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文檔簡介

1、混凝土用水量的過程控制用水量的多少直接影響了水膠比的大小,進而影響了強度的高低。用水量過多引起的裂縫、蜂窩、麻面等問題又會降低混凝土的耐久性能。眾所周知,降低用水量可以提高混凝土的強度及耐久性的同時節約部分成本,因此在生產過程中應該嚴格控制。1 影響用水量的因素1.1 原材料的影響(1)水泥及摻合料的用量增加,入庫溫度(有時入庫溫度過高會導致坍損過快,用水量大幅提升)、比表面積越大,都會引起混凝土用水量加大。水泥標準稠度用水量的大小直接導致用水量的大小。水泥與外加劑的適應性不佳的情況下會導致配比用水量的變化。(2)砂、石含泥量、含粉量越高,顆粒級配的連續性越差,用水量就越大。含水率檢測的準確性

2、直接影響用水量的多少。新入庫的砂石,從料堆頂部到底部的含水率往往相差很大,使用過程中應該多次測量,否則生產時對坍落度影響極大。(3)外加劑的種類及外加劑減水率大小,引氣劑的多少,以及與水泥適應性的不同。(4)粉煤灰及礦粉等的燒失量、細度、需水量比等各項性能以及取代水泥量的多少。(5)其他材料,膨脹劑、纖維、增效劑等的使用都大幅增大或減少了用水量。(6)不同程度的污水對混凝土的性能影響也有所不同,應加以驗證后再確定。每種材料的用量及性能幾乎都可能直接影響用水量的多少,都應該在選擇材料時或實際生產之前一一進行試配驗證及開盤鑒定,最終確定出合理用水量。1.2 計量和機器對用水量的影響(1)生產拌樓各

3、材料稱及試驗室各檢測設備,應該定期自校以及定期委托相關檢測部門進行準確校驗。所謂“失之毫厘謬以千里”。(2)還應定期檢查傳感器的位置是否有變動,稱上是否有灰塵積壓,回塵的布袋是否會引起超稱或少稱,外加劑和水稱是否有滴漏現象,含水率自動檢測定期檢測是否準確等等。(3)另外先摻和后摻外加劑的順序也是有影響的,一般后摻法對外加劑的利用率更高,可以適當對機器加以改造。(4)不同的機器的攪拌均勻程度是不一樣的,應定期檢修確保攪拌機刀片及軸承不會磨損過多,皮帶是否有拋灑料。有時會出現統一配比和同一種材料不同拌機用水量相差很大的現象。(5)應杜絕使用皮帶下的廢料或經過處理驗證之后方可使用。預防場地清理工將清

4、理的垃圾使用到混凝土中。有的小站為省事,認為少量垃圾沒什么影響,有時會導致用水量的增加甚至出現混凝土幾天不凝的現象。1.3 坍落度要求不同的施工部位對坍落度的要求不一樣。高層混凝土、水下灌注樁、鉆孔樁、鋼筋較密時坍落度要求一般偏大,和易性也要求更佳。而承臺、地坪、基礎、后澆帶等則要求不宜過大。因此應預先根據不同的施工部位調整配比用水量。1.4 人員方面人員的技術水平、經驗豐富程度以及責任心的強弱等都直接影響用水量大小的準確度。操作人員對坍落度及碎石用量等基本的控制標準,做到在放料過程中可以直接判斷出是否正常,可根據電流表的大小初步判斷,顯示器直觀判斷。生產控制人員再進行取樣檢測確認,并保持一定

5、的頻率。1.5 天氣、溫度的影響夏季由于溫度過高,會引起砂、石等原材料的溫度升高,甚至在空氣中完全失水產生吸水率。夏季的坍落度損失也相應較其他季節快,適當調整外加劑的保坍及緩凝成分。在秋期高風季節由于天氣過于干燥又要注意混凝土的保濕,而不應麻木提高混凝土的用水量來提高坍落度。控制好各個運輸環節,避免攪拌車在工地等待時間過長,規劃好行車路線避免路上堵車,避免駕駛員及施工人員追求施工速度而隨意向混凝土中加水。冬季低溫季節更應降低用水量避免游離水過多而導致混凝土受凍。2 如何實現低用水量(1)嚴格檢測各材料性能控制好以上各因素來降低用水量。(2)提高外加劑的摻量或使用高效高減水率的外加劑,選擇適應性

