怎樣才能保證抗?jié)B混凝土的抗?jié)B性能
混凝土的抗?jié)B性能對地下建筑、水工及港工建筑等工程,都是很重要的一項指標(biāo),抗?jié)B性還直接影響混凝土的抗凍性和抗侵蝕性。如果混凝土的抗?jié)B性不合格,將導(dǎo)致混凝土壽命嚴(yán)重降低(尤其在港工工程中)。
混凝土滲水的原因是由于混凝土內(nèi)部孔隙形成連通的滲水孔道。這些孔道主要來源于水泥漿中多余的水分蒸發(fā)而留下的氣孔、水泥漿泌水所產(chǎn)生的毛細(xì)管孔道、內(nèi)部的微裂以及施工振搗不密實產(chǎn)生的蜂窩、孔洞,這些都會導(dǎo)致混凝土滲水。
一、從混凝土原材的方面分析混凝土的抗?jié)B性能
一般普通混凝土常用的各種水泥,在抗?jié)B混凝土中都可以使用。其中礦渣水泥的泌水性較大,泌水時在混凝土中形成通道,這對混凝土的抗?jié)B性及強度都很不利。若在混凝土中摻用減水劑或引氣劑,可以降低水灰比,改善混凝土的泌水性,同時礦渣水泥本身的抗?jié)B性又較好,所以礦渣水泥摻外加劑后被廣泛的使用,實踐證明效果也很好。
混凝土中粗骨料的最大粒徑不宜大于40mm。在混凝土中,粗骨料顆粒的下面容易形成空隙,顆粒愈大則形成的空隙愈大,對抗?jié)B不利。根據(jù)試驗資料,在配合比相同的條件下,混凝土的滲透性大致與粗骨料的最大粒徑成正比。所以對抗?jié)B混凝土的粗骨料最大粒徑宜予以適當(dāng)限制。
混凝土中砂率不宜過大或過小。過大,會使骨料的總表面積及空隙率增大,降低混凝土的流動性,造成施工振搗不密實,影響抗?jié)B性。砂率過小,則不能在粗骨料的周圍形成足夠的砂漿層起到潤滑和填充作用,也會降低混凝土的流動性,同時還會使混凝土粘聚性、保水性變差,從而導(dǎo)致混凝土抗?jié)B性及強度降低。
混凝土的水灰比不宜過大。水灰比過大,則水泥石中的毛細(xì)孔愈多,當(dāng)然滲水性愈大。當(dāng)水灰比小于0.6時,毛細(xì)孔多屬于封閉的;當(dāng)水灰比大于0.6時,則連續(xù)性的毛細(xì)孔顯著增加,滲透性也變大。有試驗資料證明水灰比愈大,滲透性也愈大,水灰比從0.6增加到0.63,滲透性將增大一倍。所以,一般混凝土的水灰比不應(yīng)超過0.6。
二 、抗?jié)B混凝土的澆筑與養(yǎng)護對抗?jié)B性也有著很大的影響
澆筑混凝土?xí)r,預(yù)留孔、預(yù)埋管、預(yù)埋件及止水帶等周邊混凝土應(yīng)在機械振搗的基礎(chǔ)上,輔以人工插搗。
振搗密實才能保證混凝土的抗?jié)B性,按規(guī)范規(guī)定進行機械振搗,一般都可以滿足這一要求。但在預(yù)留孔、止水帶等處的結(jié)構(gòu)形狀不直順,尺寸也較小,一方面振搗不方便,一方面振搗時混凝土中的空氣不容易完全排出,實踐證明,對這些部位,在機械振搗的基礎(chǔ)上,再輔以人工插搗,有助于空氣的排出,有利于振搗密實。
澆筑池壁混凝土?xí)r,池壁安裝模板高度一般不應(yīng)超過3米,且宜在一側(cè)1.5米的標(biāo)高處預(yù)留振搗孔。預(yù)留的操作窗口水平距離不宜超過1.5米。如果不在1.5米處預(yù)留振搗孔,則澆筑池壁混凝土?xí)r,不易看清下部的振搗情況容易造成振搗不密實或過振,影響混凝土的抗?jié)B性能。
在澆筑結(jié)構(gòu)管口或孔洞部位時,振搗孔宜設(shè)在孔洞或管口直徑的靠下部的1/4~1/3處,這樣便于預(yù)留管口或預(yù)留孔洞下部的混凝土振搗密實。
混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑,中間的間隔時間:當(dāng)氣溫低于25℃,不應(yīng)超過3小時,氣溫高于25℃時,不應(yīng)超過2.5小時。大面積底板或頂板應(yīng)分組澆筑,池壁應(yīng)分層連續(xù)澆筑。
混凝土澆筑完畢后,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場氣溫條件及時覆蓋和灑水,養(yǎng)護期不少于14天。濕養(yǎng)護有利于水泥的充分水化,以降低水泥石的孔隙率和切斷毛細(xì)孔的連續(xù)性。實踐證明,混凝土養(yǎng)護14天,可以大大提高其抗?jié)B性能。
