预拌混凝土使用中常见的几个问题及解决措施

预拌混凝土使用中常见的几个问题及解决措施[摘要]本文讨论了预拌混凝土使用过程中，容易出现的几个质量问题，分析了出现问题的原因，并提出了解决问题的方法。[关键词]预拌混凝土强度裂缝缓凝泌水离析坍落度损失混凝土的集中搅拌是建筑工程生产管理方面一项意义重大的改革，预拌混凝土应用比重的大小，标志着一个国家的混凝土生产工业化程度的高低。采用预拌混凝土。可以提高劳动生产率，降低生产成本，节约施工用地、实现文明施工等方面的优越性。同时，预拌混凝土与现场搅拌的混凝土相比，由于混凝土公司拥有先进的生产设备、专业化检验和技术管理，使用预拌混凝土更能确保混凝土工程的质量。预拌混凝土施工包括原材料的进厂、配合比设计、搅拌、运输、成型、养护等环节，这其中任何一个环节出现问题，都会影响预拌混凝土的质量。根据笔者的跟踪调查，发现预拌混凝土最容易在以下五方面出现问题：1、强度不足；2、裂缝；3、缓凝；4、泌水离析；5、坍落度损失现就上述五问题，谈一下看法。1、强度不足问题造成强度不足的因素很多，根据笔者的调查，主要是当预拌混凝土运至施工现场后，泵机操作工为求泵送方便，随意往混凝土中加水。大家知道，影响混凝土强度的因素除了水泥的强度等级之外，就是水灰比。混凝土强度与水灰比是一个反比例关系，即：水灰比愈小，混凝土强度愈高。随意加水，势必使混凝土的水灰比增大，混凝土强度降低。因此，要确保混凝土的强度，必须采取有效措施，严禁往混凝土中随意加水。另外，关于混凝土强度不足问题，还有两个值得注意的情况：其一，混凝土是由气、液、固三相组成的不均匀材料。混凝土强度具有典型的离散性。按照《混凝土强度检验评定标准》（GB107-87）的规定，混凝土应分批进行统计评定。对预拌混凝土，应按标准规定的统计方法评定强度。按照该标准的统计概念，大批量、按相近配合比生产的预拌混凝土允许有5%的试块强度小于标准值（如C30混凝土的标准值就是30Mpa），允许的最小强度值要根据留样的多少而定，当留样组数为2~9组时，允许最小值是0.95倍标准值；当留样组数为10~14组时，允许最小值是0.9倍标准值；当留样组数大于15组时，允许最小值是0.85倍标准值。对C30的混凝土，三种留样组数的允许值分别为29.5、27、25.5Mpa。但在实际工程中，如果有一组试块抗压强度值小于标准值（如C30混凝土的抗压强度值为29.6Mpa），有人就认为预拌混凝土强度不足，这显然是不对的。其二，掺用含缓凝组分外加剂的混凝土，后期强度增幅较大；同时，掺用缓凝外加剂和微细活性材料的高性能混凝土，其后期强度增长幅度更高。现在供应的预拌混凝土，尤其大体积混凝土中几乎全部掺加了缓凝外加剂和微细活性材料（如粉煤灰），事实上，掺微细活性材料的中、高强强度等级混凝土普遍超强，由此引发出如何评定该类混凝土强度的课题。从保证工程质量和节能两方面考虑，宜采用60d或90d抗压强度作为标准强度。在这方面，国外已有先例。3、裂缝问题混凝土有两个固有的特性，即干燥收缩和低拉压比。因而混凝土结构将不可避免地因收缩而导致开裂。根据笔者的跟踪调查，建筑物中发现最容易出现裂缝问题的部位是现浇板和底板大体积混凝土。在春、夏、秋三季，天气干燥，高温、多风的日子里，施工的现浇板最容易出现裂纹。这种裂缝，从本质上讲，属于塑性收缩裂缝，出现的原因是：由于板的表面积大，风吹日晒使表面水分蒸发过快产生急剧的体积收缩，混凝土早期水化反应程度差，抗压强度低，不能抵抗收缩使产生的拉应力，从而形成了裂缝。这种裂缝一般是相互平行的，深度3~8cm，长度不超过1m。要防止混凝土现浇板裂缝，需要预拌混凝土的供应商与施工单位的密切配合。1）、预拌混凝土供应商要采取的措施是：a、在保证强度的前提下，尽量减低混凝土的水泥用量，并尽量减少单位立方混凝土用水量；b、选用含泥量低的细集料，拒绝使用含泥量超标的细集料。C、在条件允许的情况下，掺加一定量的纤维，如聚丙烯纤维等。