混凝土硬化原因分析论文

时间:2022-07-07 08:23:00

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混凝土硬化原因分析论文

摘要:本文介绍了某建筑物混凝土基础未完全硬化的现状、检测情况、原因分析和处理方法,并由此对加强工程质量监督与控制提出了建议。

关键词:混凝土硬化强度质量监督检测

1起因与分析

某开发区生产车间工程钢筋混凝土条形基础,混凝土总体积约40立方米,强度设计等级为C30,混凝土配合比为1:1.24:3.04:0.44,混凝土设计表观密度为2400kg/m³。混凝土所用材料为青海水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥,大同河砂石,自来水及NF减水剂,现场施工为普通搅拌机搅拌、小车运输、振捣棒振捣,施工温度为18℃。混凝土浇筑后,第二天检查发现混凝土未完全硬化,部分结块,部分呈疏松状,用锤轻轻敲击纷纷落下,混凝土强度没有达到设计要求,工程被迫停工。经多方面查找原因认为是施工质量出现问题,但对混凝土材料质量产生最大疑义,因此要求从两方面入手研究,以便采取必要的措施。

2材料质量检测

2.1水的检测

混凝土拌和水要求不含影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质、油脂和糖类。凡是PH值小与4,硫酸盐含量(SO2-4)超过水重的1%的水,都不宜使用[1]。

对水质有怀疑时,可将该水与洁净水分别制成混凝土试件,进行强度对比试验,如该水制成的试件强度不低于洁净水制成的试件强度,则该水为可用水,由强度对比实验可知,现场用水不会引起混凝土质量问题。所做试验结果见表1。

表1用水强度对比值

项目

配合比

试件尺寸

(㎝)

试件强度(MPa)

平均强度

(MPa)

1

2

3

现场水

1:1.24:3.04:0.44

15×15×15

37.8

38.2

37.2

37.7

洁净水

1:1.24:3.04:0.44

15×15×15

37.5

38.0

37.5

37.6

2.2水泥检测

在混凝土中,水泥与水形成水泥浆,包裹在砂粒表面并填充砂粒间的空隙而形成砂浆,水泥砂浆又包裹石子并填充空隙而形成混凝土。水泥是混凝土中的胶凝材料,它的性能直接影响混凝土的强度和耐久性,该混凝土采用青海水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥,由实验结果可知,该水泥合格,满足规范要求,因此不会引起混凝土质量问题,结果见表2。

表2425#水泥性能

项目

标准[2]

实际

细度(0.08mm筛筛余率%)

≤10.0

4.5

凝结时间

初凝

≥45min

170min

终凝

≤10h

5.5h

体积安定性

沸煮法

无裂纹、无翘曲

合格

胶砂强度

(MPa)

抗压强度

(MPa)

3d

16.0

28.5

7d

--

--

28d

42.5

50.3

抗折强度

(MPa)

3d

3.5

4.7

7d

--

--

28d

6.5

7.3

2.3石子的检测

该工程所用石子为5~40mm的碎石,其含泥量为0.5%,针片状含量为10%,符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的要求[3]。同时,该石子长期使用,从未出现过影响混凝土强度问题,也未出现过碱骨料反应。因此,认为该石子不会引起混凝土质量问题。

2.4NF减水剂的检测

该工程所用NF减水剂为淮南矿务局合成材料厂的产品,生产许可证、质量合格证齐全。并且该减水剂经长期工程实践证明,质量保证,性能稳定,是一种良好的外加剂,不会引起混凝土质量问题。经检测质量符合要求,结果见表3。

表3NF减水剂性能

项目

指标

外观

红棕色粉末

减水率

15%~18%

对钢筋锈蚀作用

与水泥相容性

良好

掺量

1.5%

2.5砂的检测

由检测结果可知,该细砂的含泥量超标,根据规范(JGJ52-92)规定,普通混凝土用砂中有害杂质含量的含泥量小于等于3.0%,但该砂的含泥量已达6.4%,严重超标,不符合标准[4]。该工程所用砂经检测,其性能如表4。

