搗棒振實制作試件應按下述方法進行:
a.將混凝土拌合物一次裝入試模,裝料時應用抹刀沿各試模壁插搗,并使混凝土拌合物高出試模口;
b.宜用直徑為25mm的插入式振搗棒,插入試模振搗時,振搗棒距試模底板10~20mm且不得觸及試模底板,振動應持續到表面出漿為止,且應避免過振,以防止混凝土離析;一般振搗時間為20s。振搗棒拔出時要緩慢,拔出后不得留有孔洞。
3)用振動臺振實制作試件應按下述方法進行:
a.將混凝土拌合物一次裝入試模,裝料時應用抹刀沿各試模壁插搗,并使混凝土拌合物高出試???;
b.試模應附著或固定在符合要求的振動臺上,振動時試模不得有任何跳動,振動應持續到表面出漿為止;不得過振。
5刮除試模上口多余的混凝土,待混凝土臨近初凝時,用抹刀抹平。3.2.3混凝土試件的養護
1試件成型后應立即用不透水的薄膜覆蓋表面。2采用標準養護的試件,應在溫度為20±5℃的環境中靜置一晝夜至二晝夜,然后編號、拆模。拆模后應立即放入溫度為20±5℃,相對濕度為95%以上的標準養護室中養護,或在溫度為20±5℃的不流動的Ca(OH)2飽和溶液中養護。標準養護室內的試件應放在支架上,彼此間隔10~20mm,試件表面應保持潮濕,并不得被水直接沖淋。
3同條件養護試件的拆模時間可與實際構件的拆模時間相同,拆模后,試件仍需保持同條件養護。
4標準養護齡期為28d(從攪拌加水開始計時)。3.2.4混凝土試件的抗壓強度試驗步驟
1試件從養護地點取出后應及時進行試驗,將試件表面與上下承壓板面擦干凈。
2將試件安放在試驗機的下壓板或墊板上,試件的承壓面應與成型時的頂面垂直。試件的中心應與試驗機下壓板中心對準,開動試驗機,當上壓板與試件或鋼墊板接近時,調整球座,使接觸均衡。
3在試驗過程中應連續均勻地加荷,混凝土強度等級<C30時,加荷速度取每秒鐘0.3~0.5MPa;混凝土強度等級≥C30且<C60時,取每秒鐘0.5~0.8MPa;混凝土強度等級≥C60時,取每秒鐘0.8~1.0MPa。當試件接近破壞開始急劇變形時,應停止調整試驗機油門,直至破壞。然后記錄破壞荷載。如果試驗方法不規范,盲目操作必然帶來結果的失真。
綜上所述,防治混凝土、砂漿試件不合格,首先,施工單位認真按圖施工、誠信操作是前提;其次,正確的制作和養護試件是關鍵。此外,檢測機構一方面要加強對機械設備的定期保養檢定,避免儀器有誤,提高精度;另一方面要加強對檢測人員的業務技術素質和政治思想素質的培養。同時,有關部門要嚴禁給檢測單位和人員下達經濟指標任務的違規行為,杜絕利益掛鉤,避免人為操作因素影響,確保檢測數據既真實又準確,確保實物質量既安全又科學。
第二篇:混凝土試塊抗壓強度評定及不合格批的處理方法
混凝土試塊抗壓強度評定及不合格批的處理方法
一、混凝土試塊的性質分析
混凝土結構的強度等級必須符合設計要求,在混凝土澆筑地點隨機抽取的混凝土試件是檢查結構構件混凝土強度是否滿足設計要求的依據。在結構混凝土施工過程中,至少需要留置四種試塊作為檢驗混凝土質量的試件。
第一種是自拌混凝土的“開盤鑒定”試塊?!痘炷两Y構工程施工質量驗收規范》這樣說:“首次使用的混凝土配合比應進行開盤鑒定,其工作性應滿足設計配合比的要求。開始生產時應至少留置一組標準養護試件,作為驗證配合比的依據?!边@是檢驗混凝土施工配合比是否滿足設計強度的檢驗試件,這個試件是在標準養護條件下達到28天齡期后開始試驗的,不能代表結構構件的質量。