三 、抗?jié)B混凝土的抗?jié)B性跟施工的季節(jié)性有很大的關(guān)系
首先,在施工工期安排上,抗?jié)B混凝土宜避開冬季及熱天施工。
冬季施工由于混凝土材料加熱,熱天(指氣溫高于30℃)施工由于氣溫和混凝土材料溫度都比較高,這都會使混凝土的入模溫度及凝結(jié)溫度提高?;炷羷偰Y(jié)時是無應(yīng)力的,此后溫度升降,混凝土漲縮,在約束條件下就要產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其應(yīng)力值超過抗拉強度時,混凝土就產(chǎn)生裂縫,以至嚴(yán)重滲水或漏水。所以在可能的條件下盡量避開冬季及熱天施工。
冬季施工的混凝土,應(yīng)在滿足冷卻前達到要求強度的前提下,盡量降低入模溫度。并采取外保溫措施。
由于工程投產(chǎn)的需要,或整體工程混凝土作業(yè)平衡的需要,抗?jié)B混凝土完全避開冬季或熱天施工常常是不可能的。不可能避開時,應(yīng)盡量降低入模溫度,也就是降低凝結(jié)溫度,降低溫差,降低溫差應(yīng)力。
混凝土熱天施工時,應(yīng)根據(jù)氣溫的情況,采取降低材料溫度,摻用緩凝劑及增加養(yǎng)護澆水次數(shù)等措施。這些都是為了降低混凝土凝結(jié)溫度,降低溫差應(yīng)力,并提高養(yǎng)護效果。
冬季施工時,池壁模板應(yīng)在混凝土表面溫度與周圍氣溫溫差較小時拆除,溫差不宜超過15℃,拆模后必須立即覆蓋保溫。拆模時混凝土的溫度,比凝結(jié)溫度已經(jīng)降低許多,已存在溫差。要求在混凝土表面溫度與周圍氣溫溫差較小時拆除,以防在拆模過程中產(chǎn)生冷縮裂縫。這時的混凝土強度還沒有達到設(shè)計規(guī)定的強度等級,所以拆模后還必須立即覆蓋保溫。
四、采取必要的技術(shù)組織措施,保證混凝土的抗?jié)B性能
有試驗表明混凝土澆筑及養(yǎng)護對抗?jié)B性的影響要比混凝土材料的選用和配比對抗?jié)B性影響要大得多。而且混凝土材料的選用和配比是施工前的工作,選料和配比不當(dāng),可以調(diào)整并通過試驗解決。而混凝土澆筑上的缺陷,如在操作過程中不能及時發(fā)現(xiàn)并解決,等滿水試驗時才發(fā)現(xiàn)滲水量超過標(biāo)準(zhǔn),或有滲水漏水現(xiàn)象,則不容易解決,只能采取其他補救措施,甚至返工。所以,認(rèn)真的施工操作保證混凝土振搗密實、壓茬緊密,是抗?jié)B混凝土施工技術(shù)的關(guān)鍵。
混凝土養(yǎng)護的不好,容易產(chǎn)生干縮裂縫,盡管裂縫是表層但減少了抗?jié)B的有效結(jié)構(gòu)厚度,其對抗?jié)B的影響比值,就是裂縫深度對混凝土的厚度之比。關(guān)于季節(jié)性施工,如安排不當(dāng)或措施不力,將會增大混凝土的冷縮。冷縮和干縮又經(jīng)常是同時出現(xiàn)的。在一定約束條件下,冷縮——干縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時,則產(chǎn)生裂縫。這種裂縫比單純的干縮裂縫要寬要深,有時是貫穿整個結(jié)構(gòu)厚度的,它將產(chǎn)生嚴(yán)重滲水或漏水,必須進行處理。所以,做好季節(jié)性施工措施,并加強養(yǎng)護,防止混凝土產(chǎn)生冷縮——干縮裂縫,是抗?jié)B混凝土施工技術(shù)的又一關(guān)鍵。
我們要做好施工組織工作,來保證混凝土的澆筑及養(yǎng)護質(zhì)量???jié)B混凝土的主要施工技術(shù),都在施工技術(shù)規(guī)范中作了規(guī)定。認(rèn)真執(zhí)行規(guī)范,并注意掌握關(guān)鍵,才能使抗?jié)B有所保證。但抗?jié)B混凝土的施工,尤其大型水池,有眾多的人員參與,經(jīng)歷較長的時間,操作有許多環(huán)節(jié),只要有一人一時一處的疏忽,就可能出現(xiàn)質(zhì)量問題。而且有些技術(shù)規(guī)定比較原則,所以要采取一些技術(shù)組織措施,才能保證抗?jié)B混凝土的抗?jié)B性能。這些措施主要應(yīng)有以下幾個方面。
