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【摘要】:混凝土的质量控制是一个比较复杂的问题,它已经引起了很多施工单位,甚至国家的重视,它关乎到整个工程能否顺利完工,也关系到结构的使用寿命。本文主要对目前混凝土施工质量的研究现状、影响混凝土质量因素、以及针对这些因素提出了混凝土质量控制的措施等方面做了一个简单的分析。
【关键词】:混凝土;耐力和强度;现状
1、引言
混凝土是目前建筑行业使用最多的材料,它具有抗压强度高、稳定性好、易于施工等特点。其中混凝土的施工质量控制这一问题是社会关注的热点,也是一个非常复杂的问题。有关专家表示,如果混凝土的质量控制做得好,其耐力和强度可以延迟一年,则可以给社会创造出几百亿的财富。如果缩短一年,将带来非常巨大的经济损失。所以说,研究混凝土的质量控制是一个非常值得研究的课题,同时也具有较大的发展前景。
2、混凝土质量控制研究现状
混凝土的耐力和强度主要是指混凝土结构在各种环境作用下,在正常的使用期内,不需要经过外界的加固处理就可以保持安全、使用工程的特性和能力。混凝土耐力和强度的研究主要包括混凝土和钢筋两个方面。下面我们主要从分析一下混凝土的碳化及钢筋锈蚀这两个方面。
2.1混凝土的碳化研究
混凝土碳化主要是指二氧化碳或某种酸性气体与混凝土的表面发生了物理和化学反应,生成了碳酸钙和其他物质成分。气体扩散到混凝土的内部中,与水泥水化生成硅酸钙、碳酸钙等大量的酸性和碱性物质,加剧混凝土的浓缩,降低混凝土的抗弯拉和抗渗强度。随着混凝土的碱性浓度降低,它会形一种破坏力,威胁到钢筋表面的钝化膜,造成钢筋腐蚀、保护层破坏、粘结力破坏等一系列的问题。影响混凝土碳化的原因有很多种,主要包括混凝土的配合比、自身原因、水泥用量、养护方法、环境因素等等。目前,我国对于混凝土碳化研究主要包括碳化深度的计算、碳化的原因、改善碳化的措施等等。其中碳化的计算公式采用的是国内外一致认同的一个公式,即D=K,其中t代表碳化的时间;k代表碳化的系数;D代表碳化深度,用单位毫米(mm)表示。所以,对于混凝土进行碳化研究对于提升混凝土的耐力和强度有着非常重要的意义。
2.2钢筋锈蚀研究
钢筋锈蚀的过程其实就是一个电化学反应的过程。主要是指混凝土碳化之后,造成体内的碱性浓度减少,PH值降低,当氯离子达到一定的浓度后,就会破坏钢筋表面的钝化膜,引起钢筋的锈蚀、强度不够、混凝土保护层脱落等現象,破坏钢筋的粘结力,导致其强度变低,从而破坏了混凝土整体的结构。钢筋的腐蚀主要是指电化学腐蚀,必须要具备三个条件才可以产生化学反应,那就是①氧气和水;②电位差;③钝化膜遭到破坏。
3、影响混凝土耐力和强度的因素
3.1混凝土的冻融破坏
混凝土是一种多孔状的复合材料,为了保证和易性,必须加入适量的水,让水和水泥充分的发生反应。混凝土的冻融破坏主要是指它具有热胀冷缩的特性,在外界气温昼夜交替、温差较大的情况下,体内毛细孔所存留的水分冷冻结冰就会发生体积膨胀,同时也会产生一种渗透压力,当压力超过混凝土的抗弯拉强度时,就会导致混凝土开裂。如果内外裂缝相互贯通,就会导致混凝土更深层次的破坏。
3.2侵蚀性介质的腐蚀
侵蚀性介质的腐蚀对于大体积混凝土的养护来说影响是非常大的。在寒冷的季节,养护人员为了缓解交通压力,保障路面畅通,特意在道路上撒盐或者盐水,以达到化雪的效果。但使盐水中的氯离子作为一种侵蚀性介质对混凝土养护是一种致命的因素。它会破坏钢筋的钝化膜,并形成腐蚀电池,加剧钢筋的软化和破坏。