《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2000第6.1.6條進行混凝土強度試驗時,每種配合比至少應制作一組(三塊)試件,標準護到28d時試壓,需要時可同時制作幾組試件,供快速檢驗或較早齡期試壓,以便提前定出混凝土配合比供施工使用。但應以標準28d強度或按現行行業標準《粉煤灰在混凝土和砂漿中應用技術規程一》(JGJ28)等規定的齡期強度的檢驗結果為依據調整配合比。
這個試件是用來檢驗施工配合比質量的,因此需要在結構構件正式施工前28天完成“開盤鑒定”。第二種標準養護條件試塊,是由專門的施工人員刻意制作的,其試驗強度往往高于實際構件的強度。還有的混凝土試塊不能按照構件所使用的混凝土的品質制作,比如“坍落”為180~220mm的用于在水下灌注的混凝土,如果用現場抽取的樣品不作任何加工是無論如何也制作不成的,象水一樣流動的混凝土制作成150mm見方的試件是無論如何也壓不到設計強度的。
因此,這個試件也只能用來動態控制施工配合比的質量。
第三種是“拆模試塊”,這個試件的強度就是決定承重構件能否拆除支架的依據,是同條件試塊的“兄弟”。第四種是真正意義的“同條件試塊”,這才是斷定構件混凝土是否滿足設計強度的真實試件。規范將其作為“結構實體檢驗”的依據“對混凝土強度極限的檢驗,應以在混凝土澆筑地點制備并與結構實體同條件養護的試件強度為依據?!?/p>
同條件養護混凝土試件與結構混凝土的組成成分、養護條件等相同,可較好地反映結構混凝土的強度。這本來應該是非常有效的方法,但現實中沒有幾家的“同條件試塊”是合乎規定的,絕大多數“同條件試塊”都是在標準養護室內養護的試件,和處在自然環境中的構件養護條件相去甚遠。
“同條件試塊”的試驗齡期是一個相當難以掌握的數據。原則是“同條件養護試件達到等效養護齡期時,其強度與標準養護條件下28d齡期的試件強度相等?!?/p>
這就需要通過實踐經驗來確定這個試驗齡期了?!痘炷两Y構工程施工質量驗收規范》這樣說:“同條件自然養護試件的等效養護齡期及相應的試件強度代表值,宜根據當地的氣溫和養護條件,按下列規定確定:
1、等效養護齡期可取按日平均溫度逐日累計達到600°C.d時所對應的齡期,0°C及以下的齡期不計入;等效養護齡期不應小于14d,也不宜大于60d;
2、同條件養護試件的強度代表值應根據強度試驗結果按現行國家標準《混凝土強度檢驗評定標準》GBJ107的規定確定后,乘折算系數取用;折算系數宜取為1.10也可根據當地的試驗統計結果作適當調整。”
因此,參加統計方法或非統計方法綜合評定結構或構件混凝土質量的試件,應該是“同條件養護試件”而不是“標準養護試件”。
二、混凝土試塊抗壓強度評定方法
依據《混凝土強度檢驗評定標準》GB/T50107-2010當樣本數量大于10組時,采用評定標準5.1.3條評定方法,該方法適用于一般建筑工程施工現場澆筑的混凝土質量統計方法評定。其強度應符合
檢驗批試塊強度平均值 設計強度
檢驗批中最小一組試塊強度
同一檢驗批混凝土立方體抗壓強度的標準差,精確到小數0.01,當標準差小于2,5時取2.5(N/mm2)。抗壓強度標準差的計算公式: 其中:n檢驗批組數
檢驗批試塊強度的2次方的合計數
檢驗批的總組數×試塊強度平均值的2次方
有的公司是用軟件評定的,用Excle同樣可以完成以上工作。在評定之前,需要根據檢測報告先做一個匯總表,如果發現如下兩種情況則先不必評定:
1、當檢測報告中注明該組試塊“不作評定”時,說明這組試塊的三個抗壓數據之差都超過15%,數據離散了,不能作為評定的依據。100組里即使出現1組該檢驗批也就先評為“不合格”了;
2、試件組數在15組以上的匯總表中出現了抗壓強度≤85%的試塊時,就意味著評定結論不滿足第二個條件,該檢驗批不合格。三 被評定為不合格的混凝土檢驗批處理方法
