吾斯满.沙吾江
【摘 要】“结构混凝土的强度等级必须符合设计要求”,这是《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定的强制性条文,必须严格执行,但是至今仍有一些工程的混凝土因强度不足而造成不少质量问题。
【关键词】混凝土; 强度;不足;处理方法;
混凝土强度低下造成的后果主要表现在以下两个方面:一、结构构件承载力下降;二、抗渗、抗冻性能及耐久性下降。因此对混凝土强度不足事故必须认真分析处理。
一、混凝土强度不足的常见原因
1. 原材料质量问题
(1)水泥质量不良
水泥实际活性(强度)低:常见的有两种情况,一是水泥出厂质量差,而在实际工程中应用时又在水泥28d强度试验结果未测出前,先估计水泥强度等级配制混凝土。当28b水泥实测强度低于元估计值时,就会造成混凝土强度不足:二是水泥保管条件差,或贮存时间过长,造成水泥结块,活性降低而影响强度。
水泥安全性不合格:其主要原因是水泥熟料中含有过多的游离氧化钙(CaO)或游离氧化镁(MgO),有时也可能由于掺入石膏过多而造成。
(2)骨料(砂、石)质量不良
石子强度低:在有些混凝土试块试压中,可见不少石子被压碎,说明石子强度低于混凝土的强度,导致混凝土实际强度下降。
石子体积稳定性差:有些由多空燧石、页岩、带有膨胀粘土的石灰岩等制成的碎石,在干湿交替或冻融循环作用下,常表现为体积定性差,而导致强度下降。
石子形状表面状态不良:针片状石子含量高影响混凝土强度。而石子具有粗糙的和多空的表面,因与水泥结合较好,而对混凝土强度产生有利的影响,尤其是抗弯和抗拉强度。最普通的一个现象是在水泥和水灰比相同的条件下,碎石混凝土比卵石混凝土的强度高10%左右。
骨料(尤其是砂)中有机杂质含量高:如骨料中含腐烂动植物等有杂质,对水泥水化产生不利影响,而使混凝土强度下降。
2. 混凝土配合比不当
混凝土配合比是决定强度的重要因素之一,其中水灰比的大小直接影响混凝土强度,其他如用水量、砂率、骨灰比等影响混凝土的各种性能,从而造成强度不足的事故。这些因素在工程施工中,一般表现在如下几个方面:
(1)随意配套用配合比:混凝土配合比根据工程特点、施工条件和原材料情况,由工地向实验室申请试配后确定。但是,目前不少工地却不顾这些特定条件,仅根据混凝土强度等级的指标,随意套用配合比,因而造成许多强度不足事故。
(2)用水量加大:较常见的有搅拌机上加水装置计量不准;不扣除砂、石中的含水量;甚至在浇灌地点任意加水等。用水量加大后,使混凝土的水灰比和塌落度增大,造成强度不足事故。
(3)水泥用量不足:除了施工工地计量不准外,包装水泥的重量不足屡有发生。而工地上习惯采用以包计量的方法,因此混凝土中水泥用量不足,造成强度偏低。
(4)砂、石计量不准:较普遍的是计量工具陈旧或维修管理不好,精度不合格。
(5)外加剂用错:主要有两种;一是品种用错,在为搞清外加剂属早强、缓凝、减水等性能前,盲目乱掺外加剂,导致混凝土达不到预期的强度;二是掺量不准,造成混凝土凝结时间推迟,强度发展缓慢。
3. 混凝土施工工艺存在问题
(1)混凝土拌制不佳;向搅拌机中加料顺序颠倒,搅拌时间过短,造成拌合物不均匀,影响强度。
(2)运输条件差:在运输中发现混凝土离析,但没有采取有效措施(如重新搅拌等),运输工具漏浆等均影响强度。
(3)浇筑方法不当:如浇筑时混凝土已初凝;混凝土浇筑前已离析等均可造成混凝土强度不足。
(4)模板严重漏浆:模板严重变形,板缝5—10mm,严重漏浆,实测混凝土28d强度仅达设计值的一半。
(5)成型振捣不实:混凝土入模后的空隙率达10%—20%,如果振捣不实,或模板漏浆必然影响强度。
(6)养护制度不良:主要是温度、湿度不够,早期缺水干燥,或早期受冻,造成混凝土强度偏低。
二、混凝土强度不足事故常用处理方法
1.测定混凝土的实际强度:当试块试压结果不合格,估计结构中的混凝土实际强度可能达到设计要求时,可用非破损检验方法,或钻孔取样等方法测定混凝土实际强度,作为事故处理的依据。
2.利用混凝土后期强度:混凝土强度随龄期增加而提高,在干燥环境下3个月的强度可达28d的1.2倍左右,一年可达1.35-1.75倍。如果混凝土實际强度比设计要求低的不多,可以采用加强养护,利用混凝土后期强度的原则处理强度不足的事故。
3.减少结构荷载:由于混凝土强度不足造成结构承载能力明显下降,又不便采用加固补强方法处理时,通畅采用减少结构荷载的方法处理。例如,采用高效轻质的保温材料代替白灰炉渣或水泥炉渣等措施,减轻建筑物自重,又降低建筑物的总高度等。
4.结构加固:柱混凝土强度不足时,可采用外包钢筋混凝土或外包钢加固,也可采用螺旋筋约束柱法加固。梁混凝土强度低导致抗剪能力不足时,可采用外包钢筋混凝土及粘帖钢板方法加固。当梁混凝土强度严重不足,导致正截面强度达不到规范要求时,可采用钢筋混凝土加高梁,也可采用预应力拉杆补强体系加固等。
5.分析验算挖掘潜力:当混凝土实际强度与设计要求相差不多时,一般通过分析验算,多数可不作专门加固处理。因为混凝土强度不足对受弯构件正截面强度影响小,所以经常采用这种方法处理;必要时在验算的基础上,做荷载试验,进一步证实结构安全可靠,必须处理。装配式框架梁柱节点区混凝土强度不足,可能导致抗震安全度不足,只要根据抗震规范验算后,在相当于设计震级的作用下,强度满足要求,结构裂缝和变形不经修理或经一般修理仍可继续使用,则不采用专门措施处理。分析验算后得出不处理的结论,必须经设计签证同意方有效。