劉忠海
(大秦鐵路股份有限公司太原鐵路房建段,山西 太原 030013)
混凝土自1900年在萬國博覽會上展示至今,已有110多年的發展歷史。如今,混凝土已成為一種極其重要的建筑材料,廣泛應用于工業和民用建筑、道路、橋梁和各種構筑物。伴隨著混凝土技術的發展,混凝土施工也相繼推陳出新。近年來,出現了諸如具有極好裝飾效果的清水混凝土,具有良好保溫性能的發泡混凝土,既可澆筑又能噴射且各項性能都有提高的纖維混凝土,能有效減輕建筑物自重的輕集料混凝土等。混凝土已成為一門專門學科。但是,隨著混凝土應用的增多,對其在安全和使用上的要求也越來越多,從實踐中看,混凝土施工中仍然存在著許多問題,制約著混凝土優越性的發揮,有的甚至造成很大的損失。所以,必須加強對混凝土施工技術和管理方面的研究,找出影響其施工質量的因素,使混凝土的發展和應用日臻完善。
混凝土的質量問題分為3個方面:一是強度不達標,與結構安全不利;二是耐久性要求不達標,也會最終導致結構安全問題;三是施工誤差過大及觀感質量不達標,影響建筑的美學功能和正常使用。那么造成這些問題的因素有哪些?
混凝土施工是一項復雜的系統工程,它既有人員管理方面的要求,也有技術管理方面的要求,而且非常注重相互配合和銜接。混凝土施工要求一次成型,它本身有初凝時間和終凝時間,且在凝固過程中對周圍環境的要求非常苛刻,它的這些特點決定了其只有根據混凝土施工的特點才能合理安排好施工,才能從根本上保證施工質量。任何混凝土施工的質量問題,都能找見施工組織管理的根源,施工組織因素貫穿于其他任何影響因素之中。例如,由于沒有統籌好施工進度安排,為了趕工期,經常出現提前拆模的現象,給混凝土結構安全埋下極大的隱患;由于施工中人員安排不合理,經常在混凝土即將澆筑前,模板里和鋼筋間有雜物來不及清理而澆筑到混凝土之中,而又在施工后不能安排人員對混凝土進行養護;由于混凝土用量較小而采用現場拌制混凝土,卻不安排計量工具,全憑工人的經驗,導致混凝土的強度不足等等。
混凝土施工組織一定要把握以下幾點:一是高度重視前期準備工作,從場地交通到人員配置,從模板和鋼筋的驗收到機具設備等都要一一檢查到位。二是充分預想,從工程全局來考慮施工組織進度,制定若干時間節點,保證混凝土施工有足夠準備時間和凝固時間。三是針對性地落實技術標準。在施工實踐中,人們往往不能對國家的技術標準進行細化,不能從中摘出針對性的條款進行強化落實,最終導致有標準不落實,難落實。四是對特殊情況下的施工要作出特別安排。例如,冬季混凝土施工、水下混凝土施工、大體積混凝土施工、夜間混凝土施工、大風等作業條件不良情況下的混凝土施工等。
組成混凝土最基本的材料是砂、石、水泥和水。特殊情況下,根據需要加入適量的外加劑和摻合料以改善混凝土的某些性能。要理解材料的重要性,就必須理解混凝土中各組成材料的作用:在混凝土中,砂、碎石(卵石)起骨架作用,稱為骨料,其中,碎石(卵石)是粗骨料,砂子是細骨料。骨料應有良好的級配和自身足夠的密度和強度。水泥與水形成水泥漿,包裹在骨料表面并填充其空隙。在混凝土凝固前,水泥漿起潤滑作用,使拌和物具有一定的和易性,以便于施工,混凝土凝固后,則起膠結作用,將骨料黏結成一個堅硬的整體。只有原材料合格才能保證其發揮各自的性能和作用。
砂子、碎石(卵石)的材料質量卡控要點一般包括最大粒徑是否符合設計和施工要求,篩分級配是否符合要求,壓碎指標(僅碎石)是否符合標準,泥塊、淤泥、硫化物、硫酸鹽和有機物等有害物質是否超標,針狀、片狀顆粒(僅碎石)是否超標,表觀密度、強度等是否符合標準等,重要工程還要進行堿活性檢驗。同時還要檢測所進材料的含水率,以便準確設計混凝土配合比。另外,還應注意在運輸和堆放過程中防止離析和混入雜質,并按產地、規格分別堆放。
