浅析建筑工程项目混凝土质量控制策略

2022-11-24 10:06王一立中国铁路武汉局集团有限公司武汉房建生活段湖北武汉430015
中国房地产业 2022年31期
关键词:构件水泥强度

文/王一立 中国铁路武汉局集团有限公司武汉房建生活段 湖北武汉 430015

引言:

我国城镇化建设进程不断提速,建筑施工规模与数量均不断增加,建筑行业是社会经济健康、有序发展的重要基础,在这样的情景下人们给予建筑工程建设质量较高的关注度。混凝土有原料来源广泛、成本低廉、生产工艺简单、抗压强度高、耐久性优良等诸多特点,是现代建筑施工中的一类必须建材。建筑工程施工规模大、工期漫长,多种因素影响混凝土施工质量,一旦混凝土出现质量缺陷,不仅会降低施工效率,拖延工期,还可能引起生产事故。故而,加强混凝土施工质量管理控制具有很大现实意义,应严格按照项目设计及技术规范推行相关措施方法。

1、混凝土质量控制的意义

近些年,我国各地城市化建设脚步不断加速,社会经济快速发展,混凝土成为工民建建筑施工中不可缺少的一种材料,加强质量管理控制具有很大社会及经济性意义。

首先,混凝土和钢筋构件共同承载着建筑物的总重,其自身质量优劣关系着整个建筑物的结构安全,也牵连广大业主及周围人群生命财产的安全性。其次,混凝土质量对建筑物内已成型的结构稳定程度及使用寿命长短均会产生不同程度的影响,也关系着工程造价的多少,决定着工程项目最后优劣及成败。最后,结合既往统计数据,建筑工程建设施工中因混凝土质量问题而引起的工程设计变更的情况屡见不鲜,也有部分工程事故的诱发因素是混凝土自身质量缺陷,故而在建筑工程质控工作中应认识到加强混凝土质量控制的必要性,并结合现实状况加强管控力度。

2、建筑工程混凝土施工中常见的质量问题

2.1 麻面

混凝土麻面通常是因为构件浇筑施工以后,因为没有排净内部空气,或者因混凝土部分浆液渗漏而造成混凝土构件表面形成凹陷的小坑与表面粗糙不平的状况。麻面是建筑胡黁凝土施工中常见的一个质量问题,多数麻面时质地疏松的凹点,面积≤0.5 m2,深度≤5mm,并且不会出现局部钢筋裸露状况[1]。尽管麻面现象不会影响建筑物的荷载能力,但会降低建筑物整体美观性,特别是对建筑地面、内外强产生的影响较大。

2.2 露筋

既往大量的工程建设实践表明,钢筋使用情况直接影响项目施工项目,将其视为影响建筑整体施工质量的一个重要因素。新时期下,建筑工程内钢筋与水泥混凝土结合应用能显著提升项目的荷载性能与强度,而如果局部出现露筋问题,将会直接降低建筑工程施工的质量安全。露筋原因主要有如下几种[2]:一是局部垫块发生位移,间距偏大、漏放,钢筋紧贴模板导致露筋或者梁板、板底处振捣不够密实而引起露筋问题;二是混凝土配合比是不适宜,发生离析状况,模板处的钢筋浆液不足或局部漏浆;三是混凝土保护层过小,保护层位置混凝土振捣不够严实;现场施工过程中振捣棒不慎冲撞到钢筋或部分工人踩踏钢筋,造成钢筋位置发生偏移,引起露筋状况;四是构件自身的横截面积过小,钢筋过于密集布设,部分石粒卡顿在钢筋位置,以致水泥砂浆无法充满钢筋周边,引起露筋问题;五是没有定时浇水湿润处理木模板,表层失水过多或者脱模过于提前,拆模环节局部混凝土构件缺失棱角。