2）、施工单位要采取的措施是：a、混凝土运至现场后，不得随意加水；b、浇注前用水湿润模板、钢筋等；c、注意抹面的时间和抹面方法，抹面应在表面泌水完全排除掉并且混凝土开始初凝时进行，抹面时应用力抹压，以闭和已产生的为裂纹和泌水孔；d、在抹面后立即用湿麻布、草帘或塑料薄膜进行覆盖养护，并间隔性地洒水，以防止表面水分的蒸发；e、在风速大，气温高的天气中施工时，应根据需要设置档风墙和遮阳蓬。底板大体积混凝土裂缝的情况，据我的观察主要有两种：一是沉降裂缝，二是温度裂缝。沉降裂缝主要是混凝土坍落度过大引起的，其成因是大坍落度的混凝土入摸后，钢筋两边的混凝土由于自重而下降，而钢筋上部的混凝土由于受到钢筋的阻碍，与旁边的混凝土之间存在位移而产生裂纹。防止沉降裂缝最有效的措施是将混凝土的坍落度严格控制在规范要求的范围值以内。温度裂缝是由于大体积混凝土的水化热过高，混凝土内外部的温度梯度过大，这种巨大的内外温差会引起很大的温度应力从而导致底板的开裂。控制大体积混凝土温度的裂缝，主要应采取三项措施：一是在保证强度指标的前提下，使用Ⅰ级粉煤灰取代水泥；二是掺加一定量的膨胀剂；三是掺加一定量的缓凝型泵送剂。根据实践，在此三项措施中，对控制大体积混凝土温度裂缝作用最大的是缓凝型泵送剂的缓凝效果是否理想。在此方面，我们是有经验教训的。试验中心曾经为两个几乎是同时施工的大体积混凝土设计了配合比，选用的原材料，除缓凝型泵送剂不同外，其它材料是一样的。其中一个工程混凝土的强度等级是C50，工程量7000m3；另一个工程混凝土的强度等级是C40，工程量6000m3。当时，试验室担心的是C50大体积混凝土，认为只要前者不出问题，后者肯定不会有问题，因为前者的水化热问题要比后者更严重。想不到的是，恰恰是后一个工程出现了温度裂缝。查找原因，我们发现是后一个工程中使用的外加剂的缓凝效果不理想造成的，发现问题后，在我们的建议下，出现问题的工程，更换了外加剂，使用了缓凝效果好的外加剂，从而解决了温度裂缝问题。当然，要防止温度裂缝，仅靠预拌混凝土供应商的努力是不够的。施工单位同样要做大量的工作。首先，对于混凝土的设计强度，应考虑将原来28d达到的指标，改为60d甚至90d，这样以来，在进行配合比设计时，可以在不增加总胶凝材料的情况下，大量使用粉煤灰。其次，要做好养护和测温工作，混凝土浇注完毕，要对混凝土表面进行覆盖（湿草帘、湿麻布、塑料薄膜等），并进行测温跟踪，及时掌握混凝土的内外温差情况，将内外温差严格控制在25℃以内。总之，预防和控制混凝土的裂缝问题是混凝土今后的一项重要任务，试验中心将尽最大努力，选用优质的材料和科学合理的配合比，从源头上，预防和控制混凝土的开裂；最近，笔者在《混凝土》上看到同济大学教授黄士元教授提出的一个控制早期裂缝的观点，他认为：裂纹的易发阶段是成型后8-12h，混凝土的高早强是早期开裂的主要内因，表面水的蒸发过快是主要外因，混凝土初凝后就必须浇水养护。建议用24h强度作为裂缝开展的控制指标，24h抗压强度不宜大于12Mpa。笔者认为黄教授的这个观点很有新意，且将24h抗压强度控制在12Mpa以内，应该讲也是一件很容易做到的事，下一步，试验中心准备用试验的方法验证一下上述观点。同时，呼吁施工单位也要重视这个问题，加强混凝土成型和养护时的质量控制力度。大家齐心合力，从而杜绝预拌混凝土开裂现象的发生。另外，混凝土裂缝应尽力在终凝前消除。如属轻微裂缝，可不做处理。如确需处理，可采用“注浆法”。即：首先将裂缝处理干净，然后用注射器将环氧树脂浆分若干次注入裂缝内。如为贯穿裂缝，应提前从下面用环氧树脂加水泥和成胶泥，将裂缝底部堵塞，待其硬化后再从上部注浆。3、缓凝问题本文所称“缓凝”是指预拌混凝土的凝结时间超过了施工单位的预期值，从而认为预拌混凝土存在质量问题的情况。一般情况下，出现缓凝问题的混凝土会延缓工程的施工进度，对混凝土的质量不会有影响。根据笔者的跟踪调查，发现造成预拌混凝土缓凝的原因有以下几方面：1）、缓凝型泵送剂的质量不稳定。