除前述的兩種異常情況外,當檢驗結果不滿足第5.1.3的規定時,則該批混凝土被評為不合格批。
不合格批混凝土標準養護試塊并不一定完全說明構件混凝土不合格,有原材料、半成品材料的因素,也有制作、養護等方面的因素;
不合格批混凝土同條件養護試塊的問題就大了,假定養護條件和構件完全一致,那么就必須要采取其它方法驗證后才能確定處理方案。《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB50300-2001第5.0.6條條文說明給出了質量不符合要求時的處理方法:“第二種情況,是指個別檢驗批發現試塊強度等不滿足要求等問題,難以確定是否驗收時,應請具有資質的法定檢測單位檢測。當鑒定結果能夠達到設計要求時,該檢驗批仍應認為通過驗收。
第三種情況,如經檢測鑒定達不到設計要求,但經原設計單位核算,仍能滿足結構安全和使用功能的情況,該檢驗批可以予以驗收。一般情況下,規范標準給出了滿足安全和功能的最低限度要求,而設計往往在此基礎上留有一些余量。不滿足設計要求和符合相應規范標準的要求,兩者并不矛盾?!?/p>
對于試塊強度小于設計強度85%或以下的同條件養護試塊,可以采用從結構或構件中鉆取試件的方法或采用非破損方法,如“回彈儀檢測推定法”、“超聲回彈法綜合法”等方法對結構或構件混凝土的強度進行檢測推定。
為了保證結構安全,即使同條件試塊檢驗批評定合格,那些抗壓強度小于設計強度100%的試塊也應及時與設計院聯系,請結構工程師對該試塊所代表的構件進行驗算,確定是否需要采取處理措施。
第三篇:混凝土試件不合格原因分析
混凝土試件不合格原因分析
我部于2014年1月25日接到石泉縣方源建材檢驗檢測有限公司通知,內容為我標段澆筑8#樓~軸一層構造柱及頂梁板C25混凝土試塊強度試驗結果不合格,檢測值為設計標號的84%。根據《凝土強度檢驗評定標準》有關規定,我部將原有一組“會同監理部旁站員共同見證現場抽取同條件養護試塊”,于2014年2月24日再次送到實驗室復檢,其復試報告為合格,【注:成型日期2013年12月25日,(溫度不夠600℃,齡期為兩個月)】。
為此我項目部及時組織了相關人員,對當時制作試塊的人員進行詳細了解,并找出原因,認真分析。
一.混凝土試塊制作經過
1.由于澆筑混凝土時現場試驗員請假不在崗,制作試塊臨時由其他人員代替。
2.混凝土澆筑在10點鐘時,監理通知施工員,現場取樣做試塊,當時由門衛從室內拿出3組試模送上結構現澆層。當時監理旁站員劉伯霖在現場時,由振搗工人制作了1組“同條件養護試塊”,此時旁站員接到電話到三標段工地有事走后,門衛又將剩余2組試模拿下樓,在混凝土泵車口下將混凝土裝入試模,直至脫模送檢
二.原因分析
1.同條件養護試塊: 在混凝土通過泵送到結構部位,骨料均勻,并且對混凝土試塊進行了振搗處理。處理辦法是:把試塊放在單體的模板上,用振動棒對單體模板進行振動,直至無氣泡為止,達到混凝土密實效果,并在試塊成型后第三天脫模,防止因搬運而損壞的現象。2.標準養護試塊:
門衛從樓上拿回原因:他認為同條件養護1組本身放在上面不動的,而標養2組脫模時間早還需要及時脫模送走,在泵車口取混凝土制作方便,并且泵車下的混凝土水泥漿好、標號高。
① 沒有按照監理旁站要求制作,監理旁站有事走后,單方制作試塊本身就不符合要求。如果在監督下制作操作不當,監理旁站會指出錯誤并且會阻止制作,就會避免此事件發生。
