張啟偉(南通市建筑工程質量檢測中心)
混凝土強度不足常見成因分析
張啟偉(南通市建筑工程質量檢測中心)
混凝土強度是評價鋼筋混凝土結構質量的主要依據之一,混凝土強度不足主要會影響結構的承載能力,會給工程帶來隱患,主要表現為結構強度、剛度下降,抗裂性差,結構變形導致影響正常使用等。
影響混凝土強度的原因從理論上講主要有三個方面,一是原材料的質量,配制混凝土所用的水泥、骨料、礦物摻合料、外加劑以及拌合水的質量均會對其產生影響;二是配合比的控制,配制混凝土的水膠比、用水量、外加劑用量、膠凝材料用量以及砂率的選擇是決定混凝土強度的重要因素;三是施工工藝的影響,混凝土施工過程包括制備、運輸、澆筑、振搗以及養護,任一施工過程處理不當都會影響混凝土的最終質量。
影響混凝土強度的因素和環節很多,筆者結合實際工作中的眾多案列,著重分析在工程中常見的導致混凝土強度不足的幾個原因。
構成混凝土的原料中水泥和外加劑均由專業廠家生產,質量相對穩定,拌合水基本均為飲用水。這三者的質量在工程應用中通常能夠較好地控制,但砂石生產企業生產能力、產源不一,質量參差不齊,而礦物摻合料市場供不應求,尤其在需求旺季質量多得不到保證,加上人們往往主觀上注重水泥及外加劑的質量,疏忽了骨料和礦物摻合料的質量,所以混凝土強度不足常常由于原料中的骨料及礦物摻合料的質量不良引起。通常骨料及礦物摻合料的質量差表現在以下幾個方面:
(1)使用的細骨料的細度模數過小,顆粒級配區為Ⅰ區,或者其含泥量較大導致用水量增加,影響水泥與骨料的粘結,對混凝土的強度產生不利。
(2)使用的粗骨料的粒徑過大、粒形中針片狀顆粒含量高、級配不當都不利于混凝土骨料合理堆積和應力分布,直接影響混凝土的強度;骨料中含泥量(包括泥塊)較多明顯降低高強混凝土的強度;有的骨料本身強度低,體積穩定性差同樣會降低混凝土的強度。
(3)使用的礦物摻合料的需水量大,細度及燒失量不滿足要求,導致活性和后期強度低,導致了混凝土強度的降低。
混凝土的配合比是決定其強度的重要因素,是混凝土生產的關鍵環節之一。工程中往往由于配合比的不當導致了混凝土強度降低,常見原因如下:
(1)隨意套用配合比,一些工程不根據施工現場的施工條件和原材料情況,僅根據設計強度等級隨意套用或根據理論計算配合比進行施工,導致強度不足。
(2)配合比設計時關注了強度,疏忽了拌合物的和易性,導致混凝土拌合物的流動性、粘聚性及保水性不良,出現嚴重泌水、離析現象,影響了施工,降低了混凝土強度。
(3)配合比設計前未進行外加劑與水泥以及所用礦物摻合料的相容性試驗。一些外加劑由于與膠凝材料的相容性不良出現減水率不足、流動性保持不足、坍落度經時損失大,影響施工導致澆筑地點增加用水量,降低了混凝土強度。
(4)控制室配合比數據輸入錯誤,或者原材料信息輸入錯誤,導致配合比有誤,導致混凝土強度不滿足要求。
混凝土施工過程包括制備、運輸、澆筑、振搗以及養護,任一施工過程處理不當都會影響混凝土的最終質量。常見因施工原因導致混凝土強度不足的情形有:
(1)澆筑時間不當。一些工程由于運輸或現場調度原因,在混凝土澆筑前混凝土拌合料已經離析或已經初凝,造成混凝土強度不足。
(2)漏漿嚴重。由于模板漏漿或運輸工具漏漿、輸送管道漏漿都會嚴重影響混凝土強度。
(3)漏振、欠振,造成混凝土成型不密實,導致混凝土空隙率增大,降低了混凝土強度。
(4)柱、墻澆筑時,混凝土拌合物傾落高度過大,未加設串筒、溜管、溜槽等裝置導致離析,影響混凝土強度。
(5)墻、柱混凝土設計強度高于梁、板混凝土設計等級時,因未采取分隔措施,出現低強混凝土澆筑在設計等級高的結構部位,導致混凝土強度不足。
(6)養護不及時,或養護措施不到位混凝土未能在合適的溫度、濕度下正常凝結、硬化和強度增長,影響了水泥水化,使得混凝土強度降低。
(7)為了搶工期,時有混凝土強度未達到規定的強度,過早施加荷載,開始下道工序,使得混凝土中原始裂縫增多,導致混凝土強度下降。
混凝土強度控制應從多方面入手,加強全過程管理,各個環節嚴格按規范執行。只有這樣,才能保證混凝土的強度,使工程質量滿足設計文件和相關規范要求。