表4砂的实验

筛孔尺寸

(㎜)

分计筛余量

(g)

分计筛余率

(%)

累计筛余(%)

细度模数

表观密度

(㎏/m³)

含泥量(%)

5.00

2.5

0.5

0.5

--

--

--

2.50

15.0

3.0

3.5

--

--

--

1.25

12.5

2.5

6.0

--

--

--

0.63

88.0

17.6

23.6

--

--

--

0.315

185

37

60.6

1.82

1410

6.4

0.16

147

29.4

90.0

--

--

--

底盘

50

10

100.1

--

--

--

3原因分析

从该混凝土的形态上可以看出有部分砂粒表面无水泥浆,大部分砂粒间水泥浆较少,因此,可以认为水泥浆没有完全把整个砂石粘结成一个整体。经分析引起该混凝土质量问题的原因有以下几点:

(1)砂的质量:现场用砂含泥量超过标准一倍以上,导致泥粒总面积大幅度增加,需要更多的水泥浆包裹它们。同时,泥粒本身强度低,降低了混凝土的强度。

另一原因,砂子偏细,在重量相同情况下,表面积大大增加,需要更多的水泥浆包裹,否则将有部分砂粒和泥粒不能被水泥浆包裹,而形成砂团,没有强度,大大降低了混凝土的强度。

(2)水泥用量:在砂子偏细、含泥量较大前提下,按常规混凝土配合比设计,水泥量将偏少。不能使水泥浆充分包裹每一粒砂粒,导致混凝土强度降低。

(3)施工时搅拌时间:由于现场砂粒细、含泥量大,砂团不易分散,按常规搅拌时间,不能充分使水泥浆完全包裹砂粒。如增加搅拌时间,才能保证水泥浆与砂粒均匀混合,有效提高混凝土的强度。

4处理方法

(1)把原先浇筑的混凝土刨除、清渣、布筋。

(2)把砂用水清洗,检测,洗过的砂细度模数为2.1,含泥量降低为1.5%,符合混凝土用砂要求。

(3)调整混凝土配合比,相应增大水泥用量,调整后配合比为1:1.17:2.72:0.44,设计表观密度为2400kg/m³。

(4)适当增加搅拌时间,原搅拌时间为3分钟,现搅拌时间为5分钟,保证了水泥浆与砂粒充分拌和。

经以上处理,顺利完成施工,并对试件进行检测,同时为确保工程质量的合格论证,并对混凝土采取了钻芯取样,达到了设计强度要求。检测结果如表5。

表5混凝土强度测试

项目

试件尺寸(㎝)

强度值(MPa)

是否达到C30值

1

2

3

混凝土

15×15×15

37.5

38.6

38.2

达到

36.9

38.4

38.1

钻芯样品

15×15

36.0

37.2

36.5

达到

5结语

通过对本工程混凝土质量问题的检测与处理,可以看出:

(1)场施工中对混凝土质量的控制,只注重于影响强度的水泥强度和水灰比主要因素,而忽略了砂石质量等一些次要因素,从而出现了混凝土质量问题。

(2)强度质量监督与施工质量管理工作,是确保工程质量的重要保证。从本工程质量检测可知,施工中缺乏必要的质量监督工作,是工程质量的重大隐患。因此,应加强施工队伍自身的约束和监督,使其职责行为规范化,使工程质量事故消灭于萌芽之中。

参考文献:

[1]JGJ63-89.普通混凝土拌合用水质量标准[S].

[2]中国建筑工业出版社编辑部.建筑材料规范大全[M],中国建筑工业出版社,1995.124-128.

[3]JGJ53-92.普通混凝土拌合用碎石或卵石质量标准及检验方法[S].

[4]JGJ52-92.普通混凝土拌合用砂质量标准及检验方法[S].