6、較好的外加劑和水泥品種。(3)改善砂石級配,找出每個配合比的最佳砂石級配來改善和易性,從而減少用水量。(4)通過使用高摻量的膠凝材料來改善和易性。(5)即使料倉加蓋了也應該多次檢測砂石含水率,加強責任心確保每盤出機混凝土的坍落度在控制范圍內。(6)與工地施工方溝通很重要,要獲得施工人員的理解多與施工方技術人員進行配合避免坍落度過大。正確的認識:并非坍落度越大,泵送就會越容易,而應調整和易性及碎石用量來調整。(7)通常實際生產時用水量與試配用水量會差異很大。因此要嚴格按照試配內容選擇優于或接近的材料,較試配有更嚴格的水膠比控制,保證有足夠的富余強度,進而保障最終進入工地也是合格的。保持生產優于試

7、配的原則。3 確定用水量的方法(1)通過大量的試驗數據分析,積累大量的試驗數據來準確判斷。(2)通過現場取材料,預先生產前做小容量的試配(12L)來確認用水量。(3)多進行取樣,多做開盤鑒定來確認調整。(4)做到開工前第一車,第一盤料必須取樣做檢測。(5)第一車隨車至工地現場確認坍落度及和易性等,通過電話、微信視頻等及時反饋信息給生產控制人員。保持與工地施工人員的及時溝通,確保質量的波動。(6)所有信息必須預先準備,一般晚班人員在早晨開工前提前匯總所有材料、生產、施工現場的信息,以小組會議的形式進行統一商量。確認用水量及配合比的調整,并且避免了很多的細節問題。4 結語做好過程用水量的嚴格控制,

8、避免錯誤與失誤。需要制定出嚴謹的工作流程、嚴格檢查各細節,各關鍵環節節點,提升大家的責任心,科學是嚴謹的,容不得半點馬虎。工作中不能因一時的貪念,不負責任而忽視了質量的控制。現代混凝土是以高流動性、低水膠比、摻加外加劑和大量礦物摻合料為主要特征,以高性能為代表的混凝土。自上世紀九十年應用以來,由于其大大降低勞動強度,加快施工進度,且節能環保,加之其具有“高性能”的華麗外衣而深受建設者的喜愛,為此,人們對其傾注了極大的工作熱情并寄予厚望。可是,當殘酷的質量現狀特別是質量事故擺在人們眼前的時候,人們往往唯恐躲之不及,但又欲罷不能而從蹈覆轍,這不得不讓人重新思考現代混凝土質量問題的癥結到底在哪、方向

9、何在。經過多年的工程實踐和對比分析,導致現代混凝土質量問題突顯的內在根源在于瘦身水泥,而瘦身水泥又恰恰是各方人員都不愿意接受的殘酷的現實,因為它動搖了人們長久以來引以為豪的現代混凝土應用的政策根基和企業利益,也就是法規權威、節能環保、加快進度和降低成本。瘦身水泥的具體特征可以從以下兩個方面來表述,一是隨著水泥生產技術的不斷進步,水泥礦物的平均顆粒粒徑越來越小,即水泥的比表面積越來越大。二是用礦物摻合料替代部分水泥以后,每立方米混凝土中的水泥用量越來越少,而礦物摻合料用量越來越多。以上水泥粒徑小用量少的特征,都是由最初有益的量變,逐漸演化為今天有害的質變,其實質就是混凝土28天以后的強度幾乎不增

10、長,密實性不提高,自愈能力削弱,裂縫不斷增加,耐久性越來越差,而最終結果是導致混凝土結構質量問題和質量事故不斷發生。下面,筆者通過旁征側引和對比分析,進一步闡述瘦身水泥在工程中的具體危害,不妥之處,懇請指正。一、水泥顆粒粒徑越來越小的危害眾所周知,近200年來水泥的發展歷史,可以說就是一部如何將水泥磨得更細的歷史。水泥生產企業要想使其產品的綜合效益達到最大化,就是要想辦法讓水泥礦物所積蓄的能量在28天內全部釋放出來,最直接最有效的辦法就是將水泥礦物磨得更細,而國家標準不設細度上限又為水泥生產企業提供了一個磨細的平臺,所以,磨細也就成了必然趨勢。當前,水泥標準是以28天強度作為評定基準的,至于2

11、8天后強度如何發展,水泥標準并沒有給出明確的規定和要求,以至于水泥生產企業只要按保證28天強度進行水泥生產就可以了。其實,混凝土28天以后的強度發展除了與水泥中的礦物成分比例及后續的養護條件有關外,還與水泥礦物顆粒粒徑的大小有直接的聯系。以硅酸鹽水泥中最大含量的硅酸三鈣礦物為例,28天的水化深度大約是10um,相對于顆粒粒徑絕大多數在30um以下的水泥而言,28天水化已完成90%以上,也就是說,28天后即使養護條件再好,混凝土強度已經沒有多少增長的余地。到目前為止,對混凝土強度長期發展最有說服力的應是日本小樽港持續長達百年的相關試驗數據。根據資料介紹,始建于1897年的小樽港,在建設初期制作了

12、6萬多個試件,放在海水中、大氣中、淡水中分別進行長期耐久性試驗,試驗結果表明,三者的長期強度發展趨勢是基本一致的,其中,試件在自然的大氣環境中存放3040年強度達到最高,大約提高100%,然后逐年下降,存放95年,強度從最高點下降約40%,但仍高于28天強度20%,也就是說,早期的混凝土壽命在百年以上,而當年所用水泥的顆粒粒徑是200um方孔篩篩余量小于10%,其平均粒徑遠遠大于目前國內標準使用的80um方孔篩篩余量小于10%的水泥平均粒徑。為了與小樽港數據進行對比,日本海洋工程研究所也進行了相關試驗。試驗結果表明,在海洋氣候環境條件下,對于比表面積下限在250/kg的水泥,混凝土自然存放5年

13、抗壓強度達到最高,增長約40%,然后逐年下降,至10年甚至低于原來的28天強度。從以上數據對比分析可知,水泥顆粒粒徑的大小對混凝土強度的長期發展起著決定性的作用,當水泥顆粒粒徑大于30 um時,粒徑越大,混凝土28天后強度增長的幅度也越大,持續增長的時間也越長,而目前的國家標準,將水泥比表面積下限定在相對較高的300/kg,可實際生產的水泥比表面積多在360400/kg之間,相應的水泥顆粒粒徑絕大多數都在30 um以下,雖然有利于提高混凝土的早期強度,但是,對于混凝土強度的長期發展卻是極為不利的,加之有的水泥生產企業為了追求利潤的最大化,會將水泥磨得越來越細,早強特征越來越明顯,在此前提下,期

14、盼通過后期強度的大幅增長來保證混凝土的耐久性幾乎是不可能,而恰恰相反的是,混凝土強度的長期發展將會由短期的上升很快轉為逐年下降,國內多起鋼筋混凝土橋梁、高架橋質量事故大都發生在使用期滿十年這一關鍵的時間節點之后也就不足為奇,因為以當年的水泥比表面積標準與資料3日本海洋工程研究所的水泥比表面積進行對比可以推斷,如果在配合比設計時施工企業沒有大幅提高混凝土配制強度,實際結構混凝土強度已自然下降至設計值以下,發生質量事故也就在所難免。由此可見,現有水泥與過去傳統水泥的最大差異就是在滿足28天強度要求的前提下,將原有傳統水泥所隱含的巨大的強度安全儲備提前予以透支,而這部分被提前透支的強度儲備,正是為了

15、抵御各種有害介質長期侵蝕導致強度不斷降低提供保障的,一旦缺失,對部分結構的長期耐久性來說后果不堪設想。上述結論,也正好回答了過去人們常提起的一個問題,那就是在水泥生產工藝和技術不斷進步的今天,為什么會出現過去的水泥比現在的水泥好、國外的水泥比國產的水泥好的根源所在。另外,強度儲備被提前透支對結構所造成的不良后果具有極強的隱蔽性,更有人們難以辯駁的法理支撐,因為水泥畢竟是過程產品,而非實體結構,在這一點上,作為建設者我們必須保持清醒的認識。鑒于目前國內混凝土強度在自然環境中長期發展的相關數據鮮有見之,更多的是引用實驗室標養試件數據而缺乏說服力;另外,對于我們每個人身邊住用的建筑工程來說,由于混凝

16、土表面都進行了裝飾裝修,使混凝土與外界環境隔絕而對其起到了很好的保護作用,混凝土強度也就不會因有害介質的侵入而大幅降低并發生質量事故,從而也就自覺或不自覺地影響了人們對混凝土強度長期發展的高度重視和研究,故這一直是被我們所忽視的問題而鮮見提及。二、水泥用量越來越少的危害現代混凝土科學的問題與研究一書中談到,水泥是混凝土之母,是混凝土的核心原材料,但是,在商品混凝土快速發展的今天,礦物摻合料的大量使用越來越受到熱捧,其地位已經到了與水泥不相上下的地步,是現代混凝土不可或缺的組分之一。固然礦物摻合料的使用有其科學合理的一面,但也必須清醒地看到,如使用不當還會帶來負面影響,甚至會給工程帶來災難性的后

17、果,這一點,必須引起我們的高度重視。眾所周知,火山灰質礦物摻合料本身并無膠凝性能,只有與水泥水化后生成的氫氧化鈣進行二次反應,才能生成難溶的水化硅酸鈣凝膠,從而提高混凝土的強度和密實性。如果混凝土中沒有足夠多的水泥來提供氫氧化鈣反應物,部分礦物摻合料的二次水化也就成為不可能,問題在于水泥水化能生成多少氫氧化鈣,而各種礦物摻合料的火山灰質反應又需要多少氫氧化鈣,對于這一問題,理論上并沒有得到很好解決,更沒有法規依據可循,從而導致大摻量礦物摻合料的使用問題存在諸多的不確定性,對混凝土質量帶來不利影響也就不可避免,比如說,在施工現場我們常常看到的大面積網狀裂縫及樓屋面板常常發生的大面積滲漏現象,這些

18、都與礦物摻合料的二次反應沒有達到預期的凝結效果而使其轉化為細砂組分有直接的聯系,這是其一。其二,商品混凝土絕大多數都是用普通硅酸鹽水泥進行混凝土配置,依據國家水泥標準,普通硅酸鹽水泥中的混合材參量必須控制在20%以內,可據國家建材部門前期的調查資料介紹,除部分水泥大型企業外,大多數水泥中小企業混合材參量均超標,最高參量甚至高達47%,而當前的施工驗收規范對此又沒有提出強制性檢測要求,甚至連部分地方政府的檢測機構都不開展此項業務,導致施工企業束手無策,這無形之中,也就為不法企業大開方便之門,這是當前瘦身水泥最隱蔽最核心的癥結之一,而更為嚴重的是,由此導致對部分混凝土質量問題和質量事故的責任認定,

19、都將可能會帶來顛覆性的結果,教訓的吸取也就成為空談。其三,水泥必須進行安定性檢測是國家水泥標準的明確要求,但是,當采用膠凝材料替代水泥以后,膠凝材料的安定性問題已經超出了水泥標準的管轄范疇,而相應的其它規范標準又不涉及安定性檢測的內容,導致混凝土體積穩定性問題經常發生也就不足為奇,特別是隨著混凝土中摻合料品種和用量的不斷增加,水泥用量越來越少,對混凝土體積穩定性取決定性作用的已不是水泥,而是膠凝材料組合。由此可見,現有的規范標準僅對水泥進行檢測是不夠的,必須增加膠凝材料組合的安定性檢測,只有這樣,才能最終確保混凝土具有良好的體積穩定性,這是當前規范標準間的盲區。其四,混凝土路面必須具有良好的耐

20、磨性這是不言而喻的,但設計規范、施工驗收規范對混凝土耐磨性的要求卻沒有明確的量化控制指標,雖然道路水泥標準對水泥的耐磨性有相關的要求,但是,在礦物摻合料用量越來越多而水泥用量越來越少的今天,原有基準水泥的耐磨性已被弱化,由此導致路面起灰起砂的問題經常發生也就成為必然,即使對簿公堂,法官也難以依法判定,因為耐磨性要求是隱含的,并非規范或圖紙明確的,相關的案例也并不少見,這同樣是規范標準間的盲區。其五,當前礦物摻合料中使用量最大的是礦渣和粉煤灰,眾所周知,礦渣和粉煤灰的密度均小于水泥的密度,特別是粉煤灰差距更大,這一差距給施工帶來了巨大的困難,因為在混凝土澆筑和振搗過程中,密度大的水泥會往下沉,而

21、密度小的礦物摻合料會往上浮,呈現微觀上的分層離析,從而使構件頂部和表面摻合料含量過大而水泥含量過小,底部則反之。由此造成的不良后果除構件強度上下不均外,梁頂、柱頂、板頂經常開裂已經成為不爭的事實,特別是柱頂,開裂現象相當普遍,且水泥用量越少,摻和料用量越多,開裂問題愈加突出,至今難以解決。三、解決瘦身水泥的相應對策作為當前的建設者,雖然我們無法改變規范標準的現狀,但我們完全可以想方設法規避其可能帶來的風險,并確保混凝土結構在其使用年限內安全可靠的工作。一是將水泥比表面積控制在300350/kg之間,最大限度的保證混凝土28天后強度仍有較大幅度的增長,同時,適當提高混凝土配合比設計時的配制強度,增強混凝土抵御各種有害介質長期侵蝕的能力,確保混凝土結構的長期耐久性。二是在進行混凝土施工配合比設計之前,必須對水泥中的混合材含量進行檢測,確保

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