② 對混凝土材料性能缺乏知識:泵車下混凝土流漿時間過長;水泥是膠凝材料;混凝土強度不是水泥本身,而是水泥和骨料的化合物;混凝土流漿雖說易裝模和脫模,不需要振搗,看似密實,但內部存在很多水分,收縮性大,水泥漿凝固后本身屬于脆性材料,它完全不同混凝土。這就是導致本此試塊達不到要求的主要原因。
三.采取措施、嚴防類似事項發生
1.不能忽視本項工作,使工人清楚的知道它的重要性和嚴肅性,混凝土砂漿試塊必須由項目部專人(試驗員)在監理旁站的監督下親自制作,絕不允許其他工人代替制作。
2.項目部對本次不合格事件為教訓,對項目部各管理人員和各班負責人進行施工規范教育,確保本工程各個結構的質量,嚴把質量關,杜絕類似事件再次發生。
項目技術負責人:
項目經理:
2014安康市福興房產開發集團建筑有限公司 年2月25日
第四篇:混凝土開裂原因及防治措施
混凝土開裂原因及防治措施
近年來,在民用建筑設計中通常采用現澆鋼筋混凝土樓板、樓蓋。但在實際應用中也發現存在很多問題,在新建工程的結構中出現裂縫的情況比較突出,已經成為一個較普遍的質量問題。具體表現在:開裂時間極快,在現澆板澆筑后、終凝前即開裂:開裂形狀各異,計有直紋、斜紋與菲網紋等多種,此等現象,直接關系到房屋的使用壽命與安全隱患,如果不認真對待和妥善處理,勢必導致嚴重后果。
一、現澆混凝土樓板開裂原因
混凝土收縮裂縫產生的機理是:混凝土在結硬過程中,水泥石會產生水化熱,由于構件內部和表面升溫和降溫速度不同,混凝土的收縮變形就不同,就會產生較大的收縮應力,使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力,當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時混凝土表面就會產生裂縫。
引起現澆混凝土樓板收縮開裂的原因大概有以下幾點: 1.材料方面
1)混凝土配合比、水灰比
由于混凝土配合比不當,造成混凝土分層離析,特別是梁板結構的板,由于混凝土的離析,上部出現水泥漿層,收縮大,引起樓板面的不規則裂縫。目前采用的商品混凝土,為了保證商品混凝土的流動性能,坍落度較大,因此水灰比也較大。2)粉狀摻合料大、品質不良引起的裂縫
粉劑摻合料的使用,如摻加粉煤灰、礦渣等,也會增加混凝土的收縮。粉狀材料的用量越大,收縮也越大。
3)粗骨料用量減少和粒徑減小
為了保證混凝土的可泵性,工程中一般選用較小粒徑的粗骨料,或減少粗骨料的用量。粗骨料的用量的減少和粗骨料粒徑的減小,會使混凝土的體積穩定性下降,不穩定性變大,從而增大了混凝土收縮。2.設計方面
1)結構設計不合理
收縮裂縫往往出現在收縮應力集中的薄弱截面上,在進行設計中,一般只注重建筑功能而忽視建筑結構問題。如建筑平面不規則,而結構設計時又沒有采取加強措施,造成在凹凸角處容易產生溫度應力和收縮應力集中,從而造成板開裂。
2)后澆帶及伸縮縫設置不合理
在大體積及長結構中,沒有設置足夠的后澆帶及伸縮縫,使結構內部產生的應力無法釋放,在薄弱部位產生裂縫。3)樓板中暗埋PVC管
由于樓板較薄,因此在埋有PVC管線處樓板截面削弱很大,而樓板跨中部位一般只有一層下部鋼筋,容易出現順著PVC管線走向的裂縫。3.施工原因
1)澆筑混凝土時,操作不規范;
施工中,混凝土振搗不密實、不均勻;混凝土澆筑過快,分層或分段澆筑時,接頭部位處理不好;混凝土攪拌、運輸時間過長。
2)鋼筋保護層偏大或過小
施工澆注混凝土時為鋪設架板,施工人員在鋼筋上踩踏,致使上層鋼筋的保護層厚度偏大,引起板面開裂。混凝土保護層墊塊的不足及缺失,造成鋼筋保護層偏小,造成鋼筋銹蝕,使得鋼筋有效斷面面積減小,鋼筋與混凝土握裹力削弱,結構承載力下降,并將誘發其它形式的裂縫,加劇鋼筋銹蝕,導致結構破壞。3)未采取適當的養護措施
