补偿收缩混凝土常见质量问题原因分析和防治.pdf

2 0 1 1年第 2期 ( 第 3 9卷) 黑龙江水利科技 He i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ． 2 ． 2 0 1 1 ( T o d a l N o ． 3 9 ) 文章编号： 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 2 0 1 1 ) 0 2— 0 1 4 0— 0 2 补偿 收缩混凝 土常见质 量 问题 原 因分析和 防治 柴 伟 ， 刘 爽 ( 1 ．黑龙江省水利第二工程处 ， 哈 尔滨 1 5 0 3 0 2 ； 2 ．黑龙江省水利工程建设监理公 司， 哈 尔滨 1 5 0 0 0 1 ) 摘 要 ： 对补偿收缩混凝土出现拌合物坍落度损失大、 补偿收缩性能不稳定、 产生收缩裂纹及强度较低等常见质量问题进行原因分 析 ， 提 出了有效 的防治措施 。 关键词 ： 混凝土； 补偿收缩； 质量问题； 原因分析 ； 防治措施 中图分类号 ： T V 5 4 4 文献标识码 ： B 普通混凝土内部由于收缩会产生微裂纹， 不仅会使混凝 土结构的整体性遭到破坏， 而且影响混凝土的力学性能和耐 久性， 甚至造成侵蚀介质侵入混凝土内部， 腐蚀混凝土和钢 筋。为了克服上述缺点 ， 国内外有关专 家经过多年潜心研 究， 成功研制出了一种补偿收缩混凝土。补偿收缩混凝土是 以膨胀水泥为胶结料， 或在硅酸盐水泥熟料中掺入适量膨胀 剂， 与粗细骨料按一定 比例混合而成的一种混凝土， 膨胀剂 是指与水泥、 水拌和后经水化反应生成钙矾石、 钙矾石一氢 氧化钙或氢氧化钙 ， 使混凝土产生膨胀的外加剂。按膨胀源 可分成： 硫铝酸钙类、 硫铝酸钙一氧化钙类、 氧化钙类三大类 膨胀剂。由于它具有一定的微膨胀特性 ， 能减少和补偿混凝 土的收缩 ， 所以被称作补偿收缩混凝土。 补偿收缩混凝土与普通混凝土的区别在于： ①膨胀混凝 土在限制条件下， 在混凝 土中建立一定的预应力， 改善了混 凝土的内部应力状态， 从而提高了它们的抗裂能力。②在水 泥硬化过程中， 膨胀结晶体 ( 如钙矾石) 起到填充、 切断毛细 孔缝作用， 使大孔变小孔， 总孔隙率减少 ， 从而改善了混凝土 的孔结构， 提高了它们的抗渗透性和力学性能。 补偿收缩混凝土目前广泛的应用于地下防水工程、 地下 建筑、 水池、 水塔、 水厂、 机场等工程 ， 特别是接缝、 底座、 压力 灌浆、 混凝土后浇缝等部位尤为适用。黑龙江省大庆东城水 厂工程中， 在地下 防水部分就大量 的应用 了补偿收缩混凝 土， 效果很好。但是， 施工过程中出现拌合物坍落度损失大、 补偿收缩性能不稳定、 产生收缩裂纹及强度较低等质量问题 也是该混凝土的质量通病 ， 施工人员要严格进行施工质量控 制， 防止质量事故的发生。 1 拌合物坍落度损失大 1 ． 1 质量 问题 补偿收缩混凝土拌合物在搅拌完毕出罐后， 在常温情况 下 3 0— 4 5 m i n 左右则出现明显的黏稠现象， 不仅使混凝土的 浇筑振捣产生很大困难 ， 而且严重影响混凝土的技术性能。 I ． 2 原因分析 1 ) 补偿收缩混凝土所用的水泥， 无论是硅酸盐膨胀水泥 和铝酸盐膨胀水泥， 还是明矾石膨胀水泥和硫铝酸盐膨胀水 泥 ， 其组成成分中的石膏含量普遍比常用水泥中的石膏含量 高 ， 所以配制的混凝土凝结速度快， 拌合物坍落度的损失 自 然就比较大。 