2.3 裂缝

混凝土自身是一种脆性建设材料,多数主客观因素影响其施工井质量,一旦局部出现裂缝问题,一方面会导致整个建筑物硬度与强度整体下降,另一方面也会造成工程建设质量不符合相关规范要求,严重时引起安全事故,对现场工人生命安全构成威胁,使建筑单位承担巨大的损失。可以把混凝土裂缝分成结构性、非结构性裂缝,其中结构性裂缝的成因主要有:一是工程设计不够合理,非预应力现浇混凝土施工重很容易出现裂缝,虽然加设了预拱构件,但在荷载作用下,拆除预拱以后依然会出现裂缝;二是施工流程欠缺合理性包括过于他拖延,支架拆除时间、支架拆除操作步骤不准确等;对于预应力混凝土构件形成的拉伸裂缝,通常是因现场施工张拉顺序不够规范、张拉强度不达标或锚垫板混凝土的密实度偏低引起的;三是选用的建设材料不合理,部分建筑单位为减少工程建设成本,而选购了质地价廉的材料,以致混凝土内有隐匿隐患,回避会影响混凝土施工效果,增加局部裂缝问题发生的概率。对于非结构裂缝,其主要有温度、干缩裂缝之分,温度裂缝的形成机制为:混凝土浇筑后会逐渐固化,以上过程中产生大量水化热。混凝土构件自身体积偏大,水化热散效率低,最后导致内部温度明显升高,但表面温度偏低,内外温差较大,以致混凝土表面形成较大的拉应力,一旦拉应力明显大于抗拉强度时,就会导致构件表面出现大小不一的裂缝。对于干缩裂缝通常在混凝土浇筑1 周内或养护完成后出现的,混凝土最终收缩量范围0.002~0.0045%,水泥品类、拌合水用量、振捣密实度与养护效果等均影响混凝土收缩程度。

3、建筑工程混凝土施工质量控制的方法

3.1 控制原材料质量

混凝土材料一旦变异将会直接造成混凝土强度降低,故而应做好原材料选用工作,结合:

(1)水泥现实加强控制力度:建议选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,但后者的混合材料通常只限于矿渣或者粉煤灰、当混凝土在耐硫酸盐侵蚀方面提出要求时,也可以选用中抗(或高抗)硫酸盐水泥。明确要求厂家提供质量证明文件,文件应提供的检验内容包括比表面积、烧失量、游离CaO 含量、细度、强度及安定性等。对于同厂家、批次、品类、强度等级、出厂日期且连续进货的散装水泥,建议每500t 设定为一个批次,不足以上数目时也按照一批计量;

(2)矿物掺合料:选择使用品质稳定的产品作为矿物掺合料,当前常用的品种以粉煤灰、磨细矿渣粉或者硅灰等为主;

(3)砂:选用级配科学、质地匀称且坚固、吸水率偏低、空隙率偏小的干净天然中粗河砂,禁止选用海砂,控制其重量损失≤8%,吸水率≤2%。按照砂浆棒法检测检验砂的碱活性,若发现砂浆棒的膨胀率>0.1%,则要依照规范要求运用抑制碱—骨料反应的方法;

(4)粗骨料:建议选用级配科学、外形较好、质地匀称坚硬,线胀系数偏低的干净碎石,也可以运用碎卵石或卵石代替。要求粗骨料的松散堆积密度>1500kg/m3,紧密状态下空隙率<40%,吸水率≤2%[3];

(5)外加剂:选择减水率偏高、坍落度损失少、能显著改善或强化混凝土整体耐久性的产品作为外加剂;

(6)水:不可选用海水、污水与pH 值<5.0 的酸水作为拌合水。

3.2 科学设计配合比

混凝土配合比实质上就是混凝土内各构成材料用量之间的比例关系,经常采用如下两种方法表示:一是用每立方米混凝土内各类材料的质量表示,比如水泥600kg,水360kg、砂1440kg,石子2400kg;二是以水泥质量是1 时各类材料相互之间的质量比与水灰比表示,把以上指标对应值换算成质量比是水泥:砂:石子=2:4.8:8,水灰比为0.60。要确保配合比符合混凝乳构件设计要求的强度级别;符合混凝土自身的和易性、耐久性要求;在确保满足各项技术性指标指标的技术尚,最大限度的提升各构成材料的经济性、合理性,最大限度的减少水泥原料的使用量。添加适量减水剂,有益于减少混凝土单位用水量,进而降低水泥水化热放热量;掺拌适量矿粉与粉煤灰代替水泥,一方面能水泥水化热,另一方面还能增加混凝土整体的流动性,关于粉煤灰的掺拌量,不可超过水泥总量的15%。在大部分施工条件下,人员、材料、机械、工艺应用等诸多因素会影响混凝土质量,使其产生一定波动,有经验已经证实这种波动符合正态分布规律。为了使混凝土强度保证率符合技术规范要求,在设计混凝土配合比时,一定要使去试配强度f 在设计强度等级fcu,k之上,可以运用下式估算[4]:

fcu,o≥fcu,k-t

O 代表的是建筑企业的混凝土标准差的历史统计水平(MPa);

t 是和混凝土自身所要求的保证率相对应的概率度。当设计龄期是28d 时,抗压强度保证率p 是95%,此时t=1.645。

3.3 规范拌合与运输

搅拌装料顺序时石子→水泥→砂,要求各盘装料总量不可超出搅拌筒标准容量的10%。每次使用搅拌机拌合第一罐混凝土之前,均要线开启搅拌机进行空车运作,确认其运转正常以后再加料进行搅拌。拌合首罐混凝土时,建议按照配合比多添加10%的水泥、水、细骨料的用量,或者减少10%的粗骨料用量,以防出现首罐混凝土拌合物内砂浆偏少的情况。密切监视和测量拌合开始时的前二、三罐混凝土的和易性,如果发现其和设计要求之间有出入时,则要深入分析其成因并采用适宜的方法处理,直到检测确认其和易性符合要求后才可以持续生产。当加入外加剂溶液时,要指派专人时常检查外加剂的浓度,并经常搅拌,确保其浓度均匀一致,防控发生局部沉淀状况。当缺少机械设备时,可以运用人工拌制方法,一般在铁板或外包白铁皮的木拌板上进行,若运用木制拌板时,要对其表面进行抛光处理,确保镶拼紧密,以防出现漏浆问题。拌合要先做到干拌均匀,再依照设定用水量边加水边湿拌到各处颜色一致,确保石子和水泥浆之间不出现分离状况。

运输混凝土时要确保选用的运输设备部吸水、不漏浆,运输过程中不可发生拌合物分离、严重泌水等问题。如果同时运送两种强度等级不同的混凝土时,一定要在运输设备上清晰设置标识,以防发生混淆情况。尽可能缩短运输时间,减少转运频次,结合环境气温控制运输时间,当气温在20~30℃、10~20℃、5~10℃范围内时,建议将混凝土运输时间分别控制在30min、45min、60min以内[5]。机动翻斗车是当前混凝土项目施工张常用的一种水平运输机械,其有便捷灵活、转弯半径偏小、快速及能实现自动化卸料等诸多优点。车前装有容量达到476L 的翻斗,载重量大概1t 左右,最高时速20km/h,可以将其用在短距离运送混凝土或砂石料方面。

3.4 浇筑与振捣要点

首先,浇筑前一定要做好仓面的清洁工作,只有在确认仓面合格以后才可以进入到浇筑工序内。严格按照设计的浇筑顺序进行混凝土浇筑施工,借此方式确保新浇筑的混凝土构件不会形成冷缝等异常状况。科学设定浇筑层的高度,尽量维持在50cm 左右,使其是振捣器作用部分长度的1.25 倍。其次,为确保新老混凝土施工缝面能有效结合,建议在浇筑首层混凝土之前,要铺筑和混凝土标号相同的水泥砂浆,铺筑厚度控制在2cm~3cm 范围内,并确保铺筑的砂浆实际面积和混凝土现场浇筑强度相互适应,各处铺筑厚度要匀称,规避局部出现偏厚或偏薄等状况。再者,建议运用平铺法或者台阶法开展混凝土的浇筑是功能架构活动,禁止运用滚浇法,严格按照设计厚度、顺序、方向、分层进行,并且要配合运用其他技术手段维持浇筑层面的高平整度。如果浇筑施工对象是建筑墙体,则一定要对称均匀上升,通常建议将浇筑厚度控制在30cm~50cm 范围中[6]。当出现以下任何一种状况时均要暂停浇筑工序:一是混凝土自身发生初凝且超过了设计允许面积;二是平均浇筑气温在允许偏差值以上,且在1h 中不能调整到允许温度范围中;三是现场浇筑施工中遇到大雨或者暴雨等恶劣天气。最后,针对浇筑施工完的混凝土一定要及时、全面进行遮盖,并严格按照相关贵干做好养护工作以进行有效保温、保湿或者防雨。