混凝土澆注后,沒有按要求及時進行養護,導致板收縮開裂。
二、預防混凝土樓板開裂的措施
混凝土收縮開裂是與材料的固有性能有關,要想完全避免是不可能的,只能從設計、施工以及材料等方面加以改進,采取“防和放”的手段防止和釋放收縮變形產生的應力集中,以減少裂縫的產生。1.設計方面
1)避免結構突變產生應力集中,在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施。
2)增配構造筋提高抗裂性能。配筋應采用小直徑、小間距。
3)由于樓板較薄,因此PVC管線的埋設盡量采用分散布置,減少對板的影響。4)在同樣配筋率的情況下盡量減小鋼筋的直徑和間距;在板角部位配置與對角線平行的角部加強鋼筋;
5)在大體積及大跨度的結構中采用預應力鋼筋混凝土結構。
6)在超長結構中,設置足夠的伸縮縫,同時在結構薄弱位置設置后澆帶及誘導縫。2.材料方面
1)根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級,盡量避免采用早強高的水泥。
2)選用級配優良的砂、石原材料,含泥量應符合規范要求。選擇粗骨料時,可根據施工條件,盡量選用粒徑較大、質量優良、級配良好的石子。既可以減少用水量,也可以相應減少水泥用量,還可以減小混凝土的收縮和泌水現象。選擇細骨料,采用平均粒徑較大的中粗砂,從而降低混凝土的干縮,減少水化熱量,對混凝土的裂縫控制有重要作用。
3)摻加外加料和外加劑。摻加適量粉煤灰,可減少水泥用量,從而達到降低水化熱的目的。但摻量不能大于30%。摻加適量的高效減水劑,在同等強度條件下它可有效地增加混凝土的和易性,降低水泥用量,減少水化熱,同時可明顯延緩水化熱釋放速度。 3.施工方面
1)注意鋼筋綁扎質量,并采取措施保證鋼筋的保護層厚度,澆注混凝土時嚴禁施工人員在鋼筋網上踩踏;;
2)嚴格控制混凝土的澆筑速度,一次澆注的混凝土不可過高、過厚,以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實,嚴格控制振搗時間,移動距離和插入深度,嚴防漏振及過振。
3)避免在雨中或大風中澆灌混凝土。做好混凝土的降溫和保溫工作,夏季應注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫人模、低溫養護,必要時經試驗可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。
4)在混凝土中滲入了高性能膨脹劑及聚丙烯纖維材料,從而提高了混凝土的抗裂性能及工作性能,5)切實加強養護措施。砼養護是大體積砼施工中一項十分關鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度,控制混凝土的內外溫差,防止砼在強度增高過程中產生裂縫?;炷翝仓戤吅螅谄漤斆婕皶r加以覆蓋,要求覆蓋嚴密,并經常檢查覆蓋保濕效果。其主要作用是:防止表面水分蒸發吸收熱量致使溫度降低過快,造成較大內外溫差。
三、總結
對于混凝土裂縫的控制是一個綜合性的問題,需要經過設計、施工、監理及使用方等多方面的配合。才能使施工質量得到很好的保證。以上各項技術措施并不是孤立的,而是相互聯系、相互制約的,設計和施工中必須結合實際、全面考慮、合理采用,才能起到良好的效果。
綜上所述,現澆混凝土樓板裂縫的產生原因及預防措施應是多方面的,只要從設計、材料和現場施工管理等方面入手,以預防為主,采取有效措施,做到嚴格控制和規范施工,就一定能夠把現澆板的宏觀裂縫寬度控制在規范以內。