水泥的材料質量卡控要點包括核實所進水泥的種類是否符合設計要求,水泥的安定性、凝結時間、強度、細度、燒失量、三氧化硫和堿含量是否符合標準,特別要注意水泥質量有懷疑或出廠3個月(快硬硅酸鹽水泥超過1個月)后應送檢測機構進行復驗,并根據實際檢驗強度量級使用。同時要注意水泥的現場保管,一定要按品種、強度等級、出廠日期分別存放,一定要防潮密閉,一定要和石灰石、石膏、白堊等粉狀材料分開存放。
混凝土拌和用水也應保證一定的質量,一般要求pH值、氯離子含量、不溶物和硫化物含量檢驗符合標準,否則難以保證達到設計的混凝土要求。
另外,要嚴格檢驗所用外加劑的質量,檢驗其對鋼筋的銹蝕作用程度、對混凝土的強度影響和相關特殊性能要求是否達標。
混凝土只有配合了鋼筋等其他材料才能更好地發揮其作用。混凝土的一個最廣泛的應用就是鋼筋混凝土。鋼筋、模板工程與混凝土施工質量的關系表現在:①混凝土結構實現其功能的一個最基本的要求就是尺寸精確,而這一要求恰恰是鋼筋工程和模板工程所能保證的。工程中經常出現的鋼筋綁扎偏離軸線、模板跑模等導致的返工不僅耽誤工期,而且損失很大,一定要堅決避免。②鋼筋間距的準確與否還與施工中的振搗息息相關,也是混凝土握裹力得以發揮的重要保證。③模板與鋼筋外緣的距離決定了混凝土的保護層厚度,極大地影響著混凝土結構的耐久性和強度。④拆模時間的選擇取決于混凝土的凝固強度,反過來說,拆模時間過早會影響混凝土結構的成型,在施工階段會出現變形和開裂的現象,最終影響強度和耐久性。⑤模板的安裝質量直接決定了混凝土的觀感質量,特別是清水混凝土的裝飾效果。在工程中經常出現模板表面粗糙或隔離劑涂刷不勻粘壞混凝土面,或是模板過于干燥使混凝土面失水過大而出現麻面等。
所以,一定要重視鋼筋工程和模板工程的質量控制:一是保證模板的剛度,加強安裝尺寸的精確測量檢查,特別是保護層厚度和鋼筋間距,這是基本要求。二是拆模前一定要對混凝土強度進行檢測,達到規范要求后方可拆模。三是模板表面一定要認真處理,清理干凈,濕潤,刷勻脫模劑,并使模板接縫處平整對齊。
振搗的目的是排除混凝土中的氣泡,使混凝土更加密實,消除混凝土的蜂窩、麻面等現象。振搗時,一要注意每層被振搗混凝土不能超過振搗棒長度的1.25倍,并且在振搗上一層時應插入下一層5 cm深,以消除層間接縫;二要是插入點均勻排列,每次移動距離宜為30~40 cm,每一插點振搗時間20~30 s;三要避免碰到模板、鋼筋和預埋件而造成尺寸偏差。
養護分為自然養護和加熱養護。自然養護是當平均氣溫在5℃以上時,可在混凝土表面澆水養護,使混凝土在一定時間內保持水泥水化作用所需要的適當溫度和濕度,還可以采用不透氣、水的薄膜布覆蓋。加熱養護的目的是縮短養護時間,使混凝土加快達到強度,縮短工期。另外,患有熱模養護、棚罩式養護、覆蓋式養護等。做好養護是混凝土施工質量的重要保證工作。
外加劑的選擇一定要慎重,要根據工程設計和施工要求,選擇能滿足功能要求的外加劑,并根據試驗確定外加劑的摻量,避免由于外加劑用量不科學導致的混凝土難以凝固和由于外加劑結塊造成的混凝土表面鼓包等。
其要點是:①嚴格掌握混凝土施工配合比,并在攪拌點掛牌公布;②定時檢查各種衡器,經常測定骨料含水率,適時調整用水量;③注意原材料投放順序為:石子→水泥→砂子,且每次攪拌量不得超過攪拌筒容量的10%;④根據塌落度要求和機器類型合理確定攪拌時間。
混凝土的施工質量控制與多種因素相關聯,只有認真分析并找出可能存在的問題,系統地提出解決方案,才能較好地達到混凝土的施工質量標準。
[1]《建筑施工手冊》.第四版.北京:中國建筑工業出版社,2003.
[2]《建筑工程質量通病防治手冊》.第三版.北京:中國建筑工業出版社,2002.
[3]馮浩,朱清江.《混凝土外加劑工程應用手冊》.北京:中國建筑工業出版社,1999.
[4]《混凝土結構施工質量驗收規范》(GB50204-2002).北京:中國建筑工業出版社,2002.
[5]遲培云等.《現代混凝土技術》.上海:同濟大學出版社,1999.