结合建筑混凝土的设计厚度选用适宜的振捣器。通常平面面积偏大、厚度20 cm~30 cm 的混凝土板建议运用表面振捣器进行振捣;如果混凝土构件面积偏小、具有一定垂直深度或者整个结构厚大时,要选用插入式振捣器进行振捣施工。具体振捣过程中要遵循快插慢拔的原则,快插目的是为了预防表面层混凝土振动过度,而下面层拌和物因振动不够而出现结构不匀的情况;慢拔主要为了达到振动器抽出时混凝土及振动力可以有效填充振动器留下的空间。加强各次振捣时间的控制,通常要维持在20s~30s,当观察到混凝土表层呈现出水平状态且没有气泡、水泥浆溢出时即可暂停振捣[7]。振捣过程中,振捣棒要插入到底下10cm 位置,只有这样才能确保下层振捣密实度、稳固性符合设计要求。如果混凝土现场浇筑与振捣施工井时出现了浮浆和泌水等状况,则要有针对性的改进浇筑振捣流程,建议在混凝土收头位置布置600W 的简集水井设置,并且下铺厚度适宜的卵石,运用高压水泵把集水井中的积水抽吸至地面排水沟。

3.5 准确留置施工缝

施工缝为新浇筑混凝土和已发生固化混凝土的结合面,也是当前混凝土现场施工中的一个薄弱环节。为确保混凝土施工的整体性,通常建议连续浇筑。若在气候、工艺技术等因素制约下无法实现浇筑的连续性,并且停歇时长可能会超出混凝乳的初凝时间时,则要事前在适当的位置准确留置好施工缝。笔者建议在剪力偏小且方便施工操作的位置留置施工缝。柱体在基础顶面上留置水平施工缝;梁、板留最好留置垂直施工缝,可供选择的留置部位较多,比如梁或吊车梁牛腿之下、吊车梁之上等。对于由梁板施工连接成整体的大断面梁,建议于板底面之下20mm~30mm 处留置施工缝。如果梁板以下布置梁托构件时,则在梁托下方留置施工缝[8]。在施工缝位置浇筑混凝土拌合料时,应等待前期已浇筑混凝土强度达到1.2N/mm2后,清理掉施工缝表层水泥薄膜与松散石子,对其进行湿润、冲洗处理后,抹水泥砂浆或与混凝土成分一致的水泥砂浆,随后再浇筑混凝土并严格捣实,确保新旧混凝土有效结合。

3.6 合理养护

混凝土的凝结固化是水泥水化反应作用的结果,适宜的温湿度条件是水泥水化反应有效进行的基础。混凝土养护主要有两种:奇异是自然养护,即在常温(平均气温>5℃)条件下,运用定时浇水或保水的办法,确保混凝土在设定的时间范围中拥有适宜的温湿条件实现硬化[9]。其二为人工养护,即通过人工控制混凝土的温、湿度指标,借此方式提升混凝土的整体强度水平,包括蒸汽、热水、太阳能养护等,多被用在预制构件的制造领域。现浇混凝土多运用自然养护方法,利用草帘、麻袋等覆盖混凝土,每日持续洒水,当检测到其强度抵达设计要求的70%以上时,才可以暂停养护,通常情况下混凝土养护时间≥14d。

3.7 拆模

应结合工程设计要求、环境气温及混凝土强度等级设定拆模。非承重混凝土构件,当检测到强度高于2.5MPa,并且表面与棱角均不会因拆模操作而破损时,则即可以拆除模板;对于承重构件,只有当其强度抵达设计要求后才可以拆模。对于拆除下的模板,不可对楼层产生冲击荷载作用,要分别堆放、清运拆除下的模板与支架。

结语:

混凝土在现代建筑工程施工领域的使用量不断增加,混凝土施工情况关系着整个建筑结构的质量安全,影响建筑企业经济效益获得情况。故而,应加强混凝土施工质量的控制,明确影响工程质量的各大因素,结合工程实际情况编制适宜的控制方案与策略,最大限度的提升混凝土施工水平,为我国建筑行业壮大发展保驾护航。

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