预拌混凝土供应商使用的不同批次的缓凝型泵送剂的缓凝效果不一样，使用这种外加剂生产的混凝土的凝结时间各不相同，从而使施工单位误认为预拌混凝土有“缓凝”问题。2）、气温的影响。随着气温升高，缓凝型泵送剂的缓凝效果明显降低，而在气温减低时，缓凝时间会延长。在一个工程的混凝土浇注过程中，如果气温变化很大，在气温低的一段时间中，往往会出现缓凝现象。3）、在预拌混凝土的生产过程中，如果计量出现了问题，缓凝型外加剂的量加多了，也会出现混凝土的缓凝现象。4）、如果某一种缓凝型外加剂的供应不及时，而混凝土施工又不能停下来，此时就需要使用另外一种缓凝型外加剂来取代。由于不同的外加剂的缓凝效果不同，也会出现混凝土的缓凝现象。分析造成混凝土缓凝的原因，不难找出解决缓凝的办法。首先预拌混凝土供应商必须使用质量稳定的缓凝型泵送剂产品，保证计量的准确性。其次，当遇到气温突然发生变化，或者需要更换缓凝型外加剂品种，可以采取增减外加剂掺量的方法，尽量保证混凝土的凝结时间不变；同时，及时通知施工单位，使之思想上有准备，从而避免不必要的误会发生。另外，关于缓凝，应引起高度注意，一是如果水泥的质量有问题，也会造成混凝土的缓凝，这种缓凝往往会严重影响混凝土的质量，是应该坚决避免的。二是因为超掺量使用木质素磺酸盐的缓凝减水剂而出现的缓凝，混凝土强度会因引气量增加而大幅度降低，也是应该坚决避免的。4、泌水离析问题组成混凝土拌和物各成分应该保持均匀，如果搅拌后拌和物各组分相互分离，砂、石等骨料下沉，拌和物表面漂浮着一层水或颜色灰黄的浆体，此时的混凝土就认为发生了泌水离析问题。泌水离析的混凝土在泵送过程中容易堵泵、爆管，成型之后的混凝土结构容易分层，上部出现砂浆层，底层容易出现空洞，混凝土的观感质量差，强度的离散性大。造成混凝土泌水离析的原因有：1、泵送剂的推荐掺量或质量有问题。2、石子、砂子的级配有问题或砂率的选择不合适。3、单方用水量过大。4、胶凝材料的用量少了。根据泌水离析的原因，不难找到解决的办法：1、选择质量合格的泵送剂并通过试验的方法找到合适的掺量。2、使用级配要求的砂石，尤其是石子应尽量选择连续级配的石子并适当提高砂率。3、在保证坍落度的前提下，适量降低单方用水量。4、适量提高胶凝材料的用量，试验发现将两种以上的矿物掺和料（如粉煤灰，矿渣微粉）复合使用，对避免泌水离析的发生更加有利。5、坍落度损失过大混凝土拌和物从生产地点装入搅拌运输车内到运送至施工现场，需要一定的时间，在这一段时间内，混凝土拌和物逐渐变稠，流动度逐渐降低，这种现象称为“坍落度损失”。坍落度损失过大的混凝土，泵送和浇筑成型都很困难，混凝土不容易振捣密实，易出现蜂窝麻面，影响混凝土的外观效果。造成混凝土坍落度损失过大的原因是：1、泵送剂的质量不合格，按照国家建材行业标准《混凝土泵送剂》JC473的要求，对于使用一等品的泵送剂按照标准试验方法配制混凝土，初始坍落度为210±10mm时，其30min坍落度保留值应大于或等于150min，60min坍落度保留值应大于120min，也就是将用符合一等品指标的泵送剂配制的混凝土，30min坍落度的损失值不应大于70mm，60min坍落度的损失值不应大于100mm。试验发现，凡坍落度损失过大的混凝土，其所使用的泵送剂的30min及60min坍落度保留值一般均不合格。2、混凝土运输或在现场等待的时间过长。2、暑期施工的混凝土，气温过高，使混凝土中的水分蒸发。3、使用早强型水泥配制的混凝土，由于混凝土早期水化的速度快，容易出现坍落度损失过大现象。结合造成原因，可采取以下措施来尽量避免坍落度损失过大现象的发生：1、使用质量合格的泵送剂，对每次进厂的泵送剂均进行检测。如果发现某种泵送剂配制的混凝土坍落度损失过大，则将该种泵送剂做退货处理。2、对因运输时间过长、在工地上滞留时间过长、气温过高而造成的坍落度损失过大，无法正常施工的混凝土，可在卸料前掺加适量的泵送剂并将罐中的混凝土快速搅拌一段时间，严禁采用任意加水的方法来增加混凝土的坍落度。3、除非工程