3.3混凝土碱-集料的反应
碱-集料反应主要是指混凝土孔内的碱性溶液与集料中的矿物质发生的化学反应。发生这些反应必须具备三个条件:第一、混凝土中夹杂着碱性物质;第二、充足的水分;第三、集料中存在着碱活性骨料。混凝土发生碱-集料反应,主要分为外部和内部,外部主要是表面裂缝发生,内部则是内部裂缝、内部凝胶等现象的出现,加之外部环境的作用下,会使混凝土碳化、钢筋锈蚀。如果是在寒冷地区,又会出现冻融破坏。
4、大体积混凝土施工质量控制的要点
4.1冻融的破坏
防止冻融破坏的主要方法就是降低混凝土的水灰比例,其次就是采用引气技术。但是,在我国引气剂要慎用,因为市场上的引气剂品种比较多,质量也是参差不齐,同时也会降低混凝土的强度。
4.2混凝土碱-集料反应
碱-集料反应一旦发生就会产生非常大的危害,所以必须采取有效的措施。主要包括控制有碱性活动的骨料的配合比、加入大于10%的粉煤灰来抑制这种反应、添加早强剂等等,这样就会给混凝土带来大量的碱性物质。
4.3原料的选择
针对水化热这个问题,首先我们的进行材料选择的时候,必须要选择水化热比较低的材料,比如低热矿渣硅酸盐水泥,在条件满足的时候尽可能减少水泥的用量。与此同时,颗粒的细度不可过大,也不可过小,施工人员要对材料进行一定的筛选;这里最为重点的就是骨料必须要经过现场实测,石子的含泥量要做到最低的控制,保持在1.5%内,砂控制在2.5%内。这主要是因为骨料的含泥量越低越好,如果含泥量偏大,就会导致混凝土的收缩变形,降低抗拉强度,从而产生结构裂缝。
4.4温度控制
首先在进行施工以前,我们要对施工现场的气候环境、周边环境、材料的性质、施工方案等等,拟定出一个温度控制方案,主要包括浇筑混凝土的长度、宽度、厚度、间隔时间等等;在进行拌和和浇筑的时候,要根据原材料的温度、气候条件等,对材料进行升温或者降温的有效处理。要严格的按照温度控制方案去进行分层和温度的控制,同时还要严格的控制入模时的温度,加强振捣措施,控制振捣的时间、振捣的深度等,一定要保证振捣的质量;严格的按照施工计划进行,采取措施控制施工冷缝的出现;待浇筑完成以后,要及时的对表面的水泥浆进行处理,避免出现龟裂;与此同时,最后一步工序-养护也非常的重要,要严格按照施工方案去进行养护处理。加强侵蚀性介质的控制,侵蚀性介质主要指的就是氯离子,所以必须要提高混凝土的抗氯离子渗透能力,主要的方法就是優化水泥配合比,限制水灰比,保证混凝土的碱浓度在适中的范围。
4.5温度监控
施工监控是混凝土施工质量中最为重要的一部分,如果仅仅靠施工人员的感觉和经验,做到温度监控,这是不科学且不合理的。在对大体积混凝土进行施工监测时,一定要加入温度的监控。首先要在混凝土的外部和内部布置好温度监测点,还要设置好保温材料的控制,对温度数据进行每日监测,并进行仔细的分析,包括内部温度差、表层测点的温度差等等。
5、总结
现如今,混凝土的施工技术也得到了快速的发展,但是也伴随着新的挑战,如何加强大体积成为了世界各国关注的焦点。混凝土的碳化、冻融、钢筋锈蚀等问题严重影响着混凝土的耐力和强度。所以我们必须要采取措施去提高混凝土的施工质量,要从根源入手,比如加强温度的控制、原材料的选择、防止冻融的破坏、控制化学反应等等。只有这样,我们才能从根本上去控制混凝土的质量。
参考文献:
[1]宋玉文.大体积混凝土施工技术研究[J].四川水泥.2016(11).
[2]兰超鹏,王团结.高层建筑大体积混凝土施工技术研究[J].赤峰学院学报(自然科学版).2016(21).