1. 對混凝土季節(jié)性施工和澆筑作業(yè)做出周密安排。在季節(jié)性施工安排上,由于我國地域遼闊,各地氣溫條件相差懸殊,首先應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁兀治龆诨驘崽焓┕?,混凝土凝結(jié)溫度與拆模后混凝土在大氣中暴露時的最低溫度之差,在構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的約束條件下,可能產(chǎn)生的溫差冷縮應(yīng)力,再加上干縮應(yīng)力,分析混凝土裂縫產(chǎn)生的可能性。根據(jù)需要,盡可能避開冬期及熱天施工,或避開冬期最冷和熱天最熱的幾天澆筑混凝土。如不能避開,則需制訂降低混凝土凝結(jié)溫度及其他降低溫差的具體措施。
在混凝土澆筑作業(yè)的安排上,應(yīng)保證混凝土從攪拌機卸出經(jīng)過運輸澆筑到下層混凝土壓茬的間隔時間,不得超過規(guī)范的規(guī)定。根據(jù)這一要求,確定澆筑強度(即單位時間的澆筑量)和澆筑分組(一般一個下料點和一部振搗器為一組),同時還要考慮由于某種意外造成的時間間歇。總之,安排澆筑作業(yè)應(yīng)使壓茬間隔時間有一定的安全度。作業(yè)安排是一項具體而細(xì)致的工作,不可忽視,以免在壓茬上形成滲水的弱點。
2. 建立明確的崗位責(zé)任制。例如:攪拌混凝土小組負(fù)責(zé)配料準(zhǔn)確,攪拌均勻,冬季施工時保證混凝土的攪拌溫度;混凝土運輸發(fā)生離析時,明確負(fù)責(zé)再攪拌的人員;混凝土澆筑人員分塊負(fù)責(zé)混凝土的密實,不出現(xiàn)滲水現(xiàn)象;養(yǎng)護人員保證混凝土養(yǎng)護期經(jīng)常濕潤,不出現(xiàn)干縮裂縫。責(zé)任應(yīng)與獎懲結(jié)合。施工技術(shù)人員應(yīng)負(fù)責(zé)向工人貫徹施工技術(shù)規(guī)范、規(guī)程和技術(shù)組織措施,讓操作者懂得一些施工技術(shù)理論,某種操作的實際意義,樹立質(zhì)量意識,明確責(zé)任,自覺認(rèn)真操作,確保工程質(zhì)量。
3. 建立完整的質(zhì)量檢查系統(tǒng)。從混凝土選料、配比、澆筑、養(yǎng)護以至滿水試驗、竣工,每一施工環(huán)節(jié)都要有質(zhì)量檢驗工作,成為一個完整的質(zhì)量檢驗系統(tǒng)。檢查工作主要包括檢查材料規(guī)格、骨料含水量、配比準(zhǔn)度、攪拌時間、攪拌均勻度、塌落度、混凝土入模前有無離析,振搗是否密實、養(yǎng)護情況、混凝土外觀檢查、冬期施工的各項溫度檢查等。試驗包括配比試驗、試塊強度試驗、抗?jié)B試驗、抗凍試驗、滿水試驗等等。這些試驗工作在施工規(guī)范中也都有規(guī)定,重要的是必須很好組織專職檢驗人員去完成。施工人員常說,質(zhì)量好的工程是干出來的,不是檢驗出來的。意思是工程質(zhì)量主要靠施工認(rèn)真操作來保證,檢驗是次要的。但是通過檢驗才證實了質(zhì)量的好壞,檢驗必須細(xì)致準(zhǔn)確。再者,在全部施工過程中,操作總難免有失誤之處,通過檢驗及時發(fā)現(xiàn)施工過程中不符合質(zhì)量要求的問題,及時予以解決,這對保證工程質(zhì)量也是相當(dāng)重要的。質(zhì)量不好主要是操作者的責(zé)任,但在施工過程中明顯的較大的操作失誤,檢驗人員如未能及時發(fā)現(xiàn),也有失職之處。操作人員與質(zhì)檢人員對確保工程質(zhì)量,目標(biāo)是一致的。質(zhì)檢人員協(xié)助操作人員認(rèn)真執(zhí)行規(guī)范和規(guī)程,認(rèn)真執(zhí)行為施工制訂的技術(shù)組織措施,質(zhì)量才更有保證,使抗?jié)B混凝土達到設(shè)計的抗?jié)B要求。只有這樣,我們從技術(shù)和管理的各個環(huán)節(jié)入手,把握每個工序的質(zhì)量,才能最終保證抗?jié)B混凝土的抗?jié)B性能。
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