2 ) 用于配制补偿收缩混凝土的各种水泥， 如 ： 膨胀水泥 或掺加膨胀剂的硅酸盐水泥 ， 或高强度等级的硅酸盐水泥， 它们共同的特点是 ： 细度要求要比普通硅酸盐水泥及矾土水 泥高， 因此 ， 混凝土在拌合过程中需水量比较大， 混凝土进行 水化反应快而激烈 ， 坍落度的损失则大。 3 ) 在配制补偿收缩混凝土时， 由于膨胀水泥或膨胀剂用 量过多， 混凝土虽能获得较大的膨胀应力， 但 因凝结速度快 而会造成拌合物坍落度较大损失。 4 ) 在补偿收缩混凝土施工过程中， 由于施工环境温度过 高(>3 O ℃) ， 或混凝土拌合物运输、 停留时间过长 ， 从而造成 在未浇筑前就产生坍落度损失。 5 ) 在配制补偿收缩混凝土中， 混入了其他品种的水泥， 如石膏矾土水泥} 昆 凝土拌合物中混入了硅酸盐水泥 ， 混凝土 拌合物便会在很短的时间内失去流动性。 1 ． 3 防治措施 1 ) 在进行补偿收缩混凝土配合比设计时， 应当充分考虑 到坍落度损失这一因素。具体方法是： 将混凝土第一次测定 坍落度后的拌合物立即用湿麻袋覆盖， 经过2 0 ra i n 后 ， 继续加 水重新拌合2 m i n ， 如果坍落度符合要求 ， 则前后两次加水量 之和就是正式配合比的加水量。据此对配合 比做最后的调 整 ， 但不允许在拌合好 的混凝土拌合物中加水调整坍落度。 [ 收稿 日期] 2 0 1 0—1 2— 0 7 [ 作者简介] 柴伟( 1 9 7 8一) ， 女， 黑龙江哈尔滨人， 工程师； 刘爽( 1 9 7 9一) ， 女， 黑龙江哈 尔滨人 ， 工程师。 — -- - —— 1 4 0 ----— — 柴伟， 等： 补偿收缩混凝土常见质量问题原因分析和防治 第 2期 在操作条件许可的情况下， 应尽可能采用较少的用水量， 或 掺加减水剂降低用水量 ， 以此降低混凝土的水灰比。 2 ) 补偿收缩混凝土水泥用量应当以满足必要 的强度和 膨胀率 ( 尤其是 限制膨胀率) 为度 ， 一般 以控制在 2 8 0— 3 5 0 k g ／ m 为宜， 砂率可略低于普通混凝土。 3 ) 当混凝土施工环境温度高于 3 5 ℃时， 应当对骨料采取 遮阳措施， 拌合物在运输途中也应当予 以覆盖， 以避免太阳 暴晒温度升高。 4 ) 补偿收缩混凝土应采用机械搅拌 ， 搅拌时间不得少于 3 m i n ， 并且 比不掺加外加剂的混凝土延长3 0 s 。从搅拌机出 料 口出料至浇筑完毕的允许时间由试验确定。 5 ) 加强补偿收缩混凝土的养护， 特别是早期养护更应引 起足够重视， 应当由专人负责。湿养护时间一般少于1 4 d 。 6 ) 膨胀水泥在运输、 储存、 堆放、 配料、 搅拌、 浇筑等过程 中， 均不能混入其他品种水泥或其他水泥混凝土的残留物， 以免造成混凝土速凝、 拌合物流动性下降， 损害混凝土的物 理力学性能 。 7 ) 膨胀水泥的品种较多， 虽然具有共同的膨胀性能， 但 其他性能各有差异 ， 因此， 不能随意替代。如果施工 中需要 对所用水泥有变更， 必须要通过试验重新确定配合比和膨胀 剂的掺量。 2 补偿收缩性能不稳定 ， 产生收缩裂纹 。 强度较低 2 ． 1 质量 问题 配制的补偿收缩混凝土的膨胀率有时小、 有时大， 波动 性大 ； 或者抗渗性能忽高忽低， 很不稳定。在凝结硬化后， 表 面上出现一些浅层性、 无规则的细小裂纹 ， 这些裂纹大多是 宽度在0 ． 1 mm以下肉眼难见或不可见的微裂纹， 其强度一般 比相同水灰比的普通混凝土低。 2 ． 