[3]陈林军.建筑工程大体积混凝土裂缝原因及其预防[J].智能城市.2016(11).
[4]刘龙龙.建筑工程大体积混凝土浇筑施工技术研究[J].江西建材.2017(01).
【关键词】:混凝土;耐力和强度;现状
1、引言
混凝土是目前建筑行业使用最多的材料,它具有抗压强度高、稳定性好、易于施工等特点。其中混凝土的施工质量控制这一问题是社会关注的热点,也是一个非常复杂的问题。有关专家表示,如果混凝土的质量控制做得好,其耐力和强度可以延迟一年,则可以给社会创造出几百亿的财富。如果缩短一年,将带来非常巨大的经济损失。所以说,研究混凝土的质量控制是一个非常值得研究的课题,同时也具有较大的发展前景。
2、混凝土质量控制研究现状
混凝土的耐力和强度主要是指混凝土结构在各种环境作用下,在正常的使用期内,不需要经过外界的加固处理就可以保持安全、使用工程的特性和能力。混凝土耐力和强度的研究主要包括混凝土和钢筋两个方面。下面我们主要从分析一下混凝土的碳化及钢筋锈蚀这两个方面。
2.1混凝土的碳化研究
混凝土碳化主要是指二氧化碳或某种酸性气体与混凝土的表面发生了物理和化学反应,生成了碳酸钙和其他物质成分。气体扩散到混凝土的内部中,与水泥水化生成硅酸钙、碳酸钙等大量的酸性和碱性物质,加剧混凝土的浓缩,降低混凝土的抗弯拉和抗渗强度。随着混凝土的碱性浓度降低,它会形一种破坏力,威胁到钢筋表面的钝化膜,造成钢筋腐蚀、保护层破坏、粘结力破坏等一系列的问题。影响混凝土碳化的原因有很多种,主要包括混凝土的配合比、自身原因、水泥用量、养护方法、环境因素等等。目前,我国对于混凝土碳化研究主要包括碳化深度的计算、碳化的原因、改善碳化的措施等等。其中碳化的计算公式采用的是国内外一致认同的一个公式,即D=K,其中t代表碳化的时间;k代表碳化的系数;D代表碳化深度,用单位毫米(mm)表示。所以,对于混凝土进行碳化研究对于提升混凝土的耐力和强度有着非常重要的意义。
2.2钢筋锈蚀研究
钢筋锈蚀的过程其实就是一个电化学反应的过程。主要是指混凝土碳化之后,造成体内的碱性浓度减少,PH值降低,当氯离子达到一定的浓度后,就会破坏钢筋表面的钝化膜,引起钢筋的锈蚀、强度不够、混凝土保护层脱落等現象,破坏钢筋的粘结力,导致其强度变低,从而破坏了混凝土整体的结构。钢筋的腐蚀主要是指电化学腐蚀,必须要具备三个条件才可以产生化学反应,那就是①氧气和水;②电位差;③钝化膜遭到破坏。
3、影响混凝土耐力和强度的因素
3.1混凝土的冻融破坏
混凝土是一种多孔状的复合材料,为了保证和易性,必须加入适量的水,让水和水泥充分的发生反应。混凝土的冻融破坏主要是指它具有热胀冷缩的特性,在外界气温昼夜交替、温差较大的情况下,体内毛细孔所存留的水分冷冻结冰就会发生体积膨胀,同时也会产生一种渗透压力,当压力超过混凝土的抗弯拉强度时,就会导致混凝土开裂。如果内外裂缝相互贯通,就会导致混凝土更深层次的破坏。
3.2侵蚀性介质的腐蚀
侵蚀性介质的腐蚀对于大体积混凝土的养护来说影响是非常大的。在寒冷的季节,养护人员为了缓解交通压力,保障路面畅通,特意在道路上撒盐或者盐水,以达到化雪的效果。但使盐水中的氯离子作为一种侵蚀性介质对混凝土养护是一种致命的因素。它会破坏钢筋的钝化膜,并形成腐蚀电池,加剧钢筋的软化和破坏。
3.3混凝土碱-集料的反应
碱-集料反应主要是指混凝土孔内的碱性溶液与集料中的矿物质发生的化学反应。发生这些反应必须具备三个条件:第一、混凝土中夹杂着碱性物质;第二、充足的水分;第三、集料中存在着碱活性骨料。混凝土发生碱-集料反应,主要分为外部和内部,外部主要是表面裂缝发生,内部则是内部裂缝、内部凝胶等现象的出现,加之外部环境的作用下,会使混凝土碳化、钢筋锈蚀。如果是在寒冷地区,又会出现冻融破坏。
4、大体积混凝土施工质量控制的要点
4.1冻融的破坏
防止冻融破坏的主要方法就是降低混凝土的水灰比例,其次就是采用引气技术。但是,在我国引气剂要慎用,因为市场上的引气剂品种比较多,质量也是参差不齐,同时也会降低混凝土的强度。
4.2混凝土碱-集料反应
碱-集料反应一旦发生就会产生非常大的危害,所以必须采取有效的措施。主要包括控制有碱性活动的骨料的配合比、加入大于10%的粉煤灰来抑制这种反应、添加早强剂等等,这样就会给混凝土带来大量的碱性物质。
4.3原料的选择
针对水化热这个问题,首先我们的进行材料选择的时候,必须要选择水化热比较低的材料,比如低热矿渣硅酸盐水泥,在条件满足的时候尽可能减少水泥的用量。与此同时,颗粒的细度不可过大,也不可过小,施工人员要对材料进行一定的筛选;这里最为重点的就是骨料必须要经过现场实测,石子的含泥量要做到最低的控制,保持在1.5%内,砂控制在2.5%内。这主要是因为骨料的含泥量越低越好,如果含泥量偏大,就会导致混凝土的收缩变形,降低抗拉强度,从而产生结构裂缝。
4.4温度控制
首先在进行施工以前,我们要对施工现场的气候环境、周边环境、材料的性质、施工方案等等,拟定出一个温度控制方案,主要包括浇筑混凝土的长度、宽度、厚度、间隔时间等等;在进行拌和和浇筑的时候,要根据原材料的温度、气候条件等,对材料进行升温或者降温的有效处理。要严格的按照温度控制方案去进行分层和温度的控制,同时还要严格的控制入模时的温度,加强振捣措施,控制振捣的时间、振捣的深度等,一定要保证振捣的质量;严格的按照施工计划进行,采取措施控制施工冷缝的出现;待浇筑完成以后,要及时的对表面的水泥浆进行处理,避免出现龟裂;与此同时,最后一步工序-养护也非常的重要,要严格按照施工方案去进行养护处理。加强侵蚀性介质的控制,侵蚀性介质主要指的就是氯离子,所以必须要提高混凝土的抗氯离子渗透能力,主要的方法就是優化水泥配合比,限制水灰比,保证混凝土的碱浓度在适中的范围。
4.5温度监控
施工监控是混凝土施工质量中最为重要的一部分,如果仅仅靠施工人员的感觉和经验,做到温度监控,这是不科学且不合理的。在对大体积混凝土进行施工监测时,一定要加入温度的监控。首先要在混凝土的外部和内部布置好温度监测点,还要设置好保温材料的控制,对温度数据进行每日监测,并进行仔细的分析,包括内部温度差、表层测点的温度差等等。
5、总结
现如今,混凝土的施工技术也得到了快速的发展,但是也伴随着新的挑战,如何加强大体积成为了世界各国关注的焦点。混凝土的碳化、冻融、钢筋锈蚀等问题严重影响着混凝土的耐力和强度。所以我们必须要采取措施去提高混凝土的施工质量,要从根源入手,比如加强温度的控制、原材料的选择、防止冻融的破坏、控制化学反应等等。只有这样,我们才能从根本上去控制混凝土的质量。
参考文献:
[1]宋玉文.大体积混凝土施工技术研究[J].四川水泥.2016(11).
[2]兰超鹏,王团结.高层建筑大体积混凝土施工技术研究[J].赤峰学院学报(自然科学版).2016(21).
[3]陈林军.建筑工程大体积混凝土裂缝原因及其预防[J].智能城市.2016(11).
[4]刘龙龙.建筑工程大体积混凝土浇筑施工技术研究[J].江西建材.2017(01).