第五篇:地鐵工程混凝土開裂原因及綜合防治
地鐵工程混凝土開裂原因及綜合防治
地鐵工程混凝土結構開裂主要是受兩類荷載的作用,影響其開裂的因素主要有材料選擇、結構設計、施工技術、環境條件等四個方面?;谶@四方面的影響因素,提出一套分別從選材、施工及設計三個方面統籌兼顧的綜合防治思路。
1、引言
地鐵是人類利用地下空間的一種有效形式。地鐵工程屬大體積地下工程,技術復雜,投資巨大,百年大計,混凝土除強度等級要滿足結構要求外,還必須考慮混凝土,結構的耐久性和可靠性,滲漏就是一個重要的控制環節。如何防治地鐵工程滲漏已成為科研、設計、施工單位研究的重要課題。從現澆混凝土結構滲漏機理來分析:主要原因是由于混凝土自身的孔隙、裂縫、施工縫造成的,而裂縫的危害最大,因此,對混凝土結構的開裂原因及防治措施的研究就成為一個重要課題。
2、地鐵工程混凝土裂縫成因機理分析
據國內研究資料,嚴格意義上的混凝土裂縫包括微觀裂縫和宏觀裂縫。觀裂縫是混凝土在硬結過程中形成的微觀裂縫與微孔,可分為砂漿裂縫、黏結裂縫和骨料裂縫?;炷廖词芰χ埃⒂^裂縫主要是前兩種?;炷潦芰?,微觀裂縫與微孔逐漸連通,形成宏觀裂縫。從裂縫尺寸上講,寬度小于0.05mm的裂縫稱為微觀裂縫,大于0.05mm的裂縫稱為宏觀裂縫。而據國內試驗資料[3],裂縫寬度小于0.1mm時具有自愈、自封現象,當裂縫寬度在0.1mm~0.2mm之間時混凝土結構雖無自封現象,但卻有自愈現象。故從防滲角度而言,控制宏觀裂縫的產生就成為地鐵抗裂防滲的關鍵所在。
地鐵工程混凝土與其它混凝土結構一樣,宏觀裂縫是在兩類荷載作用下產生并擴展的。一類是由靜荷載、動荷載與結構次應力組成的荷載,另一類是由溫度、脹縮、不均勻沉降等因素產生的荷載。這兩種荷載引起裂縫的機理是有區別的,區別在于后者產生裂縫的起因是結構首先要求變形,當變形得不到滿足才引起應力,而且應力尚與結構的剛度大小相關,只有當應力超過一定數值才引起裂縫。另外,二者對地鐵工程混凝土的開裂與滲漏的影響也不同。國內資料統計[4]表明:由外部荷載引起的裂縫約占15%。而由變形荷載引起的裂縫約占85%,所以,研究和解決由變形荷載引起的裂縫是解決地鐵工程滲漏問題的重點。
3、地鐵工程混凝土開裂影響因素
總的來說,地鐵工程混凝土開裂是十分復雜的系統性問題,影響開裂的因素很多,主要有四個方面:材料選擇、結構設計、施工技術、環境條件。由于地鐵工程混凝土屬于大體積混凝土,所以環境條件對地鐵混凝土開裂影響是大,尤其是溫度與濕度兩個環境因素。
3.1材料選擇
混凝土原材料質量不良或配合比設計不當,可以引起地鐵工程混凝土的開裂與滲漏。從混凝土原材料來看,水泥安定性不合格,砂石中含泥量或石粉含量過大,使用反應性骨料或風化巖,使用水化熱過高的水泥等都可能引起混凝土開裂?;炷帘旧聿痪鶆蛞矔е缕洚a生變形,砂漿過多會使其產生較大收縮,在水化硬化過程中產生局部的約束效應,當該應力大于混凝土的抗拉強度時,便會導致宏觀裂縫的出現與擴展。
3.2結構設計
地鐵結構設計一般包括結構選型、荷載計算、基坑圍護結構設計、內襯設計、結構樓板和梁的設計、抗浮設計等[4]。其中結構選型包括選擇淺埋式矩形箱式結構還是深埋式圓形隧道式結構等,其它幾個方面的結構設計主要是估算各種荷載的大小并對各主要構件作強度與抗裂的設計。但如果選型不當或估算荷載與真實情況有較大的偏差,都會造成在選用混凝土等級和配筋設計方面出現失誤,造成地鐵混凝土抗裂性能不足而出現滲漏。
3.3施工技術