2 原因分析 1 ) 采用的水泥、 膨胀剂的质量不稳定， 组成成分或有关 组成成分的含量有变化； 或者水泥过期、 受潮、 结块； 或掺加 的膨胀剂计量不准。 2 ) 在水泥中混入了其他品种材料， 如石膏矾土膨胀水泥 中混入了硅酸盐水泥或石灰， 轻者影响补偿收缩混凝土的膨 胀性能 ， 重者使混凝土遭到破坏。 。 3 ) 混凝土配合比设计不当， 或者配制混凝土的强度等级 低 ； 在配制混凝土时， 由于计量不准确尤其是掺加 的膨胀剂 称量有误 ， 加大了使用量、 搅拌不均匀、 混凝土浇筑完毕后未 能及时进行养护， 或者养护温度和湿度不满足， 或者养护时 间不够 ， 或者养护时表面未覆盖失水过快 ， 甚至出现脱水等 原因， 很容易造成补偿收缩混凝土性能不稳定和强度较低。 4 ) 配制补偿收缩混凝土所用的材料品质不合格， 均质性 较差， 级配不 良， 或多次进料， 来源不 同， 造成材质变动大。 配制补偿收缩所用的骨料级配不好 ， 或者含泥量和泥块含量 超标 ， 从而造成混凝土和易性、 黏聚性和密实性较差 ， 其易产 生收缩裂纹， 且强度较低。 5 ) 混凝土的水灰比过大， 用水量过多， 从而造成混凝土 膨胀率降低 ， 收缩率增大， 或者水灰比控制不严格， 粉料和骨 料中的含水率不测定， 配合比不进行调整； 加水设备失灵， 仅 凭坍落度控制用水量； 或者用体积比来代替质量 比； 或者掺 用了使混凝土增大收缩率的缓凝剂。 2 ． 3 防治措施 1 ) 水泥应符合有关标准的规定和设计要求。对于储存 期超过 3个月的膨胀水泥， 不仅需要复检其强度下降率， 而 且还要测试其膨胀率， 然后才能确定其能否继续使用。对于 受潮、 结块的水泥 ， 不得用于工程。 2 ) 膨胀剂的品种应根据工程地质和施工条件进行选择 ， 其配合比例应通过试验确定， 膨胀剂的技术质量指标应当符 合有关标准规定并稳定。如石膏、 明矾等膨胀剂， 其纯度应 保持一致 ， 如果有变化， 则应重新进行膨胀性能和抗压强度 的试验 ， 不能随意套用其他工程的经验用量。 3 ) 配制补偿收缩混凝土所用的骨料应符合有关规定和 要求。为保证材料质量的稳定性和一致性， 应尽可能一次性 从同一厂家进场。 4) 膨胀水泥和膨胀剂的存放地点应保持清洁 、 干燥 ， 防止其他 品种水泥或杂物混入。在拌制某一 品种补偿收 缩混凝土时 ， 对于原来用过的搅拌 、 运输机具 、 振捣和操作 机具 ， 应当彻底清除黏在上面的水泥块或残 留物 ， 防止混 入新拌制的补偿收缩混凝土中， 影响混凝土的膨胀性能和 其他性能。 5 ) 补偿 收缩 混凝 土要充分搅拌均匀 ， 其搅拌 时间应 ≥ 3 m i n ， 并且要比不掺加外加剂的混凝土延长 3 0 s ， 其允许的 运输和停留时间要根据试验确定。 6 ) 为确保混凝土的密实度和膨胀性能 ， 一般补偿收缩混 凝土应采用机械进行振捣， 坍落度在1 5 e m以上的填充用膨 胀混凝土不得使用机械振捣， 每个浇筑部位必须从一个方向 浇筑。 7 ) 如果因施工环境温度过高、 混凝土拌合物坍落度损失 较大， 拌合物发生黏稠现象， 浇筑振捣比较困难时， 应弃之不 用， 不允许再加水重新拌合用于工程。 8 ) 当混凝土施工环境温度 >3 5 ~ C时， 水泥和骨料均应采 取遮阴措施 ， 防止烈 日暴晒； 当施工环境温度 < 5 ℃时， 应采 取保温措施。 参考文献 ： [ 1 ] 赵顺增 ， 游宝坤 ．补偿收缩混凝土应用技术规程实施指南 [ K ] ． 北京： 中国建筑工业出版社， 2 0 1 0 ． 一 】 41 —