從我國目前研究實踐的現狀來看,在施工技術方面影響混凝土開裂的環節主要有混凝土的拌制、振搗、運輸、澆筑、養護,還有施工縫、變形縫、伸縮縫的設置,以及泄壓裝置的處理等方面。具休來講,混凝土的拌制、振搗等方面是為了改善混凝土本身的物理性質,尤其是增加其密實性,減少內部微裂縫與微孔洞,從而大大降低宏觀裂縫的形成機率。施工縫等人工縫的設置主要是體現“放”的防裂抗滲原則,實質上是為了盡量降低由溫度、脹縮、不均勻沉降等因素產生的 作用,使變形超過混凝土的極限拉伸值而產生裂縫。地鐵結構屬于超靜定結構,在其基礎為軟土地基時,會因基礎的不均勻沉降而使結構受到強迫變形,而使結構開裂。
4、我國地鐵混凝土開裂實例總結
筆者對我國地鐵工程混凝土結構開裂工程實例作了總結,得出地鐵混凝土開裂具有以下特點:
引起滲漏的宏觀裂縫主要集中在頂板與側墻,且頂板多于側墻,底板開裂最少。溫度高時澆筑的混凝土出現宏觀裂縫的機率高于溫度低時澆筑的混凝土,冬季施工出現宏觀裂縫的機率高于夏季。水泥用量過大時混凝土宏觀裂縫出現較多。圍護結構與主體沒有分開的易產生宏觀裂縫。在同樣施工環境下,對于區間隧道,礦山法施工段出現宏觀裂縫較多,盾構和明挖段相對較少。
5、地鐵工程混凝土開裂綜合防治
國內對如何控制地鐵工程混凝土裂縫已經作了大量的研究,但缺乏一套較為全面的控制措施。筆者在目前研究的基礎上,提出一套從材料、施工和結構設計三方面出發的裂縫控制措施。
5.1材料
在材料方面,應從水泥、砂石和外加劑和摻和料四個環節對裂縫進行控制。
5.1.1水泥
在水泥的選材環節上,主要從水泥品種的選擇、水泥用量的確定以及水泥技術指標的要求等方面進行控制。在選擇水泥品種時,應盡可能優先采用水化熱低、大廠旋窯生產的優質水泥,且不宜使用早強水泥。在滿足混凝土的強度和抗滲性條件下,盡量減少水泥用量是防止
混凝土開裂的一條重要措施。對水泥技術指標的要求,在細度上,要求水泥不宜過細,比表面積控制在4000cm2/g為宜。此外還應控制對體積安定性有較大影響的游離石灰、三氧化硫和游離氧化鎂的含量,以及水化速度快,水化熱高,需水量大,體積收縮大的鋁酸三鈣(規范規定不超過8%),而且還要嚴格控制水泥中含堿量(以Na2O計)不應大于0.6%。
5.1.2砂石方面的。
外加劑在外加劑中,對混凝土抗裂有重要影響的有膨脹劑、減水劑和防裂復合型外加劑。膨脹劑可在水化和硬化階段本身既可產生膨脹,也可與水泥中其他成分反應產生膨脹,以補償混凝土硬化的體積收縮。同時改善了混凝土的孔結構,使之更加密實,所以它是一種較理想的結構抗裂防滲外加劑。目前工程中較為常用的膨脹劑有U型膨脹劑(生熟明礬、石膏等組成)、復合膨脹劑(CEA)、鋁酸鈣膨脹劑(AEA-高強熟料、天然明礬石、石膏)、EA-L膨脹劑(生明礬石、石膏等組成)。減水劑能降低混凝土的水灰比,增大坍落度和控制坍落度損失,賦予混凝土高密實度和優異施工性能,而增加混凝土的抗裂性能。目前工程中常用的減水劑有普通減水劑、AE減水劑、高效減水劑和高效能AE減水劑。由于地鐵混凝土強度不能太高,所以只能選擇普通減水劑與AE減水劑來增加混凝土的抗裂性能。防裂復合型外加劑主要有防裂型FS系列混凝土外加劑,其中防裂型FS-H混凝土復合劑可用于地鐵混凝土中,因它具有降低水化熱,補償混凝土冷縮的特點,從而提高了混凝土的抗裂、抗滲能力。
5.1.4摻和料
目前在抗裂方面最為常用的摻和料是粉煤灰。由于粉煤灰的顆粒呈圓球狀,加入到混凝土中后,能起到潤滑作用,可顯著地改善混凝土的和易性,同時在滿足強度要求下可代替部分水泥,以降低水化熱,減小混凝土的溫度應力,從而增加地鐵混凝土的抗裂性能。我國水泥產量世界 1)地鐵混凝土開裂是因為受到兩類荷載的作用: